李素卿

摘要：本文提出，信息技術(shù)在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)了信息技術(shù)教育的改革，信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)明確把計(jì)算思維作為學(xué)科核心素養(yǎng)之一，將各類編程語(yǔ)言作為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，旨在在編程中促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的形成，提高學(xué)生的適應(yīng)力和創(chuàng)造力。因此，如何在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力是亟待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;小學(xué)編程;學(xué)情

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）14-0045-03

當(dāng)前，人們開(kāi)始追求編程技能的發(fā)展與編程文化的塑造，掀起了編程熱潮，那么，編程真的適合所有的小學(xué)生嗎？能有效培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維嗎？下面，筆者將從教學(xué)對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面來(lái)談?wù)動(dòng)?jì)算思維在小學(xué)編程教學(xué)中的落實(shí)問(wèn)題。

● 課前準(zhǔn)備，分析學(xué)情

社會(huì)上的編程教學(xué)機(jī)構(gòu)五花八門，學(xué)習(xí)編程的學(xué)生也逐漸傾向低齡化，但是，編程真的適合所有小學(xué)生嗎？結(jié)合自身多年的編程教學(xué)實(shí)踐和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為并非所有的小學(xué)生都適合學(xué)習(xí)編程。

1.從學(xué)生學(xué)習(xí)能力層面分析

代碼類編程和圖形化編程都可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等邏輯思維能力和創(chuàng)造力，但同時(shí)也需要學(xué)生具有一定的理解能力和學(xué)習(xí)能力。小學(xué)生正處于生理和心理發(fā)展的階段，認(rèn)知能力低，注意力不持久，耐性差，而編程學(xué)習(xí)要能耐得住性子去編寫、調(diào)試、完善程序，才能獲得最終成果，因此，編程學(xué)習(xí)因人而異。小學(xué)低年級(jí)的學(xué)生接觸計(jì)算機(jī)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)工具、技術(shù)是培養(yǎng)思維的基礎(chǔ);小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)和具備一定的抽象思維能力后，可以適當(dāng)?shù)亟佑|一些編程知識(shí)。

編程學(xué)習(xí)是一種涵蓋知識(shí)面、邏輯力且空間想象比較強(qiáng)的思維訓(xùn)練，需要全面的知識(shí)和計(jì)算機(jī)操作技能作為基礎(chǔ)。因此，年齡太小或?qū)W習(xí)力比較薄弱的學(xué)生不適合學(xué)習(xí)編程。

2.從學(xué)生學(xué)習(xí)意愿層面分析

根據(jù)小學(xué)生愛(ài)玩的天性，編程教學(xué)一般都圍繞制作游戲展開(kāi)教學(xué)，然而小學(xué)生容易過(guò)度關(guān)注游戲本身，而忽略游戲編程背后的計(jì)算思維。為了降低學(xué)習(xí)難度，編程教學(xué)普遍的教學(xué)模式是教師出示任務(wù)，學(xué)生模仿拖動(dòng)積木，這樣的學(xué)習(xí)缺乏自主性，學(xué)生學(xué)習(xí)成就感低，時(shí)間一長(zhǎng)，容易失去學(xué)習(xí)的熱情。也有的教師為了培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，在語(yǔ)法和規(guī)則的講解上花費(fèi)更多的時(shí)間，使得編程學(xué)習(xí)變得枯燥。興趣是學(xué)生進(jìn)行編程學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力，學(xué)生只有保持一顆好奇心及學(xué)習(xí)熱情才能在編程學(xué)習(xí)的道路上奮勇前進(jìn)。

編程教學(xué)的根本目標(biāo)為遵循學(xué)生特點(diǎn)，具體綜合學(xué)生的興趣與天賦，讓學(xué)生在持續(xù)熱愛(ài)編程的過(guò)程中，循序漸進(jìn)地提升計(jì)算思維。

● 課中實(shí)施，發(fā)現(xiàn)不足

近幾年，筆者一直在進(jìn)行基于計(jì)算思維的小學(xué)編程教學(xué)實(shí)踐，目前看似頗有成效，課堂上大部分學(xué)生都能完成任務(wù)，教學(xué)目標(biāo)基本完成，各編程競(jìng)賽也開(kāi)展得如火如荼，學(xué)生、教師和家長(zhǎng)都沉浸其中，甚至將編程對(duì)小學(xué)生計(jì)算思維的提升效果神化。但小學(xué)教學(xué)編程對(duì)計(jì)算思維的促進(jìn)作用真的這么大嗎？其背后的真相是：課堂上的學(xué)生作品千篇一律，程序幾乎是按照教師課堂設(shè)計(jì)走流程，學(xué)生缺乏自己的設(shè)計(jì)與分析，更無(wú)創(chuàng)新可言。而競(jìng)賽的項(xiàng)目也都是事先給定，學(xué)生提前磨練，真正臨場(chǎng)發(fā)揮的賽事少之又少。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者綜合編程教學(xué)課堂分析，總結(jié)出了問(wèn)題出現(xiàn)的原因。

1.兒童過(guò)渡關(guān)注具象動(dòng)態(tài)

小學(xué)生學(xué)習(xí)編程有明顯的具象性，為了降低編程的入門難度，學(xué)校引入各類積木式編程工具，讓編程語(yǔ)言可視化，學(xué)生無(wú)需熟記煩瑣的命令，只需設(shè)計(jì)流程、選擇背景、添加角色，然后用鼠標(biāo)拖動(dòng)指令模塊到腳本區(qū)組合、設(shè)定參數(shù)就能進(jìn)行編程。為讓學(xué)生有更為直觀的體驗(yàn)，學(xué)校還將編程教學(xué)與開(kāi)源硬件相結(jié)合，學(xué)生根據(jù)目標(biāo)任務(wù)設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用工程學(xué)知識(shí)進(jìn)行外觀和機(jī)械搭建、選用模塊、編寫程序、調(diào)試修改。但是，這樣的教學(xué)方式卻讓小學(xué)生陷入角色可以移動(dòng)、跳躍、舞蹈等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)致只學(xué)會(huì)初步的程序概念，很難主動(dòng)去思考程序的邏輯，對(duì)其核心過(guò)程進(jìn)行解析。

2.教師過(guò)渡關(guān)注任務(wù)分析

大部分編程課堂教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力為抓手，以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，采取“問(wèn)題化”“情境化”的方式展開(kāi)教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中教師往往過(guò)多關(guān)注任務(wù)本身，為了完成任務(wù)去引導(dǎo)學(xué)生找對(duì)應(yīng)目標(biāo)學(xué)習(xí)模塊，這樣等同于讓學(xué)生模仿教師程序完成任務(wù)，缺乏對(duì)程序邏輯的理解。

真正的編程教育教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從不同的視角去研究、分析問(wèn)題，得出解決方案，設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序流程，采用不同的方法主動(dòng)探究目標(biāo)知識(shí)模塊，反復(fù)嘗試驗(yàn)證，不斷優(yōu)化策略，直到最終解決問(wèn)題，甚至完善項(xiàng)目。

3.課堂缺乏關(guān)注學(xué)生思維過(guò)程

課堂的授課對(duì)象是全班學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)水平不同，接受能力有差異，授課知識(shí)點(diǎn)無(wú)法過(guò)多展開(kāi)，因此，在課堂中不能很好地發(fā)散學(xué)生思維。學(xué)生編寫、調(diào)試程序的過(guò)程體現(xiàn)了學(xué)生思維的落實(shí)，但是大部分學(xué)生調(diào)試程序隨意，過(guò)于追求程序的運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有細(xì)究調(diào)試原理，而大班授課教師很難全面關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的調(diào)試情況，也就不能深入了解學(xué)生的思維過(guò)程。

● 課后反思，優(yōu)化策略

那么，什么樣的編程教學(xué)方式才適合學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力呢？

1.因材施教，分層教學(xué)

每個(gè)學(xué)生都是具有獨(dú)立意義的個(gè)體，個(gè)體之間存在著差異，因此，所有教學(xué)都要遵循因材施教的原則，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的不同開(kāi)展不同層級(jí)的教學(xué)活動(dòng)，盡量使每個(gè)學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中都得到最大程度的發(fā)展。

針對(duì)編程教學(xué)，筆者認(rèn)為可以對(duì)授課對(duì)象進(jìn)行分層教學(xué)，設(shè)置基礎(chǔ)班和提高班?；A(chǔ)班進(jìn)行普通教學(xué)，以激發(fā)興趣、培養(yǎng)編程習(xí)慣為主;提高班主要面向?qū)幊谈信d趣，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、邏輯思維強(qiáng)的學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生參加編程競(jìng)賽。具體課堂教學(xué)中也要進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)分層，根據(jù)學(xué)生能力水平，設(shè)置不同目標(biāo)，以滿足不同層次的學(xué)生，讓每個(gè)學(xué)生都能積極參與課堂，收獲成功的喜悅。

2.優(yōu)化設(shè)計(jì)，改變方法

在編程積木式教學(xué)中，教師通常以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式展開(kāi)教學(xué)，學(xué)生為完成任務(wù)在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)目標(biāo)積木，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單拖動(dòng)，編寫出的程序與教師給定的幾乎無(wú)異?？墒牵@樣的模仿教學(xué)并非真正意義上的編程，學(xué)生沒(méi)有真正參與到程序設(shè)計(jì)與分析中，計(jì)算思維在課堂教學(xué)中的落實(shí)效果不明顯。

筆者曾在教學(xué)中做過(guò)這樣的嘗試：先給出學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)——小貓繞舞臺(tái)四周，讓學(xué)生找到相關(guān)積木后由教師解釋它們的目標(biāo)積木的功能，然后讓學(xué)生思考目標(biāo)流程，自主嘗試拼搭程序。這樣一來(lái)，出現(xiàn)了多種完成任務(wù)的方式，如有的學(xué)生使用了“移動(dòng)幾步”和“轉(zhuǎn)角”積木配合完成，有的學(xué)生則使用坐標(biāo)相關(guān)積木完成等。

LOGO程序設(shè)計(jì)教學(xué)中通常以程序的求解為載體來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的算法構(gòu)建能力，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。筆者以往都是在真題中歸納總結(jié)競(jìng)賽題中所蘊(yùn)含的算法，這樣的教學(xué)使得學(xué)生缺少認(rèn)識(shí)遷移建構(gòu)的過(guò)程，容易產(chǎn)生筆試成績(jī)高分易、上機(jī)測(cè)試結(jié)果不如意的情況。

筆者經(jīng)過(guò)多年的探索發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)編程序題目是在掌握程序算法的基礎(chǔ)上，融合生活情境，構(gòu)建問(wèn)題。而讓有一定編程概念的學(xué)生創(chuàng)編程序題目不僅能激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望，還能促進(jìn)學(xué)生的程序框架建構(gòu)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.夯實(shí)基礎(chǔ)，綜合創(chuàng)新

積木式編程，只要拖動(dòng)積木模塊，修改參數(shù)即可，看似簡(jiǎn)單易懂，但編程原理是用計(jì)算機(jī)看得懂的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，要求學(xué)生將一件事件甚至一個(gè)動(dòng)作細(xì)化，而且邏輯要嚴(yán)謹(jǐn)，這對(duì)沒(méi)有形成編程思維的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大。因此，學(xué)生只有熟練掌握程序的基本語(yǔ)法，才能正確使用，也就是要對(duì)基本積木模塊的功能有清楚的了解。但是在有限的課堂時(shí)間里，怎樣實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的鞏固同時(shí)兼顧計(jì)算思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展？筆者認(rèn)為，可以利用在線學(xué)習(xí)的方式仔細(xì)介紹基礎(chǔ)模塊的功能，用簡(jiǎn)單的練習(xí)檢測(cè)學(xué)生的習(xí)得效果，這樣既能保證學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)模塊的有效掌握，又能提高課堂效率。課堂教學(xué)的重點(diǎn)則可以放在鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)發(fā)創(chuàng)意，設(shè)計(jì)項(xiàng)目，綜合運(yùn)用知識(shí)完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上。這才是真正意義上的項(xiàng)目式教學(xué)，項(xiàng)目源自學(xué)生的創(chuàng)意，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、分析、程序編寫的主體都是學(xué)生，教師只起輔導(dǎo)作用。

作為一名信息技術(shù)教師，筆者一方面為編程教學(xué)受到重視而欣慰，另一方面又因編程教學(xué)被神化被盲目推崇而焦慮。核心素養(yǎng)教育是一個(gè)可持續(xù)的、循序漸進(jìn)的過(guò)程，只有堅(jiān)守“核心素養(yǎng)”的信念，帶著編程教學(xué)的初心，不斷努力，不斷探索，用規(guī)范合理的教學(xué)方式讓“計(jì)算思維”落實(shí)到信息技術(shù)課堂教學(xué)中，才能培養(yǎng)出社會(huì)需要的創(chuàng)新人才。

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本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度立項(xiàng)課題“計(jì)算思維三維框架在小學(xué)編程教學(xué)中的應(yīng)用探究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：FJJKXB20-561）部分研究成果。