圖形化編程對小學生邏輯思維能力提升實踐與研究

【摘? 要】邏輯思維能力是基礎教育的重要培養內容，是提升小學生接觸社會、應用知識、破解現實問題的根本所在，教師通過引入圖形化編程課程及相關工具，能有效培養小學生的邏輯思維能力，使小學生用理性的思維看待現實世界，挖掘現實世界的內在特征及運作機理。如何應用圖形化編程培養學生的邏輯思維能力，成為我國小學普遍面臨的問題。

【關鍵詞】圖形化編程;小學生;邏輯思維能力

中圖分類號：G623? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：0493-2099（2020）32-0082-02

【Abstract】Logical thinking ability is an important training content of basic education. It is the foundation for improving elementary school students exposure to society， applying knowledge， and solving real problems. Teachers can effectively cultivate their logical thinking ability by introducing graphical programming courses and related tools to make them use Rational thinking looks at the real world and discovers the inherent characteristics and operating mechanism of the real world. How to apply graphical programming to cultivate students' logical thinking ability has become a common problem faced by elementary schools in our country.

【Keywords】Graphical programming; Primary school students; Logical thinking ability

一、圖形化編程的理論內涵

圖形化編程語言也稱為G語言，是相對編程語言而形成的新概念及新思路，能結合我國傳統文化的精髓，提供更便捷、更方便的計算機編程方法，使編程環境簡單明了、直觀清晰。在編程方式上，圖形化編程主要由圖標模塊構成，將文本指令替換成“圖形標志”，使編程過程變為圖形的簡單排列與組合。如“選擇結構”和“循環結構”等文本指令都可用圖標模塊來表達，操作者可通過簡單的排列，實現既定的編程目標或功能。簡而言之，在圖形化編程中，不同的圖形模塊都代表著不同的代碼塊，擁有不同的編程功能，將其進行羅列或拼接，能實現簡單的動作演示，而這種“動作”又可通過反復的重組與羅列，構建出完整的程序系統。在操作過程中，編程者可通過鼠標拖拽，實現對文本語言的編織及程序的構建。在圖形化編程理念不斷完善與發展的過程中，我國先后推出了游戲化編程工具，即將電子游戲中的闖關升級、任務設置及角色道具等元素融入圖形化編程中，使學生在升級闖關中感受到編程的樂趣，進而轉變傳統編程教學刻板生硬、枯燥乏味的問題，極大地提升了編程教學的實效性與有效性。

二、圖形編程與邏輯能力的聯系

邏輯思維能力主要指合理、正確思考的能力，即對客觀事物進行分析、比較、觀察、概括、抽象、綜合、推理及判斷的能力，采用合理的邏輯手段，有條理而準確地表達自己思維的能力。在基礎教育階段，邏輯思維能力是數學學習的關鍵能力，同時也是處理現實問題所必備的主要能力。小學教師要想培養學生扎實的邏輯思維能力，必須從知識應用能力、想象能力、語言能力、識圖能力等方面出發，通過知識的積累和應用，了解客觀事物的本質和差異，進而延伸事物的邏輯范疇，使事物間的內在聯系有效地呈現出來，隨后用語言將事物的邏輯特征及內在聯系進行具體而全面的表達。如，為了讓圖形程序工具中的角色動起來，小學生需要厘清圖形編程工具中的跑步動作和擺臂動作等之間的聯系，從而排列出有效的動作組合，實現既定的編程目標。而在日常教學過程中，教師可引導學生用語言表達自己的編程過程，梳理程序或動作間的邏輯結構，提升學生的語言表達能力，使小學生的邏輯思維能力培養更全面、更具體、更有針對性，更符合現代教育體系的發展需求。

三、圖形化編程在邏輯思維能力培養中的應用

（一）創設情境和任務驅動

教師通過演示已完成的編程作品，能有效地激發學生參與創作的積極性與熱情，使學生真正地有興趣、有意識地參與到圖形化編程課程中。首先，教師應營造積極歡快的教學情境，轉變傳統枯燥沉悶的課堂氛圍，提升課堂的活躍度。通過成果展示的方式，引導學生感受已完成作品的優勢和效果，并以“同學們，其實你們也能做出這樣的作品來”的話語，引導學生參與到圖形編程的創作過程中，以此實現基本的情景創設和任務導入目標。其次，構建任務驅動。教師應制定出符合學生性格特征及學習特點的教學任務，幫助學生確定學習目標，使學生在任務驅動教學模式下，積極地探索并挖掘圖形化編程知識。最后，架設游戲情境，教師應轉變傳統教學觀念，將圖形編程課程作為游戲課程、通識課程或娛樂課程，使游戲中的等級體系、獎勵及懲罰機制有效融入課程教學中，從而有效激發學生的學習積極性與主觀能動性。

（二）知識導入和功能實現

圖形化編程教學的基礎內容是介紹并傳授圖形模塊的功能和作用，然而這部分內容較為枯燥，學生難以有效地掌握所有的知識內容。所以在課堂實踐中，教師應以目標設立的方式，引導學生逐漸掌握圖像模塊的基本內容和功能。筆者在課堂授課時，通常以移動圖形角色作為功能介紹的媒介，使學生在目標實現的過程中，逐漸探索出相應的知識點。如：“同學們，我們在現實生活中是怎么跑或怎么走的？”小學生會自然而然地說“用腳和腿”，隨后，筆者便通過多媒體設備，展示代表“腿”和“腳”或擁有移動功能的模塊，以此類推，使學生在潛移默化中掌握復雜的圖形化編程知識，進而幫助學生從“動作”和“控制”模塊入手，逐漸了解“外觀”“聲音”“函數”“物理”“運算”等圖形模塊功能。在整個知識導入的過程中，教師應保留幾個較為簡單的圖形模塊，引導學生通過觀察、分析、判斷、實踐探究特定圖形模塊的功能特征及編程作用，培養學生的邏輯思維能力。

（三）編程實踐與邏輯培養

創設情境、知識導入是教師利用圖形化編程課程提升學生邏輯思維能力的基礎與關鍵，教師可在知識導入部分簡單地培養學生的問題分析、觀察及判斷能力。教學中，教師應通過編程實踐深化圖形編程知識，鞏固并深化學生的邏輯思維能力。首先，以競賽游戲為媒介，引導學生分析圖形模塊的邏輯聯系及應用依據。如在劃船游戲中，學生要想讓船只動起來，需要在動作模塊中尋找相應的動作功能，并分析如何利用圖形模塊提升角色的速度，隨后在正式比賽過程中（利用互聯網應用機制，將不同學生的圖形模塊端口聯系起來，構建出基本的網絡游戲模式），引導學生利用已有的編程框架，進行競賽。其次，教師應根據學生在競賽中的表現情況，總結學生所存在的問題，并引導學生利用“想象”和“邏輯推理”的方式，發掘問題的形成原因，徹底解決當前所存在的問題，提升學生的邏輯思維能力。此外，教師也可通過引導學生比較自己和其他同學的差異，了解圖形編程的方法和技巧，增強自身的編程能力。

四、結語

圖形編程邏輯嚴密、功能強大，能有效地培養學生的邏輯思維能力，然而在教學實踐中，教師應準確把握教學重點，將邏輯思維能力培養作為教學核心，通過情景架設、知識導入、編程實踐等方式，循序漸進、有層次地培養學生邏輯思維能力，提升學生問題分析和解決能力，從而為學生的全面發展奠定堅實的基礎。

注：本文為中國教育技術協會“十三五”規劃重大研究項目《基于游劃化學習的教育創新實踐研究》“區域實施以計算思維培養為核心的人工智能暨編程教育的策略研究”（項目編號：P132YXHXX064）的研究成果。

參考文獻：

[1]王禹.中職Arduino單片機圖形化編程教學實踐——以單片機控制LED燈閃爍課程為例[J].職業，2015（09）.

作者簡介：荀達（1988-），男，漢族，山東省萊陽市人，本科，二級教師，研究方向：小學信息技術教育教學。

（責任編輯? 王小飛）