基于“Mind+”的小學編程教育教學研究

王貴

（淄博市張店區蓮池學校，山東 淄博 255000）

國家的教育水平也是國家綜合實力的重要表現形式之一。改革開放以后，我國整體經濟水平不斷攀升，國家育人環境更加成熟和完善。信息技術教育課程雖然起步較晚，但通過眾多教育工作者的不斷努力，已經取得較為突出的進步和發展。加強對這一技術在教育行業中的應用研究，對國家教育事業的健康發展具有重要意義。

一、小學編程教育概述

在信息技術重要性不斷凸顯的社會背景環境下，國內各教育機構都不約而同地加大對信息技術教育的重視程度，該門課程在教育理念、教育方法、教學內容和教學形式等方面的更新換代速度不斷提升，學生的信息技術水平也較以往有了質的飛躍。但國內教育行業在發展中經歷了較為特殊的歷程，在新中國成立伊始，國民文化素養缺失非常嚴重，在缺少完善教育機制的情況下引入了蘇聯教育家提出的“填鴨式”教育理論，這一教育理論至今仍對國民具有較為強烈的影響，即不關注學生對知識的理解程度，以升學考試為核心教育目標，為學生進行單向知識灌輸。在升學壓力和“填鴨式”教育理論的雙重影響下，仍有很多教師和家長在展開教育活動時，忽略實踐教育能對學生起到的積極促進作用，未能真正發揮相關知識的真正價值。當前國內基礎教育中雖開設了信息教育課程，但其并非主考學科，直接影響了教師和家長對信息技術教學的重視程度，進而影響該門課程的實踐操作水平。

人類社會始終保持著動態發展的趨勢，在信息技術的影響下，全球經濟一體化趨勢增強。為確保國家能從容應對來自國內外社會形勢中產生的多種挑戰，我國自改革開放以來一直在實行動態化的教育改革政策，為國家發展儲備更多人力資源力量。現代社會中，信息技術對國家、社會和行業發展的重要性不斷凸顯。為全面促進信息技術教育的發展，全面調動學生的自主研究和創造性思維，教育部在2018年《教育信息化2.0 行動計劃》中明確要求各級各類學校推動信息技術課程的落實，并在2020年《關于政協十三屆全國委員會第三次會議第3172 號（教育類297 號）提案答復的函》中表明，教育部已經制定專門文件推動和規范編程教育的發展，正在培養和培訓能夠實施編程教育的師資力量，并將包括編程教育在內的信息技術課程納入中小學教育體系中。全面提高中小學生的信息技術基礎知識與技能水平，增強學生信息意識、發展學生信息思維、提高學生數字化學習與創新能力等。相關文件的說明為編程教育教學在小學教育中的開展提供了支持和依據，未來，這一教育手段勢必會得到更加廣闊的發展。

“Mind+”，全名為Mindplus，是一款專門用于青少年編程教育的國內自主研發的可視化編程軟件，軟件中集成了當前主流主控板及百余種開源硬件，在支持多種先進編程操作的同時，界面簡潔、編碼簡單，同時兼具娛樂性和創造性，不僅對學生極具吸引，而且能讓學生在編程學習和實際操作中，大腦功能被進一步開發，邏輯思維能力得到顯著提升。

二、基于“Mind+”的小學編程教育教學重點

1.融合趣味教育，引導學生的學習興趣

教育，不僅是一項工作，更是一項事關國家和民族發展的重要事業。真正具有智慧的教育工作者，在開展教學活動時，會充分尊重并參考學生的天性和特性。圍繞學生展開相關的教育工作，才能使學生在適合的教育環境中獲得成長。游戲，是每個孩子都具備的天性，所以在小學教育過程中無需對學生的此種天性進行過度打壓，反而可利用學生的這一天性采用相適應的教育手段，讓學生以樂于接受的方式實現知識學習的目標。因此，教師應深入思考如何在小學編程教學活動中融合不同的游戲，通過游戲消除編程教育中客觀存在的枯燥性和抽象性教學難點，讓學生在游戲中初步掌握基礎編程知識。

如在帶領低年級學生展開編程學習時，由于該階段學生的綜合學習能力較弱，教師的主要教育目標應以培養學生的編程思維為主。教師可帶領學生學習趣味游戲的編程方法，先讓學生列舉出自己喜愛的網絡游戲，如掃雷、大魚吃小魚、趣味賽車等，然后讓學生思考：如果是你來開發這款游戲的話，你最想讓游戲角色、關卡、環節等發生怎樣的改變？然后讓學生根據自己的創作思路，應用“Mind+”中“背景庫”和“角色庫”等工具，自行完成游戲角色、場景、環節的設計。整個編程學習的過程始終密切關聯學生的興趣點，模糊學習和游戲之間的界限，真正讓學生在“游戲”的過程中始終保持積極思考的狀態，使學生在“游戲”的引導下自行開展實踐操作。教師的引導和學生對知識的內化吸收，是幫助學生構建編程思想的重要教學手段。

在培養學生編程思維的同時，還需要進行科學的引導，使學生能充分掌握相關算法的邏輯思維，形成規范性的設計方式，配合學生自身的創造思維，才能在信息技術方面創造無限可能，才是我國小學編程教育的關鍵思路。因此，教師應在學生學習編程的過程中，采用行之有效的教育方法，讓學生真正理解和掌握相關程序的設計思路和編程算法。可通過創設教學情境、角色扮演和實際體驗等多種方式，讓學生在“Mind+”軟件中嘗試不同設計思路和算法的執行過程和結果，通過實踐和嘗試，讓學生了解不同設計思路和算法對程序產生的影響，采用此種方式使學生的編程知識水平不斷提升。

如在編程課《機器人走迷宮》的教學中，本課的教學目標是讓學生掌握機器人馬達模塊的控制方式，并能熟練應用分支結構、循環機構等對機器人的運動狀態進行控制。教師可先為學生梳理相關編程知識，為學生分享編程案例；讓學生利用“Mind+”對迷宮的樣式和結構、機器人角色進行設計；讓學生思考如何應用傳統的走出迷宮的方法，設計相應的算法，并利用“Mind+”軟件對自己設計算法的科學性和可行性進行驗證。為了讓學生能充分理解走出迷宮的方法，教師可在教室中帶領學生模擬迷宮環境，以課桌或走廊作為迷宮的墻壁，讓學生了解“順時針走法”和“逆時針走法”的含義，并讓學生自行思考如何才能在“Mind+”軟件中將兩種方法以算法的方式進行呈現。讓學生先自行思考、試錯，再由教師展示標準答案，讓學生了解自身思維方法中存在的不足之處，這對提高學生的編程水平具有重要的促進作用。

2.結合教學內容，重點培養學生的指向思維

小學是義務教育階段的基礎部分，總教育時長在基礎教育中最長，由此可見為學生奠定扎實學習基礎的重要性。對小學編程教育來說，小學階段的教育目標也應以培育學生的邏輯思維為主，讓學生能應用內在思維方式對各類編程問題自行思考和探索。同時，可充分結合學科教學內容，使學生的邏輯思維能力能有效延展，為學生展開多學科學習提供幫助。如小學數學學科中本身具有非常顯著的邏輯思維特點，在編程學習中應充分結合數學知識內容，既能幫助學生更好地理解編程內容，也能讓學生在應用編程知識時鞏固數學學科知識，二者互相滲透、互相促進、共同發展。

如在數學經典問題“雞兔同籠”的求解編程設計過程中，教師可先提出編程的題干要求：一個籠子中有數只雞和數只兔子，學生想知道籠子中雞和兔子的數量分別是多少，可是因為天黑燈暗，無法分辨，只知道共有5個頭和12 只腳，應用什么算法能快速計算出雞和兔子的數量呢？在解決這一問題時，教師需要先讓學生應用數學知識對問題進行解答，以問題解答過程為依據，應用“Mind+”軟件搭建解題程序。完成編程的程序中應包含以下界面：1.問題呈現界面，在界面中為用戶呈現問題；2.錄入界面，用戶可在界面中錄入“雞兔同籠”中頭和腳的數量；3.算法程序，程序自行計算出正確答案。完成編程實踐后，教師可鼓勵學生對更多數學問題進行編程和解答，使學生的學科學習能力和編程能力同時得到提升。

三、基于“Mind+”的小學編程教學設計

1.課前準備

教師應在課前對教材內容進行深度解讀，明確本節課程教學目標，并在“Mind+”軟件中進行預先編程演練，生成相應的邏輯思維導圖和程序，對教學內容進行設計。制作教學所需課件，靈活應用PPT、微課、電教平臺等多種新型教學工具，方便教師在課上以直觀的方式為學生演示“Mind+”操作方式；做好資料儲存，方便與學生進行共享。

2.明確教學方向

學生應在小學階段掌握如何應用“Mind+”完整描述靜態畫面及圖像的方法；可自行完成視頻或圖片資料導入、系統角色的操作；了解基礎的編程概念，如角色、事件、舞臺等；掌握移動、重復、等待、角色大小調整等基本編程命令；掌握編程課程中的基本單詞；具有自我總結能力，能應用自身的創造思維進行融會貫通。在“Mind+”軟件中，舞臺界面如圖1 所示，編程界面如圖2 所示。

圖1“Mind+”軟件舞臺操作界面

圖2“Mind+”軟件編程界面

實際教學可通過以下流程和方法完成：先以概念講解、操作演示、課件演示等方式為學生初步建立程序的觀念，使學生了解循環的含義；教學過程中為學生同步解釋不同位置中各積木塊的含義，并演示操作積木塊后，“Mind+”軟件操作界面中會發生的變化和狀況，對各類情況進行有效解決的方法等；讓學生掌握基礎命令控制手段；為學生預留討論和提問時間，開拓并完善學生的學習思路。

3.課堂教學

編程課堂教學可從以下幾個階段分別展開，以充分保障課堂教學質量：

一是應用趣味性方式切入教學主題。教師可應用微課、影視資料、圖片資料或語境描述等方式，拋出與課堂教學內容相關的問題，在課堂開始階段，吸引學生注意力，充分調動學生的好奇心。

二是實踐操作，夯實學生編程基本素養。為學生演示預先制作好的課件或工程文件，以問題和教學課件相結合的方式，讓學生了解應用“Mind+”軟件可進行的各種操作，以及在編程軟件中各種動作和實際生活中動作存在的差別。這一操作既能讓學生感受到信息技術的強大功能，也會對學生的基礎認知水平產生一定沖擊，使學生更樂于了解編程知識。帶領學生梳理編程所需的思維邏輯方式，每次進行操作時，為學生預留一定的思考時間，保證教學進度能夠充分符合小學生的心理特征和認知水平，并且由于每個學生在學習能力上存在一定差異，教師應充分關注每個學生對編程知識和操作過程的理解程度，鼓勵學生大膽提問，及時為學生答疑。教學過程中不僅要重視編程結果的演示，更要重視幫助學生理清不同操作步驟的必要性和關聯性，以基本運動模塊作為首要教學內容，讓小學生自行完成的等待1 秒、重復執行、下一個造型等命令，讓學生充分理解“Mind+”軟件中單個積木的作用。

三是調試互動。當課程進入收尾部分的時候，教師應對每個學生操作的程序進行檢查，若有的學生反饋其作品未達到預期目標，教師應為其提供針對性幫助，帶領學生對編程作品進行反復調試，讓學生了解自己在實際編程中出現的問題和失誤；若學生還未能完成編程，教師可為學生進行細化知識講解，讓學生了解編程的細節步驟，并啟發引導幫助學生順利完成自己的作品；對已經完成作品的學生，應不吝夸獎，充分肯定學生的實踐成果。需要注意的是，每個學生都有其獨特的創造性思維，教師應在檢查學生作品的過程中，避免用單一性思維對學生的作品提出要求，避免將個人理解強加給學生，創設一個寬松的學習環境和氛圍，鼓勵學生的個性發展，即便是編程也無須對所有步驟進行規范，只需要呈現預期目標即可，核心目標是讓學生自行掌握本節編程課的核心含義。

綜上所述，為更好地適應未來的社會挑戰，國家對人才培養的目標在不斷發生變化，信息技術作為現代社會中的關鍵技術，對國家的綜合發展同樣會產生非常巨大的影響。在小學階段，學校增加信息技術教育課程，為學生滲透編程知識，為其建立編程意識，不僅能鍛煉學生的邏輯思維能力和創造能力，輔助學生更好地展開學科學習，還能使學生更好地適應未來社會發展的多項挑戰。