圍繞“小猴出題”編程教學各個環節應用學習支架策略

〔摘" "要〕" 根據《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的要求，小學信息科技課程中培養學生的計算思維是教學的重點，抽象思維是計算思維的核心和關鍵要素。然而培養學生的抽象思維面臨若干挑戰，包括學生對抽象概念理解的困難、教學方法缺乏針對性以及實踐環節不足等。本文著重分析了這些問題，并提出圍繞編程學習的各個環節設計和應用學習支架的策略。旨在幫助學生更好地理解抽象概念，并促進計算思維的發展，為教育工作者提供一定的參考與借鑒。

〔關鍵詞〕" 信息科技；學習支架；計算思維；抽象思維

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 09" " 034-036

隨著信息技術發展及《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱，《信息科技課程標準》）頒布施行，培養學生信息素養成為教育教學重要任務。計算思維是運用計算機科學概念方法解決問題的思維方式，“抽象”是其核心要素，是從具體事物抽取本質特征形成概念并判斷推理，具有概括性、邏輯性，能幫助人們理解事物本質規律。然而小學生的認知發展正處于從具象思維到抽象思維的過渡時期，對理解抽象概念存在困難，如何搭建支架幫助學生經歷抽象的過程，就成為教師面臨的挑戰。

一、教學內容與學情分析

（一）教學內容分析

通過編程Scratch 實現“小猴出題”的程序，該內容歸屬《信息科技課程標準》中“算法與程序實現”模塊。在這個模塊中，要求學生理解算法并通過編程實踐掌握程序設計的基本方法和技能。包括掌握“小猴出題”涉及的變量使用、邏輯判斷、程序流程控制等，進而實現加法的出題、答題以及自動批閱功能。

（二）學情分析

小學階段的學生對新鮮事物充滿好奇心和探索欲，他們喜歡通過實踐操作來學習知識。Scratch搭積木式的編程方式非常符合小學生的認知特點，但對于 “變量”這樣較為抽象的程序設計概念，學生在理解上可能會存在一定的困難。

二、困境揭示—— 教學面臨抽象思維具象化的挑戰

（一）抽象思維的特性與小學生認知的沖突

抽象思維概括性、邏輯性強，需從具體事物中抽取本質特征形成概念并判斷推理，但小學生這一階段的思維直觀具體，兩者差異使其理解抽象概念困難。例如，小學生習慣于事物中的固定屬性，而變量概念要求量不斷變化，這種沖突影響了他們對概念的理解。

（二）教學方法單一、缺乏創新

部分教師在教學中未考慮學生認知特點，采用傳統的講授式與演示法，與實際生活缺乏聯系，導致學生認知負荷加大；且對學生抽象思維能力的培養缺乏系統的方法策略，僅簡單介紹概念，而未引導學生深入思考實踐。如，在講授變量時，單純講解概念，學生無法理解其在計算機處理問題中的核心要義。為破解這一困境，就需要教師結合學生特點，聯系實際生活，開展教學。例如，將變量比作存錢罐或可裝不同東西的盒子，盒子開始裝 5顆糖果（變量賦值為5），后換成 10顆巧克力（變量重新賦值），通過直觀比喻讓學生理解變量值可改變，突出其存儲和靈活調整等特點。

（三）實踐環節的薄弱之處

學生的編程學習涵蓋問題分析、設計規劃、編程實現、測試調試、優化改進和分享展示等環節。但在實際教學中，這些環節存在的問題較多：問題分析環節被急于編程的學生忽視，致使學習目標不明；測試調試環節，因學生缺乏耐心或對錯誤認識不足，可能缺失；優化改進環節，因學生未深入思考常錯過提升機會；分享展示環節，因學生害羞或缺乏自信、可能被忽視，而錯過交流學習的機會。這些都影響對學生抽象思維能力的培養。下文將圍繞編程學習各環節，探索設計和應用工具支架，解決實踐環節薄弱問題，進而助力學生形成抽象思維、提升解決問題能力和整體學習成效。

三、策略探尋 —— 學習支架在教學中的應用

（一）學習支架理論溯源及類型概述

學習支架作為一種關鍵的教學輔助手段，其理論根源可追溯至維果茨基的最近發展區理論。該理論強調學生的學習是在實際發展水平與潛在發展水平之間的區域內發生的。學習支架的作用就在于為學生提供適當的支持，助力他們從現有的實際水平逐步跨越到潛在水平。這一理論為學習支架在教學中的應用提供了堅實的理論依據，它提示教師要準確把握學生的現有水平和潛在發展可能，從而合理地設置支架，以促進學生的學習和發展。

隨著教育研究的深入，學習支架的類型不斷豐富，包括但不限于情境型、策略型、交流型和評價型等。這些分類方式既反映了學習支架在學習過程中的多樣化應用，也體現了其在不同階段所體現的獨特價值。在探討學習支架在小學信息科技課程中的應用時，教師還應注意到工具性支架的角色。例如，在編程學習中，表格、流程圖、思維導圖等工具，被用來輔助理解復雜的概念和邏輯關系，這屬于工具型支架的范疇，這些支架借助可視化的方式幫助學生構建抽象思維模型，讓抽象思維“看得見”，學生能夠更加清晰地表達他們的想法。

（二）基于編程教學各環節的學習支架應用

1.問題分析環節

“情境型支架+思維導圖”的應用。在編程學習的起始階段，問題分析是明確編程目標、理解問題本質的重要步驟。在此環節中，情境型支架和思維導圖將發揮重要作用。情境型支架用于學習新知識之始，通過創設與教學內容相關且貼近學生生活的教學情境吸引學生。如：“小猴出題”課中教師創設動物園小猴出題游戲情境，并讓學生玩游戲；思維導圖是圍繞一個中心主題借助分支的形式組織信息，教師用這一工具將游戲中的角色、背景、角色行為等組織起來，以幫助學生更好地對問題進行抽象。通過這一環節的分析，學生對“小猴出題”這個編程任務有了初步的認識，但這還只是一個開始，接下來需要進一步規劃設計編程的具體步驟和思路。

2.規劃設計環節

“問題型支架+思維導圖”的協同。此環節需要學生對編程任務進行規劃和設計，以確定編程的思路和關鍵核心步驟。然而，小學生由于認知發展水平的限制，往往難以直接對復雜的編程問題進行有效的分析，且面對復雜的編程任務時，容易迷失方向，難以抓住關鍵信息。問題型支架以問題的形式為學生提供方向引導和支持。教師提出如小猴如何出題、判斷回答及反饋等問題，幫助學生聚焦關鍵。在這一環節，思維導圖繼續發揮作用，輔助學生對關鍵信息進行進一步的提煉和概括，引導學生逐步理解編程中的變量和隨機數生成、條件判斷和信息反饋等概念。教師通過以問引學、循循善誘的方法，引導學生逐步掌握思考方法，提升思維能力，為知識的深入理解和掌握奠定堅實基礎。

3.編程實現環節

“策略型支架+流程圖”的助力。編程實現是將規劃設計轉化為實際代碼的過程，鑒于小學生的抽象思維能力有限，這一過程往往充滿挑戰。策略型支架通過提供策略和步驟，引導學生解決問題，從而促進學習進程。流程圖是一種以圖形化方式展示流程或算法的工具，能夠以清晰的方式展示編程流程和算法邏輯。在“小猴出題”編程教學中，教師引導學生表達算法很關鍵。教師先引導學生思考流程，如隨機生成加數、出題、獲取答案并判斷。訓練學生用“如果……否則……”描述判斷，如“如果答案等于加數和，顯示‘正確’，否則顯示‘錯誤’”。教師給出流程圖框架讓學生填空，如“開始→生成加數→出題→獲取答案→判斷答案→（正確顯示‘正確’，錯誤顯示‘錯誤’）→結束”。小組交流優化流程圖之后，學生依據流程圖在 Scratch 中找到對應控件如隨機數生成、詢問回答、條件判斷等。學生通過借助流程圖使思維過程有據可依，更容易地將算法思維轉化為編程操作，提升編程與邏輯思維能力。

4.測試調試環節

“交流型支架+問題清單”的引導。學生完成程序并運行時，可能會發現程序不能實現預期的目標，則需要進行調試以查找、糾正錯誤。這是程序設計的重要環節。在實際教學中，學生一旦遇到錯誤，可能會因缺乏耐心或對錯誤認識不足，從而缺乏思考，錯失提升抽象思維能力的時機。此時，教師可以引入交流型支架，組織學生進行小組討論，讓他們分享彼此在編程過程中遇到的問題。同時提供精心設計的問題清單，幫助學生記錄、梳理程序運行中的錯誤現象。

運用問題清單，可以培養學生細致觀察、邏輯分析和自我反思的品質。例如，在“小猴出題”中，學生可以在問題清單上記錄諸如“小猴出的題目超出預期范圍”“答案判斷不準確”等問題。接著通過小組交流和自我思考，追根溯源地找出可能出現錯誤的腳本部分，如“隨機數生成范圍設置錯誤”“答案判斷條件設置錯誤”等。在教師的指導和同學的交流中進行有針對性的修改，從而提升對程序的評估和改進能力。

5.優化改進環節

“交流型支架+問題型支架”的深化。程序雖然可以正常運行，但還有提升的空間，因此進入了優化改進環節。這一環節旨在提高程序的性能和質量，進一步提升學生的編程水平和抽象思維能力。在這個環節中，通過師生、生生之間的交流和相互啟發，拓寬學生的思維視野，引導學生思考如何對程序進行進一步優化。問題型支架將引導學生深入思考程序中潛在的優化方向，促使學生對程序進行更加全面、深入的改進，從而使程序達到更好的效果。例如，借助“小猴還能出哪些類型的算式？”引導學生思考如何對“小猴出題”項目進行拓展，如改變題目類型（減法、乘法、除法）、增加題目難度（如擴大數字范圍）、增加計分統計、如何讓“小猴出題”更加貼合現實等。

6.分享展示環節

“評價型支架+設計說明”的提升。分享展示是編程學習的最后一個環節，是學生展示學習成果、交流學習經驗的重要機會。在這個環節中，學生需要將自己的編程作品展示給其他同學并闡述自己的設計思路和過程。評價型支架在這個環節中，通過評價學生的學習成果，給予學生正面的反饋和鼓勵。例如，在分享 “小猴出題”的腳本時，有學生提出：程序一次隨機生成一個題目，效率低，效果不好，可以進行改進，使其在特定情境下再度隨機出題。這樣，就需要把隨機出題的程序模塊置于恰當的循環結構內，方可滿足需求。學生闡述設計說明的過程，實質是對思維進行梳理、歸納與提煉的過程，這也是計算思維中進行抽象的一種體現。

四、結語

學習支架在現代教育中的作用日益凸顯，其不僅能夠促進學生的深度學習，還能提升他們發現問題和解決問題的能力。尤其在小學信息科技課程中作用尤為明顯，在編程各個環節中支架的使用，能幫助學生經歷抽象的過程，使抽象思維在學習過程中有據可依，有法可循，使抽象思維“看得見”又“摸得著”，真正讓抽象思維在計算思維中具象化。同時，未來，我們還需進一步研究有關支架的科學評估體系，使其能夠通過支架更好地評估學生抽象思維能力的發展，為教學提供依據，也便于教師采取更有針對性、更靈活的教學策略。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]許驚鴻.“象”由“算”生：讓計算思維在問題抽象中生成[J].中國信息技術教育，2024（2）：36-39.