计算思维导向下小学生编程教育多元实施策略的研究.pdf

23学 生成长指导2023.18.饶华健计算思维导向下小学生编程教育多元实施策略的研究我国进入信息 2.0 时代以来，计算机在国民的生产、生活中的应用逐渐普及。在这样的时代背景下，计算机编程方式对人们的生产、生活形成了重要的影响。根据新课标要求，小学编程课程教师在教育过程中更应该关注学生计算思维的发展，让学生对基础知识技能和专业知识的趣味性形成更清晰的认识，在信息时代，形成信息技术应用能力。由此可见，在现代基础教育工作不断创新开展的过程中，培养学生的计算思维是推动小学编程教育创新的重要形式。但是在现阶段的小学编程教育工作开展过程中，众多教师更关注学生对理论性编程内容的有效记忆，在编程教学中为学生进行单向的知识输出活动，这种问题导致学生的课程学习质量有限。由此可见，创新小学编程教育工作模式，促进学生个人计算思维的有效发展是极为重要的。一、现阶段小学编程教育创新与实践现状在当前的小学编程教育工作开展摘要随着我国现代信息技术的不断发展，关注学生的计算思维，有助于学生加深对信息时代生活环境的理解，灵活运用现代信息技术解决生活中的实际问题。在新课标深化实施的过程中，教师在编程教育中实施多元化的教学策略，培养学生的计算思维，不仅能够深化学生对理论性编程知识的理解，同时还能够使学生在此过程中养成良好的课程思维和实践能力，从而为学生今后的实践奠定基础。本文主要分析了在计算思维导向下，小学编程教育多元化教学策略的实施路径。关键词计算思维小学编程教本课程开发实践过程中存在一些问题：首先是课程难度，众多教师课程教学的过程中所设计的课程内容专业性较强，导致学生在接受编程教育的过程中缺乏必要的学习兴趣。其次是教师的编程教育模式比较单一，往往都是教师单向为学生讲解理论性的课程内容，这种教学模式导致学生缺乏必要的思考能力，师生之间缺乏相应的交流导致学生存在问题也不会轻易提问，降低了小学编程教育工作质量。二、小学编程教育工作创新开展原则（一）课程教育内容的广度性教师在推动编程教育工作创新开展的过程中，首先要注重课程内容的新颖性，结合小学生的个人认知能力设计针对性的教学内容，消除学生在编程知识学习过程中的枯燥性，结合教育心理学构建趣味性的编程教育内容。在此过程中，课程内容首先要融合基本的编程知识和编程技巧，让学生在学习过程中形成清晰的教学思路。此外，由于编程教育内容具有数据化和逻辑性的特点，很多小学生往往会觉得存在难度。针对这种问题，教师在推动编程教育工作创新的过程中，要立足于学生的实际理解能力，在课堂教学设计活动开展之前，对学生的学习能力、学习思维和学习兴趣等内容进行有效的调查研究，推动相关课程校本的开展，增加编程教育内容的广度。（二）课程教育内容的梯度性小学编程课程学习活动具有长期性的特点，长期的教育工作决定了教师在开展编程教育校本多元化设计时要注意教学内容的梯度。在保证编程教育内容难度适中的同时，内容要更加细致具体，让不同年龄段的学生都能学习到自己想要的编程知识，让基础开发工作满足特定需求不同的学生。此外，教师应根据学生的认知能力和思维特点，结合梯度校本课程内容，开展阶段性的编程知识教学活动，促进学生计算思维的发展。编程课程的教学内容应实现学生从基础知识到计算思维的完整形成的有序发展目标，从而提高教育的质量。24学 生成长指导2023.18.（三）课程教育内容的智慧性在当前阶段相关教师开展教育创新工作的主要目标是最大限度地调动学生的计算思维。教师要注重发挥大数据、互联网教学平台等等以信息化教学手段为主的智慧教学模式的重要作用，构建智慧型的课程内容，最有效的方法是将编程教育的课程内容与学生的实际生活联系起来，选择一些有代表性的生活化编程项目案例，组织学生应用生活经验理解编程课程内容，充分降低学生在学习编程知识过程中的理论难度。现阶段，在国内流行的小学编程教育学习方式中，STEAM 教育理念是整合不同学科的知识点，让学生在学习编程知识的过程中有效提升个人综合能力。因此，在以学生计算思维为导向的编程教育创新开展的过程中，相关教师可以借鉴 STEAM 教学理念设计课程内容。三、基于学生计算思维发展的小学编程教育创新策略（一）结合学生实际，设计课程内容在推动小学编程教育工作创新开展的过程中，教师要结合单元主题内容，培养和发展学生的计算思维和信息意识。在现阶段，众多小学生在学习编程知识内容的过程中已经具备了一些编程基础，但是在实际的操作过程中却难以写出完整的语言。这是因为小学生在学习编程知识的过程中，缺乏在实际生活中进行操作的机会，学生难以将实际生活与课程内容进行有效的关联，个人的编程应用能力和计算思维也难以有效养成。因此在创新编程教育，培养学生计算思维的过程中，教师要注重培养学生的抽象思维能力和自主学习能力，推动学生在生活化的案例中，灵活应用编程知识解决实际问题。再结合学生实际设计编程课程内容的过程中，要意识到编程教育只是培养学生计算思维的一种方式，需要以项目为驱动，让学生在完成项目的过程中详细了解不同的问题，同时在构思解决方案的过程中将实际生活经验与编程知识进行有效的联系。（二）结合创新原则，培养计算思维在小学编程教育中培养学生的计算思维，需要教师设计针对性的训练活动。在设计训练活动的过程中坚持创新性的原则，以培养学生的实际问题解决能力为主要教学目标，以促进学生计算思维的发展。在推动教育编程教育创新的过程中，教师要考虑小学生的年龄阶段和认知特点，教师设计的项目内容主题直接影响着学生的计算兴趣。因此，教师在推动教学内容创新的过程中，就要设计那些学生感兴趣并且易于学生理解的项目内容，推动学生对教学问题的深入思考，在此过程中培养学生的计算思维。比如在实际的教学课程教学中，针对学生编程基础的不足，教师可以创新传统的计算理论讲解活动，根据学生的数学基础将学生划分为不同的实践小组，为学生设计更有针对性的计算编程项目。（三）立足学生特点，培养计算思维教师的编程教育内容要坚持通俗易懂的教育原则，教师需要重点解决程序设计教育问题。因此，教师要注重做好前期编程工作。比如在设计项目化学习内容的过程中，为了促进学生计算思维的循序渐进，教师要考虑项目的先后顺序和编程知识的循序渐进。在早期的项目教学设计中，尽量避免过于复杂的程序设计。在教学内容设计的初期，我们可以结合现代信息技术的便利条件，为学生设计一些有趣的情景视频和知识介绍内容，如微型生态系统搭建、小型空间探索游戏等，安排编程具有为学生介绍和解释功能的任务，或自行开发制作场景动画，让学生在兴趣指导下实际应用相关模块功能。本阶段的任务完成后，设计任务的难度逐渐增加，如引入条件判断、逻辑循环等控制模块，加深学生对计算机编程课程计算能力和标准化操作流程的认知，掌握控制程序知识的功能，同时深化条件判断的应用时机，通过参与教学项目的实践学习，逐步增加对综合程序的应用，逐渐养成相应的计算思维。此外，小学编程教育的开展不是为了培养程序员，而是要求学生培养解决问题的个人能力，要求学生在学习过程中分析和讨论任务和问题，考虑问题缺陷，思考和解决问题。那么在设计课程内容的时候，要将重点放在学生规范化操作意识的培养和实践能力的开发上，提高学生编程学习活动的质量。（四）设计前端分析，推动知识梳理前端分析主要包括学习者特征分析、学习内容分析和教学目标分析。推动学生掌握自然语言与 Scratch 语言以及 Scratch 对应的组件之间的转换，培养学生的问题解决能力、团队合作精神、逻辑思维等能力。学习内容主要是对 Scratch 8 大模块的熟练操作。此时的教学目标是通过 Scratch 编程软件的游戏制作，提高学生各方面能力的信息素养学生通过对Scratch软件的早期学习，能够掌握自己设计制作的思路和方法。在基本理论内容讲解完成之后，学生需要一种教师“放养”的方式，让学生通过问卷调查自己探索设计和制作相应的编程内容。教师可根据学生对 Scratch 的掌握情况和教学内容的进度，确定一个比较完整全面的教学目标，让学生通25学 生成长指导2023.18.过“打地鼠”的游戏复习巩固旧知识，并进行进一步的练习。其核心任务是让学生运用所掌握的技能，将其融入游戏中，让学生更好地把握不同知识的转化，比如背景的设计和时间的控制。在制作“打地鼠”游戏之前，笔者精心设计收集了游戏背景图、仓鼠的选择、锤子的制作等课程知识内容，并传递给学生，学生在自主练习的过程中，需要做的就是收集课堂和课后学习过程中遇到的无法解决的问题，等到课堂上向老师和同学请教。这样，在自主学习和问题探究分析的过程中，学生能够自行梳理相应课程知识，从而在潜移默化中养成相应的计算思维。（五）创新课后复习，形成知识迁移除了课程理念的转变、课堂教学目标的设计之外，课后知识复习活动也是培养学生计算思维的重要形式。教师需要根据每节课学生的学习情况设计复习计划，针对学生在课堂上出现问题最多的模块指令进行设计；其次，老师在下课前布置学生制作游戏的任务。在展示给大家之前，老师会对优秀作品进行评判，让学生在课后根据自己的兴趣设计游戏。对于课堂活动中的一些问题，教师需要反思，例如：学生在学习过程中过于关注游戏的主题，而忽视了需要掌握的学习知识和内容。针对这些问题，教师需要在以后的教学中合理把握课堂时间。在指导过程中，要更加注重学生作业完成的质量，稍微弱化游戏元素对学习内容的影响。对于 Scratch 编程软件来说，仅仅依靠课堂上的时间，学生只是在很短的时间内学会它的相关功能，并不能体会到它的乐趣。因此，学生需要对所学的知识和技能进行消化和实践。那么在课程复习的过程中，如何推动学生有效掌握八个模块中的指令，在理解后灵活运用是值得我们认真思考的。如果学生在自主探究的过程中遇到无法解决的问题，可以提出来进行后续的师生讨论。此外，Scratch 官方在线学习平台上传了很多优秀作品，学生可以构建自己的账户登录学习，在相关主题网站上会有多种创意作品，学生可以浏览和试用其他人的作品来探索它们的特点。同时，有好的建议或意见的学生也可以提出自己的逻辑思路，或者直接对作品进行修改完善，通过这样的方式，有效培养学生的计算思维。（六）立足数学模型，培养计算思维在小学编程教育中培养学生的计算思维，需要教师围绕着相应的教学模型设计课程内容。在以往的编程教学课堂上，教师要对相关的教学模型设计环节进行创新研究，结合课程主题设计针对性的教学内容，在循序渐进的课程模式下，逐步培养学生的计算思维。这种课程教学模式虽然对学生的培养周期比较短，但是能够推动学生快速具备基础的计算思维。为了进一步增强编程教育内容的针对性，教师要注重对数字模型和教育内容的灵活调整，特别是针对小学生年龄阶段比较小，个人逻辑思维能力不足的问题，为学生设计直观简便的数学模型，同时在组织学生探索、构建数学模型的过程中，以课堂引导的形式组织学生思考，培养学生的计算思维。比如在实际的编程语言教学过程中，教师可以在课前引导的过程中，为学生设计这样的生活情境：妈妈在吃饭的时候分别为哥哥和弟弟的杯子中倒入了果汁和可乐，那么在两人不交换杯子的前提下，怎样喝到对方的饮料呢？首先在这样的生活情境引导下，组织学生对“交换”的概念形成基础的理解；然后在此基础上组织学生开展编程语言学习活动，在此过程中将计算机的存储单元作为兄弟的两个杯子，而其中的变量值比作饮料。那么信息的交互就是变量的变化，解决问题则需要建立新的存储单元。在此过程中，鉴于学生的抽象思维能力有限，教师可以按照相应的课程模型，为学生逐步讲解语言逻辑在构建过程中的算法，通过这样的形式提高学生的问题解决能力，在组织学生观察完整的逻辑语言的同时，促进学生计算思维能力的发展。综上，在现代基础教育工作不断创新开展的过程中，教师推动编程教育的有效创新，要重视学生计算思维的发展。在构建多元化的编程教育内容的过程中，教师要根据小学生的实际情况，注重课程内容的广度。在深入浅出的前提下，结合学生的实际学习能力和思维能力，对编程教育的基础内容知识进行详细讲解，重点介绍编程课程教学内容的新颖性，引导学生结合编程将知识与实际生活联系起来，从而有效促进学生计算思维的发展。参考文献：1 李月玲.以图形化编程开展数学跨学科融合教学 J.广东教育(综合版),2022(6):43-44.2 王思维.计算思维培养为导向的高中 Python 教学设计与实施 D.漳州:闽南师范大学,2022.3 仇大成.计算思维与小学创意编程课程 J.人民教育,2022(10):80.4 周迎春,乌斯日格.基于计算思维培养的人工智能实践探索 J.中国校外教育,2022(2):47-54.5 张兵堂.小学信息技术编程教学中计算思维的培养 J.中国多媒体与网络教学学报(下旬刊),2022(4):236-238.（作者饶华健，福建省龙岩市连城县实验小学一级教师）