基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養

沈浩

【摘 要】在信息技術快速發展的當今時代，編程成為了小學生需要要學習的重要內容，計算思維也是學生需要掌握的必備技能。結合數字化信息和人工智能的有效利用，加大計算思維素質的培養是極其重要的。尤其是針對游戲化編程的設計，讓小學生在擁有興趣的同時，拓展在計算思維能力方面的潛能開發。在游戲化教學的基礎上，設計計算思維的教學模式。本文按照皮亞杰的建構主義理論觀點為核心，從游戲化的編程教學入手，來分析學生的指向計算思維能力的提升。

【關鍵詞】游戲化編程;小學生;計算思維;策略

從建構主義的核心出發，在每位小學生擁有不同“圖式”的基礎上，讓他們如何去理解這個世界，如何對接觸到的新事物進行認知是比較關鍵的。建構主義對于知識的看法，它們覺得知識不屬于客觀和確定性的，而是處于動態的變化過程。同時，每位小學生的經驗并不相同，在以后的課堂教學實踐活動中，應該避免那種填鴨式教學，利用游戲化的編程設計，發展計算思維的新策略。

一、建構主義學習理論與計算思維能力培養的聯系

1.情境植入。在設計游戲化編程的基礎上，創造獨特的學習環境。把教學環節或者課堂設計為游戲，在情境背景豐富的前提下，從小學生的思想和角度出發，有利于計算思維能力的拓展。

2.協作完成。游戲化的教學目標能夠將死板的程序語言，編成趣味的游戲活動，借助學生的團結協作來構建趣味的課堂。這種協作方式的運用，也能夠培養小學生們的團隊意識。

3.主動學習。建構主義強調學習中個體的主動性，游戲化教學進程中，游戲自身就能夠激發小學生們的挑戰欲望，從而提供了學習的動機。小學生們是信息處理的主體，也屬于意義的主動建構者，老師的作用更像是活動的組織者和促進者。

4.意義建構。學習是從不同經歷中創造意義的過程，教師需要根據自己的經驗去進行構建，游戲化編程方法在實施過程中，是不會完全依賴背誦記憶能力的。在計算思維能力不斷得到提升的過程中，逐漸讓學習者自身學會構建知識體系。

二、基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養

（一）基于游戲化編程活動的培養計算思維的策略研究之“解構能力”的研究

在分析問題以后，教師就可以進行方案的設計，從而引導學生進行子部分的解決方案分析。但是在此之前教師都要完成對故事元素的分解訓練。在運用解構能力的基礎上，構思完成整個作品，要將每一項基礎角色進行制作。按照操作實例來進行分析，在創建機甲悟空角色中，包括火焰狀態和迷霧山洞的背景地圖等，對這些故事元素需要全面了解。最終在不同編輯指令下，可以實現整個游戲進程。

（二）基于游戲化編程活動的培養計算思維策略研究之“模式識別能力”的研究

在處于各個模式中，明確本單元要完成的目標，包括在按住空格鍵以后，對游戲中任務角色進行的上升或者下落進行控制。在編程沒有完成前的一段時間內，可以對情節進行抽象認知。對于造型的布置和人物狀態的區分，利用算法思維加以識別。由于在實際訓練中，對不同狀態的人物要進行明顯區分，機甲悟空選擇飛行還是前進，在針對的具體模式面前，應該培養識別能力。在觸碰到地圖的邊緣時，可以通過選擇語言的方式進行條件判斷。

（三）基于游戲化編程活動的培養計算思維策略研究之“算法設計能力”的研究

在游戲化編程中，對算法設計能力有較高的要求。對游戲操作中的控制，需要依據算法的設計為前提。利用坐標的移動，在算法設計時借助編程來執行。小學生在思考的過程中，會對出現的狀態進行自主創意設計，通過循環、克隆等方式置入程序。在創建空中激光的時候，將激光的狀態圖分別設計。實施背景移動和地圖拓展，加強隨機數代碼的實現和效果的呈現。

（四）基于游戲化編程活動的培養計算思維策略研究之“模式歸納能力”的研究

在認識到針對同一問題的存在時，會有不同種的解決方案，結合算法思維的抽象化理解，加強循環變量的使用。按照變量程序控制的實施，用計算思維來加以體現。只有熟悉掌握整個游戲全程的模式變化和狀態類型，才能夠加強最終的歸納能力培養。對于機甲悟空在完成每項任務后，游戲界面出現的不同字母和畫面需要進行區分。實現機甲悟空在碰觸能量球的過程中，分數也在不斷增長的狀態。在運行的程序結束以后，達到成功統計和保存的目的。在歸納所有的控制量和算法的基礎上，加強計算思維的培養。

三、結束語

在實際的課堂中，游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養需要加強對每一步驟的控制。借助學生核心素養培養的過程來對學生的計算思維能力進行提升。在皮亞杰建構主義理論的基礎上，分析基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力，開展對“解構能力”“模式識別能力”“算法設計能力”“模式歸納能力”的研究，最終促使小學生的計算思維能力得到提升。

【參考文獻】

[1]莫青云.基于游戲化編程培養小學計算思維的教學研究述評[J].電腦編程技巧與維護，2020，No.418（04）：33-34.

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