基于计算思维培养的小学编程教学方法分析

谢坤

【摘要】随着大数据时代的到来，计算机受到了人们的广泛重视和使用，社会对计算机技术的人才需求也越来越大。想要培养更多的计算机技术人才，就需要进一步提高学生的综合素质，运用计算思维，培养符合新时代要求标准的人才。文章基于计算思维，探讨了如何提高小学编程教学质量，强化学生的计算核心素养。

【关键词】计算思维;小学编程;教学方法

近年来，大数据技术、信息技术、互联网技术发展速度迅猛，潜移默化地改变了人们的生活。计算机技术深刻地影响了人们的日常生活方式和工作方式，大大提升了人们的生活质量。如今，计算机已经完成了普及，在这种趋势下，计算机技术的发展和应用深度能够在一定程度上改变事物的发展方向。在信息技术如此发达的时代，学习数字技术和信息技术能够保证自己顺应时代的变化，为社会做出更多贡献。教育是一个国家发展建设的根基，想要顺应信息时代发展的特点，就需要培养学生的计算思维，提高学生的编程能力。在小学编程教学中，教师应该重视学生计算思维的培养，树立学生正确的“三观”，促进学生综合能力的提高。

一、计算思维的培养

小学教育关系着国家未来的建设和发展。近年来，国家对教育改革工作越来越重视。小学阶段是塑造学生“三观”的重要阶段，也是培养学生信息素养的关键时期。小学编程教学能够大大丰富学生的知识积累，培养学生的逻辑思维能力和数据分析能力。对于小学生来说，编程比较抽象难懂，而且随着学习的不断深入，很多重难点知识不易理解和运用，增加了学生的学习难度。在以往的信息技术教学中，教师忽略了学生计算思维的培养，课堂教学采用满堂灌的方式。这种教学方式导致课堂教学枯燥单一，师生之间缺少良好的互动和交流，严重削弱了学生的学习积极性[1]。除此之外，传统的教学模式缺少与生活实际的结合，导致学生为了学习而学习编程，而不是为了生活学习编程，即以应试为目的，使学生无法体会到编程学习的快乐，导致编程教学失去了原本的意义。

在新课程改革不断深化的背景下，国家对信息技术课程提出了更高的要求。教师需要在教学中培养学生良好的信息素养，并将信息技术作为学生终身学习和合作学习的重要手段，使学生能够适应信息社会下的学习和生活。想要培养学生的创新能力和实践能力，教师需要将计算思维的培养加入小学编程教学中，从而整体提高学生的编程科学素养。

计算思维是计算机领域的一种思维模式，是当前除理论思维和实验思维外的第三大思维模式。如今，计算思维已被列为中小学信息技术教学中的核心思维教学内容。计算思维始于美国卡内基·梅隆大学周以真教授，他将计算思维定义为运用计算机科学的基础概念来解决问题、设计系统和理解人类行为的思维活动。计算思维不仅涉及计算机学科，对其他学科同样有巨大的影响，例如生物学中就以DNA的研究开创了生物信息学的新领域;化学也从以往的理论化学中演变出了计算化学;计算博弈理论则改变了经济学家的思考模式。总而言之，当前所有的学科在前面加上“计算”二字都可以成为新的研究方向，创新该学科的教学模式。

从当前小学信息技术课程来看，编程课程是培养学生计算思维最合适的课程。小学编程教学中最常用的语言是Scratch。在实际教学中教师能够深刻体会到小学中高年级段的学生已经形成了初步的数理逻辑，因此仅讲授Scratch编程图形会存在一定的困难。首先，Screen是图形编程的功能，有些只能用于编写一些交互性的游戏程序，无法进行更加复杂的计算。其次，在培养计算思维的过程中，学生在使用Scratch解决问题时过于关注细节问题，忽略了对整体的理解，缺少整体观和大局观。再次，如果使用Scratch来进行较复杂程序的编程的话，其脚本会显得非常繁杂，不利于学生阅读和理解。Scratch可以用于降低编程教学的门槛，但是在实际的编程教学中，教师还需要运用多样化的教学方式来进一步促进学生计算思维的培养和编程能力的提高。

二、基于计算思维培养的创新小学编程教学策略

（一）创新教学方法

教师想要在小学编程教学中培养学生的计算思维，需要开展相关的实践活动。培养计算思维的过程复杂而漫长，不是短时间内能够完成的。教师需要循序渐进，根据实际的编程教学目标巧妙设计教学情境，加强实践活动的探索，让学生在身临其境的课堂学习中化抽象为具体，将程序问题转化为现实生活中的问题。

首先，教师需要巧妙地创设相关情境。对于小学生来说，编程的知识内容非常抽象。因此，教师在逻辑关系的教学中可以创设相关的情境，以生活中的关系例子来说明编程中的逻辑关系。例如，教师可以借助试验田和种植的植物、种植的人之间的逻辑关系，让学生对编程中的逻辑关系有更加清晰、深刻的认知和了解。将编程与生活实际相结合，能够有效发展学生的思维逻辑，从而培养学生的计算思维。

其次，教师可以引导学生进行探索活动。在学习基本语句和逻辑关系之后，學生需要学习如何熟练运用语句及其关系，进一步巩固编程基础。学生在学习编程的过程中需要积极探索编程知识的特征、推理过程以及在生活情境中的运用。教师需要在课堂中充分发挥学生的主体作用，在实践活动中培养学生的自主学习能力，帮助学生构建完整的知识体系，从而在培养学生计算思维的同时强化学生的编程运算能力。

（二）项目引领分析和解决实际问题

在传统的小学编程教学中，教师处于主体地位，经常采用满堂灌的方式讲解编程知识，教学方法单一枯燥。编程知识本就抽象难懂，很多概念性知识的学习难度较高，学生无法有效理解和掌握[2]。转变传统的教学方法有利于培养学生的计算思维。教师可以以项目引领小学编程教学，设定一个程序，要求学生运用学过的编程知识表达项目，使项目具备循环和条件判断等命令，获得编程的语法结构功能，促使学生运用所设计的项目解决生活中的实际问题。因为编程知识具有一定的抽象性，教师需要在教学过程中充分利用编程的自动化功能，让学生将编程的内容自动转化为直观形象的形式，方便学生理解和掌握。教师在设计编程教学内容的过程中应该遵循以下要求。

第一，项目的设置要符合生活实际。培养学生计算思维的目的是让学生运用计算机知识解决生活实际问题。因此，项目内容的设置应该与学生的生活有关，促使学生将情感和意识融入项目中。比如设计交通红绿灯和商品平均价格，利用生活化的编程项目提高学生的编程能力，发展学生的计算思维。

第二，编程项目应该具有较强的趣味性，吸引学生主动参与到编程学习中，培养学生的计算思维，提高学生的编程能力。例如在教学交通信号灯时，教师可以先利用多媒体设备播放一些交通信号灯失灵造成交通混乱的视频资料，然后引出编写交通信号灯的程序，使信号灯恢复正常工作。通过这个例子，学生意识到编程来源于生活，回归于生活。教师可以将复杂的问题分解成不同的小问题，锻炼学生分析问题、处理问题和解决问题的能力，促进学生计算思维的发展。

（三）运用Scratch降低编程学习难度

在小学编程教学中，学生可以利用程序语言直观形象地表达程序内容。为了使学生更加准确地理解程序内容，科学使用编程语言，教师可以运用Scratch降低编程学习的难度，培养学生的计算思维。虽然使用Scratch无法解决复杂的程序问题，但是其语言较为简单，而且具有丰富的趣味性，教师可以以Scratch为载体进行编程教学，围绕可视化编程、积木模块以及丰富的硬件设施表达教材中不同的编程知识，从而降低学生的学习难度。

以可视化编程为例，在传统的小学编程教学中，教师以logo和basic语言为主要的教学内容。学生在学习编程知识时，只能将其中的英语单词死记硬背下来，进而使用英语单词输入指令来完成对应的编程任务。而且在更为复杂的编程操作中，学生会感觉到编程知识与英语知识、计算机知识之间的关联，会不由自主地使用英语思维或者计算机思维进行编程学习，不利于计算思维的培养。因此，教师可以以Scratch为载体进行小学编程教学，使学生脱离键盘操作，不需要背诵其中的英语单词，降低了编程学习的难度，同时有效引导学生形成科学的编程意识，通过编程教学培养学生的计算思维[3]。

（四）以STEAM为课程框架拓宽学生视野

教师可以通过STEAM构建课程框架，让学生构建完整的编程知识体系。小学编程教学涉及科学、技术、工程甚至数学知识。教师需要引导学生在多样化的课程体系中挖掘编程知识的深层含义，从不同角度将兴趣与编程知识结合。教师可以以STEAM为课程框架开展小学编程教学，以程序设计知识为基础，融合程序设计的内容，培养学生逻辑运算的能力，提高学生的编程能力。教师还可以在教学过程中融合跨学科知识，发挥出跨学科整合的优势，使学生在学习编程知识的同时提高对其他学科的学习能力。

三、结语

综上所述，在进行小学编程教学时，教师需要充分重视培养学生的计算思维，提高学生的信息素养与编程能力。在实际的编程教学中，教师应该重视学生的课堂主体地位，利用Scratch和STEAM等降低编程学习的难度，提高学生的学习兴趣，使学生学会利用编程知识解决生活实际问题，促进学生综合能力的提高。

【参考文献】

吴莹颖.基于计算思维培养的编程教学策略探究——以“小猫排队形”为例[J].基础教育论坛，2020（10）：31-32.

李炳锐.基于计算思维培养的Scratch程序设计教学实践——以迷宫寻宝为例[J].中小学信息技术教育，2020（04）：68-70.

马烨超.基于计算思维培養的小学信息技术课教学分析[J].家长，2020（14）：78，80.