小学生计算思维的培养

【摘  要】计算思维作为信息技术学科核心素养之一，是信息化社会中数字公民所应具备的基本素养。本文通过一节具有创新意义的图形化编程的教学设计课程，展示了小学“编程”领域的教学设计与实施的过程，为理解小学信息技术编程教学的设计与组织提供范例。本文的分析与讨论，为小学信息技术“图形化编程”领域的教学设计提供有价值的思考路径与实施策略。

【关键词】计算思维;图形化编程;教学设计;信息技术教学

信息技术在推动社会发展的同时带动了信息技术教育的改革，信息技术课程标准明确把计算思维作为学科核心素养之一，将各类编程语言作为主要学习内容，旨在编程中促进学生计算思维的形成，提高学生的适应力和创造力。因此，如何在小学信息技术教学中培养和提高学生的计算思维能力是亟待解决的问题。

传统的代码式的编程方式对小学生来说相对困难，而图形化编程可以将编程的设计过程通过图形化的方式表现出来。帮助学生建立对编程的兴趣，进一步培养学生的计算思维能力。

本文通过设计“七色花”的形式，结合学生的生活实际，创设教学案例并开展实际教学，引领学生学习图形化编程，培养计算思维能力。

一、怎样理解图形化编程对儿童计算思维训练的作用

基于信息技术教学的教育思想，教师在设计课堂时应该坚持让学生自己动手操作，调动学生的学习积极性，并使学生对老师抛出的问题感兴趣并为解决这个问题努力思考时，学生的学习才会真正发生、学生的思维才真正的活跃起来。否则，学生只是一个看似努力听课，实则却游离在课堂学习活动之外的被动接受者。

图形化编程使用过程简易化、结果可视化的编程模式开展工作。全新的编程模式和编程方法打破了技术壁垒，让编程过程可视化、游戏化，使计算机编程真正成为青少年的主流学习领域。

二、如何把握花朵的变化特征

图形化编程对于学生而言最大的特点在于对学生的学习积极性和兴趣有着极大的激发。学生在修改参数这一问题上会有最直觀的印象，对于教学而言，这个印象是值得利用和研究的，修改一个参数，会马上在显示的画面中有所体现，在这一过程中，编程学习就自然而然的发生了。

基于这一认识，在项目的设计上进行了学习内容的设置，先教会学生如何画一朵花，再对花朵的形态变化进行设置。这样的教学设计，可以让学生在已有知识的基础上，进一步掌握更难理解的知识。这样的循序渐进的一层一层提升难度的设计方法，在很多科目的设计上都有体现。

中小学生对图形化编程有兴趣并不代表没有难度，学生学习图形化编程也存在着一定的困难。学生的层次不同，面对的问题不同，学生会困惑问题该如何解决。这时就需要同学互助和老师的引导。

变换参数就属于其中比较困难的部分。在这个部分，学生通常会因为突然接触一个概念而措手不及，这时就需要老师的正确引导，让学生通过前期观察和讨论来自己发现。在本案例中，绘制花朵需要分析外循环与内循环，外循环是花朵的个数，内循环是花瓣的边数。这个概念一定要给同学们讲解透彻。可以类比数学中的图形的边角度数来学习。

三、“多变的花朵”的教学设计与实施

（一）问题情景的创设

创设问题情境是教师进行课堂教学的第一步，它关系到整体教学进程的推进和展开，影响学生的学习内容和过程体验。对于“多变的花朵”的教学内容，在总结以往教学经验的基础上，通过分析学习内容的本质和学生的学情，经过多次的调整与修改，选择了复习导入的方式，并精心设计了教学的问题情境。

基于教学经验及其对教学内容和学生年龄状况的分析，最终选择以“六一儿童节的礼物”作为导入情境。对小学生来说“儿童节”是学生们熟悉的事物，学生们对此有着充分的经验，应当利用“给伙伴的礼物”来进行一定的情境创设。因此，在分析、对比不同版本的教材情境及不断的思考与修正后，最终选择了“六一儿童节”作为引入情境，因为在这一情境下，学生想要给伙伴分享自己的花朵，进而对使用源码编辑器绘制花朵产生兴趣，从而引出了“如何绘制多种多样的花朵”这一关键问题。在情境的呈现方式上，以利用程序展示花朵的形式将情境娓娓道来，为学生提供了一个现实的情境，并让学生对这个情境产生兴趣。

（二）引发学生深度探索

1.设计大问题，暴露学生思维

在通过情境引出想要送给同学一朵花朵后，让学生独自思考，通过已知的方法，自己提出解决问题的办法。学生并不是空着脑袋走进教室的，他们以往的学习中已经形成了习惯和经验，对于“如何利用源码编辑器画一朵花朵”这个的问题有着自己的解决方案，鼓励学生充分表达自己的看法，在与老师同学的交流比较中逐进一步完善原有的认识与理解。

本节课的重心在于程序模块中参数的改变，将重难点设置在任务二中可以让学生在状态最好的时间段，接受最重要的知识。微视频的使用，使学生在接受新知识之前又激发了新一轮的注意力及兴趣的高潮，让学生通过观看微视频学习修改参数，有多方面的考虑。微视频可以让学生反复观看，进行多次的讲解与学习，并且研究发现学生对于影像资料远比教师上课讲解更有兴趣。所以F老师在课前花费了时间和精力制作了一系列的微视频。让学生可以在课上课下随时随地的进行学习和讨论。

老师将方法交给同学，学生就可以进行实际的操作，编程虽然需要很强的逻辑性，但对学生的操作能力要求也很高。教师会要求学生不断地进行操作与尝试。在这些操作中学生会学会如何复制函数，如何修改函数参数，绘制出美丽的花朵。

通过学生展示的花朵，教师可以能感受到学生的掌握程度及他完成自己作品时雀跃的心情，对于一个老师而言，看到学生能如此顺利的学习到本节课的知识并顺利的应用真的很开心。同时，会有学生产生问题，这时通过小组内解决的方式，利用学生在学习过程中表现出来的不同认知水平而让学生们自己去发现问题，解决问题，会给学生带来更为深刻的印象，给同伴讲解的过程既促进了学生的思考，也会为学生进一步的理解提供了条件。

结语

图形化编程的学习，不仅仅可以帮助学生更好的学习编程，对于学生的计算思维的培养更为重要。要通过一个个的小积木，体会到编程的本质与最本真的创作乐趣，这虽然很难达到，但一定会成为每个信息技术老师的目标。

参考文献：

[1]李素卿.编程热潮，计算思维情归何处？——聚焦计算思维在小学编程教学中的落实问题[J].中国信息技术教育，2021（14）：45-47.

作者简介：

卞凤，女，山东青岛人，青岛大学师范学院在读研究生，主要研究方向：技术整合、教师技术接受度、计算思维。