图形化编程对小学生逻辑思维能力提升实践与研究

【摘  要】逻辑思维能力是基础教育的重要培养内容，是提升小学生接触社会、应用知识、破解现实问题的根本所在，教师通过引入图形化编程课程及相关工具，能有效培养小学生的逻辑思维能力，使小学生用理性的思维看待现实世界，挖掘现实世界的内在特征及运作机理。如何应用图形化编程培养学生的逻辑思维能力，成为我国小学普遍面临的问题。

【关键词】图形化编程;小学生;逻辑思维能力

中图分类号：G623      文献标识码：A      文章编号：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、图形化编程的理论內涵

图形化编程语言也称为G语言，是相对编程语言而形成的新概念及新思路，能结合我国传统文化的精髓，提供更便捷、更方便的计算机编程方法，使编程环境简单明了、直观清晰。在编程方式上，图形化编程主要由图标模块构成，将文本指令替换成“图形标志”，使编程过程变为图形的简单排列与组合。如“选择结构”和“循环结构”等文本指令都可用图标模块来表达，操作者可通过简单的排列，实现既定的编程目标或功能。简而言之，在图形化编程中，不同的图形模块都代表着不同的代码块，拥有不同的编程功能，将其进行罗列或拼接，能实现简单的动作演示，而这种“动作”又可通过反复的重组与罗列，构建出完整的程序系统。在操作过程中，编程者可通过鼠标拖拽，实现对文本语言的编织及程序的构建。在图形化编程理念不断完善与发展的过程中，我国先后推出了游戏化编程工具，即将电子游戏中的闯关升级、任务设置及角色道具等元素融入图形化编程中，使学生在升级闯关中感受到编程的乐趣，进而转变传统编程教学刻板生硬、枯燥乏味的问题，极大地提升了编程教学的实效性与有效性。

二、图形编程与逻辑能力的联系

逻辑思维能力主要指合理、正确思考的能力，即对客观事物进行分析、比较、观察、概括、抽象、综合、推理及判断的能力，采用合理的逻辑手段，有条理而准确地表达自己思维的能力。在基础教育阶段，逻辑思维能力是数学学习的关键能力，同时也是处理现实问题所必备的主要能力。小学教师要想培养学生扎实的逻辑思维能力，必须从知识应用能力、想象能力、语言能力、识图能力等方面出发，通过知识的积累和应用，了解客观事物的本质和差异，进而延伸事物的逻辑范畴，使事物间的内在联系有效地呈现出来，随后用语言将事物的逻辑特征及内在联系进行具体而全面的表达。如，为了让图形程序工具中的角色动起来，小学生需要厘清图形编程工具中的跑步动作和摆臂动作等之间的联系，从而排列出有效的动作组合，实现既定的编程目标。而在日常教学过程中，教师可引导学生用语言表达自己的编程过程，梳理程序或动作间的逻辑结构，提升学生的语言表达能力，使小学生的逻辑思维能力培养更全面、更具体、更有针对性，更符合现代教育体系的发展需求。

三、图形化编程在逻辑思维能力培养中的应用

（一）创设情境和任务驱动

教师通过演示已完成的编程作品，能有效地激发学生参与创作的积极性与热情，使学生真正地有兴趣、有意识地参与到图形化编程课程中。首先，教师应营造积极欢快的教学情境，转变传统枯燥沉闷的课堂氛围，提升课堂的活跃度。通过成果展示的方式，引导学生感受已完成作品的优势和效果，并以“同学们，其实你们也能做出这样的作品来”的话语，引导学生参与到图形编程的创作过程中，以此实现基本的情景创设和任务导入目标。其次，构建任务驱动。教师应制定出符合学生性格特征及学习特点的教学任务，帮助学生确定学习目标，使学生在任务驱动教学模式下，积极地探索并挖掘图形化编程知识。最后，架设游戏情境，教师应转变传统教学观念，将图形编程课程作为游戏课程、通识课程或娱乐课程，使游戏中的等级体系、奖励及惩罚机制有效融入课程教学中，从而有效激发学生的学习积极性与主观能动性。

（二）知识导入和功能实现

图形化编程教学的基础内容是介绍并传授图形模块的功能和作用，然而这部分内容较为枯燥，学生难以有效地掌握所有的知识内容。所以在课堂实践中，教师应以目标设立的方式，引导学生逐渐掌握图像模块的基本内容和功能。笔者在课堂授课时，通常以移动图形角色作为功能介绍的媒介，使学生在目标实现的过程中，逐渐探索出相应的知识点。如：“同学们，我们在现实生活中是怎么跑或怎么走的？”小学生会自然而然地说“用脚和腿”，随后，笔者便通过多媒体设备，展示代表“腿”和“脚”或拥有移动功能的模块，以此类推，使学生在潜移默化中掌握复杂的图形化编程知识，进而帮助学生从“动作”和“控制”模块入手，逐渐了解“外观”“声音”“函数”“物理”“运算”等图形模块功能。在整个知识导入的过程中，教师应保留几个较为简单的图形模块，引导学生通过观察、分析、判断、实践探究特定图形模块的功能特征及编程作用，培养学生的逻辑思维能力。

（三）编程实践与逻辑培养

创设情境、知识导入是教师利用图形化编程课程提升学生逻辑思维能力的基础与关键，教师可在知识导入部分简单地培养学生的问题分析、观察及判断能力。教学中，教师应通过编程实践深化图形编程知识，巩固并深化学生的逻辑思维能力。首先，以竞赛游戏为媒介，引导学生分析图形模块的逻辑联系及应用依据。如在划船游戏中，学生要想让船只动起来，需要在动作模块中寻找相应的动作功能，并分析如何利用图形模块提升角色的速度，随后在正式比赛过程中（利用互联网应用机制，将不同学生的图形模块端口联系起来，构建出基本的网络游戏模式），引导学生利用已有的编程框架，进行竞赛。其次，教师应根据学生在竞赛中的表现情况，总结学生所存在的问题，并引导学生利用“想象”和“逻辑推理”的方式，发掘问题的形成原因，彻底解决当前所存在的问题，提升学生的逻辑思维能力。此外，教师也可通过引导学生比较自己和其他同学的差异，了解图形编程的方法和技巧，增强自身的编程能力。

四、结语

图形编程逻辑严密、功能强大，能有效地培养学生的逻辑思维能力，然而在教学实践中，教师应准确把握教学重点，将逻辑思维能力培养作为教学核心，通过情景架设、知识导入、编程实践等方式，循序渐进、有层次地培养学生逻辑思维能力，提升学生问题分析和解决能力，从而为学生的全面发展奠定坚实的基础。

注：本文为中国教育技术协会“十三五”规划重大研究项目《基于游划化学习的教育创新实践研究》“区域实施以计算思维培养为核心的人工智能暨编程教育的策略研究”（项目编号：P132YXHXX064）的研究成果。

参考文献：

[1]王禹.中职Arduino单片机图形化编程教学实践——以单片机控制LED灯闪烁课程为例[J].职业，2015（09）.

作者简介：荀达（1988-），男，汉族，山东省莱阳市人，本科，二级教师，研究方向：小学信息技术教育教学。

（责任编辑  王小飞）