面向计算思维培养的创意编程启蒙教学实践——以“初识慧编程”教学设计为例

商艳 江苏省盐城市建湖县向阳路小学

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》指出“在计算思维方面，（让学生）能运用计算机科学领域的思想方法解决问题，并能迁移运用解决其他问题”。笔者根据《江苏省义务教育信息科技课程标准教学指南》中“身边的算法”模块的实施建议，基于计算思维开展小学生创意编程实践研究。遵循学生的年龄特点和心智水平，笔者设计了《初识慧编程》系列入门课程，引导学生运用自主、合作、探究等方式，从多个层面认识“慧编程”图形化编程软件的工作流程和功能，并在递进式的学习活动中实现计算思维和创新能力的培养。

●背景分析

1.内容的选择与设计

本课是了解“慧编程”软件的初始课，旨在带领学生走进图形化编程的美妙世界，让学生在玩中学，启发创作激情。与之前所学的画图、WPS应用程序相比，慧编程软件不仅具有所见即所得的特点，而且还能呈现丰富的交互效果和强大的解决问题能力。本课教学重点是认识软件的界面和体验图形化编程的功能，引导学生在搭建积木式脚本的过程中，掌握软件的基本工作方式，并能编写简单的脚本，解决实际问题。

2.学情的分析与思考

本课的学习对象是五年级的学生，这个年龄段的学生思维活跃，好奇心强，对事物的认知正逐步从具象思维向抽象思维过渡。学生已掌握计算机的基本操作，能制作出贴近生活的数字化作品，具备一定的审美标准和信息素养。虽然学生尚未接触编程软件，但是对能制作出动画和游戏的编程软件有极大的好奇心和创作欲。由于学生思维能力和运用计算机解决问题的能力不足，在面对陌生的编程界面和大段的语法结构时，容易不知所措，甚至产生畏难情绪。

●“初识慧编程”教学设计

1.创设情境，呈现游戏

笔者展示“熊猫翻跟头”的游戏效果，鼓励学生试玩游戏。试玩游戏有助于学生初步了解软件界面和常用按钮的功能，激发探究“慧编程软件制作熊猫翻跟头游戏”的好奇心与求知欲。

2.范例研习，分析游戏

（1）认识“慧编程”软件主要区域的名称和功能。由于软件界面的区域众多，通过对比该编程软件与一般应用软件（WPS文字）的界面，让学生初步认识其特有的组成部分，再借助学件，让学生自主学习，从而了解何为编程软件。

（2）分析范例，了解脚本区和积木区的关系。慧编程的界面包含菜单栏、工具栏以及舞台区、积木区、脚本区。为了方便角色功能的实现，通常将同类型的积木块集合在一个功能模块下，再根据需要，将不同类型的积木块拖动到脚本区，进行组合、拆分之后就可以执行脚本，实现游戏或动画。

本活动的目标是了解编程软件的定义。通过体验式学习方式，将概念性内容通过任务和活动具象化，引导学生在了解脚本的概念、脚本区的构成和作用的基础上，进一步思考积木区和脚本区的关系、积木区的功能模块与对应积木块之间的关系，加深对指令积木和脚本的认识。学生在此基础上借助学习与生活中的实例，体验身边的动作，用自然语言来描述角色动作，进而自主构建内在知识地图，学会深入思考问题。

3.模仿设计，修改游戏

在学生对编程软件有了初步认识后，应将其注意力引导到本课的教学重点上来，即体验编程的一般过程。在教师的引导下，学生再玩游戏，发现游戏中文字滑动得太快，继而引发新问题：怎样看清熊猫说的话？

（1）修改范例，认识脚本与动作之间的关系。由于文字显示在脚本区非常明显的地方，通过分析影响文字被看清楚的因素，多数学生能够修改文字以调整熊猫动作，获得成功的体验。学生通过阅读脚本发现，除了修改文字长短，还能修改文字显示时长，以达到看清楚文字的效果，初步建立起角色脚本与角色行为之间的关联。

（2）模仿范例，实现“来回跑步”的效果。影响游戏效果的因素有很多，学生要学会阅读、分析脚本，还要根据效果实现的需要修改脚本。通过横向分析表格（如下表）得出“翻跟头”的动作与脚本之间的对应关系，从而理解参数的意义，再纵向分析表格，迁移出类似脚本并合理设置参数，最终实现“来回跑步”的效果。

4.自由创作，升级游戏

所有人都可以在编程软件中创作属于自己的游戏和动画。规划单中设计创作目标、作品设计、角色设计、脚本设计等内容填空，为学生搭建创编之梯，帮助学生打开思路。教师引导学生在原有范例的基础上，升级熊猫自我介绍的脚本，并通过引导学生思考：“我要做什么？怎么做？为什么这样做？”让学生有序分析，找到问题解决的切入口，创设个性化的游戏或故事。

5.思维导图，拓展提升

慧编程软件支持多种外部设备，外设对于五年级学生而言，相对简单。在一节课结束前，展示慧编程软件的其他应用场景，进一步拓宽学生的学习视野，为日后运用丰富的扩展资源和外部设备侦测环境的开源硬件设计创客作品做好铺垫。

●教学实践的思考

在本次创意编程启蒙学习实践中，学生不仅领悟了程序设计的乐趣，而且能完成范例作品的制作，但是在改编、创作作品方面能力还需进一步提升。笔者认为，基于学生已有认知经验，开展面向计算思维培养的创意编程启蒙教学，需要从以下四方面进行考虑。

1.重构教学组织的方式，加强项目的探索与实践

动作脚本参数翻跟头重复旋转 6 次，每次旋转 60°来回跑步重复执行 n 次，每次移动 10 步

所有的编程语言都有共同的概念和模块（如变量、条件判定、循环、函数）和解决问题的方法（如递归、分而治之、动态规划等）。创意编程启蒙教学的根本在于熟悉和掌握核心概念、思维和算法，即计算思维。教师要选择对学生发展有意义的实践活动和有价值的主题项目活动，及时引导学生在不同环节掌握知识和技能，获得学习的方法。学生的参与度越高，形成的结论就越全面、深刻，这也是形成多元化、多层次、多方面结论的一个方法。本课借助表格支架帮助学生观察积木块的类别和形状，使其在尝试、交流、归纳的过程中获得新知，在尝试修改熊猫脚本直到看清楚熊猫说的话时，自主探究出修改、添加、拆分、删除积木块的方法。

2.立足核心概念的理解，实现问题的发现与解决

创意编程启蒙课的核心问题在于理解什么是编程软件、怎样使用编程软件创作游戏和动画。为了帮助学生更好地理解这一问题，应关注学生认知冲突的焦点，即问题的表述要清晰明确，要对学生理解核心概念有所帮助，且能提供解决策略和思维方法。例如，在理解“什么是编程软件”这一问题时，引导学生先对比编程软件和一般的应用软件，再描述自己的发现：编程软件中的特有组成部分将其与一般软件区别开；只有通过思考“什么是脚本？同一角色的积木块和动作之间存在什么关系”，才能在实践中理解用脚本表示角色的行为和动作的方法。只有立足学生已有的知识储备，将内容问题化，组织碎片化知识，才能引导学生运用计算机编程语言解决问题，进而理解程序设计的意义。

3.经历算法形成的过程，倡导模型的迁移与应用

在图形化编程教学中，建立和应用由多种图形化控件组成的模型，已经成为培养学生计算思维的重要方式。在本节课中，笔者首先用数学语言概括问题的本质特征，初步建立模型。为了看清熊猫说的话，引导学生修改文字的显示时长，初步感知参数的作用。在此基础上，分析“翻跟头”的动作与脚本之间的对应关系。原来重复旋转6次，每次旋转60°，才能实现熊猫旋转360°的动作效果。其次，修改旋转次数和每次旋转的角度，体会采用算法实现重复运动的巧妙，在潜移默化中验证模型。最后，将建模思想迁移到“来回跑步”脚本的实现中去。学生利用“翻跟头”与“来回跑步”问题之间的相似性，自主编写脚本并合理设置参数，再次经历算法形成的建模过程。这种迁移与应用模型的实践，让学生体会到运用计算思维解决类似问题的优势。

4.发挥多元评价的效能，做好作品的分享和迭代

创意编程启蒙教学注重评价育人，注重将教学设计和评价规划融入到学生的学习活动中，实现教学过程和评价活动的有机融合。通过本课的学习，学生能根据问题解决的需要合理设计方案，学会将具体问题转换为计算机语言，且运用一定的脚本来表现自我设计的作品，并能根据任务的变化，选择合适的积木块，合理修改、完善方案。学生改变了对信息科技课的固有观念，从游戏的使用者转变为游戏的创作者。本课采用学习规划单、“智慧星”应用程序等来综合评价学生，从多角度、多方式来了解、评价学生计算思维能力的变化，关注过程的反馈和指导，以便进一步修改完善教学。通过问题支架关注学生学习的细节，通过建议支架帮助学生在尚未达到预期效果时，尝试运用其他方法来调试测试、迭代修改。