摘 要：科學(xué)是一門非常關(guān)鍵的課程，教師要想不斷提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，就必須大力加強(qiáng)科學(xué)教學(xué)改革。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入編程教育，不但可以優(yōu)化傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)模式、提升學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，也是推動科學(xué)教學(xué)改革的必要舉措。對此，教師可主要研究小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐策略，從而構(gòu)建更加完善的科學(xué)教育體系，促進(jìn)學(xué)科知識教育與編程教育的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)改革目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)教學(xué);編程教育;實(shí)踐研究

中圖分類號：G62? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2021）34-0051-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.34.025

隨著人工智能時代的席卷而至，傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足學(xué)生多元化的發(fā)展需求，在科學(xué)教學(xué)中引入編程教育是推動我國教育改革事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的必經(jīng)之路。實(shí)施編程教育不但順應(yīng)人工智能時代的變革趨勢，也能產(chǎn)生非常深刻的“編程賦能”價值，強(qiáng)化學(xué)生的思維品質(zhì)、自主學(xué)習(xí)能力、合作探索能力以及共情能力等綜合素質(zhì)。基于此，在新時期的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該全力開展編程教育實(shí)踐，以期實(shí)現(xiàn)對科學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新和優(yōu)化，滿足學(xué)生的終身發(fā)展需求，下面我們就針對這一目標(biāo)展開簡單實(shí)踐探索。

一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐價值

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入編程教育，無論是對完善小學(xué)生綜合素質(zhì)還是推動教育改革來講，都具有非常深刻的現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)過深入分析研討，我們將小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐價值歸納為以下三方面：

第一，開展編程教育可以為學(xué)生未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。編程教育不僅是計(jì)算機(jī)教學(xué)體系的重要組成部分，也是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中不可分割的關(guān)鍵性分支。實(shí)施編程教育不但可以增強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，也能幫助學(xué)生熟練掌握編程語言，使學(xué)生具備優(yōu)秀人才所應(yīng)有的基本科學(xué)技能，從而引領(lǐng)學(xué)生更好地迎接人工智能時代，為學(xué)生未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二，開展編程教育可以為我國教學(xué)改革事業(yè)積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀來看，編程教育還存在極大的開發(fā)空間。由于教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，各學(xué)校編程教育的實(shí)施效果并不是非常理想。面對這種不良局面，相關(guān)教育人士更應(yīng)該積極探索，加強(qiáng)編程教育力度，才能持續(xù)增強(qiáng)編程教育開展成效，從而為我國教育改革事業(yè)積累更加豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。第三，開展編程教育可以促進(jìn)學(xué)生個人價值的發(fā)揮，為國家人才競爭提供有力保障。雖然現(xiàn)階段我國小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢，但是在科學(xué)基礎(chǔ)以及實(shí)踐能力等方面與發(fā)達(dá)國家的學(xué)生相比，還是存在一定的距離。落實(shí)編程教育不但可以強(qiáng)化科學(xué)教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，也能促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)完善以及個人價值的發(fā)揮，從而鞏固國家的人才儲備，為國家人才競爭增添不竭動力。

二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐策略

（一）教師更新教學(xué)觀念，明確編程教育實(shí)踐的基本原則

編程教育作為一個新興教學(xué)板塊，其應(yīng)用和實(shí)施仍然處于摸索階段，教師想要在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中順利實(shí)踐編程教育，必須積極更新教學(xué)觀念，明確編程教育實(shí)踐的基本原則，這樣一方面可以保持教學(xué)理念的先進(jìn)性，另一方面也能為編程教育的有效實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的思想支撐。經(jīng)過深入的分析研討，我們將在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實(shí)踐科學(xué)教育的基本原則總結(jié)為以下四點(diǎn)：

第一，以生為本原則。學(xué)生是編程教育的實(shí)施主體，其在科學(xué)課堂上的生成狀態(tài)直接決定著編程教育的實(shí)踐效果。除此之外，新課標(biāo)也倡導(dǎo)教師在教學(xué)改革過程中堅(jiān)持以生為本思想。基于此，教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，應(yīng)該遵循以生為本原則，樹立滿足學(xué)生需求的不變導(dǎo)向。無論是編程教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃還是教學(xué)活動的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該基于實(shí)際學(xué)情和學(xué)生的心理需求，這樣才能順應(yīng)小學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律，實(shí)現(xiàn)理想的編程教育實(shí)踐目標(biāo)。第二，寓教于樂原則。小學(xué)生處在較低的年齡段，參與編程教育大多是興趣使然的，教師在設(shè)計(jì)編程教學(xué)課程時必須遵循寓教于樂原則，在課程中注入更多趣味元素，激發(fā)學(xué)生的自主能動性，使學(xué)習(xí)編程成為學(xué)生的自發(fā)行為，從而強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識以及編程探索能力。第三，循序漸進(jìn)原則。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實(shí)施編程教育是一項(xiàng)長期性工作，從小學(xué)生學(xué)情特征以及思維發(fā)展規(guī)律等方面來講，編程教育是無法一蹴而就的?；诖?，教師在開展編程教育實(shí)踐時，應(yīng)該堅(jiān)持循序漸進(jìn)原則，從編程基礎(chǔ)理論知識輸出入手，逐漸強(qiáng)化學(xué)生的接受能力和編程語言運(yùn)用能力，從而鞏固學(xué)生的編程知識體系、完善學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。第四，系統(tǒng)化原則。編程教育無論是在知識結(jié)構(gòu)還是教學(xué)框架上來講，都具有較強(qiáng)的整體性和系統(tǒng)性?；诖?，教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，應(yīng)該始終遵循系統(tǒng)化原則，把握編程知識的整體性，加強(qiáng)知識點(diǎn)之間的銜接教學(xué)，從而為學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)化的編程知識框架、強(qiáng)化學(xué)生的信息素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)編程教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的有效實(shí)踐^[1]。

（二）合理規(guī)劃編程教育內(nèi)容，建立健全的編程教育體系

教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實(shí)施編程教育的核心目標(biāo)，絕不僅僅是教學(xué)模式上的改變，更為關(guān)鍵的是要通過有效的編程教育，培植學(xué)生的圖形化思維、可視化能力、抽象思維能力以及邏輯思維能力，使學(xué)生的信息素養(yǎng)以及思維品質(zhì)得到多維度的完善，這對編程教育內(nèi)容設(shè)置的科學(xué)性與合理性提出了更高的要求?；诖耍處熢谛W(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，必須著眼于學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展，合理規(guī)劃編程教育內(nèi)容，一方面可以建立健全的編程教育體系，另一方面也能推動編程教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的常態(tài)化推廣。首先，教師在設(shè)置編程課程內(nèi)容時，應(yīng)該綜合考慮編程教育特點(diǎn)和學(xué)情特征，合理確定課程內(nèi)容的難度、深度以及廣度，這樣不但可以幫助學(xué)生更加流暢地參與到編程學(xué)習(xí)中，也能大幅度提高編程教育實(shí)踐效率。其次，教師在規(guī)劃編程教育方案時，應(yīng)該滲透理論和實(shí)踐相結(jié)合的思維，尋找科學(xué)和編程教育的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上跟進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，這樣不但可以使編程教育體系更加完整，也能實(shí)現(xiàn)理想的跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)，從而同步發(fā)展學(xué)生的理論能力和實(shí)踐能力。

（三）優(yōu)化科學(xué)教學(xué)模式，加強(qiáng)Scratch軟件應(yīng)用

縱觀我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐現(xiàn)狀，實(shí)踐效果并不是非常理想，究其原因，主要是科學(xué)教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新性，不但無法達(dá)成理想的編程教育實(shí)踐目標(biāo)，也不符合當(dāng)前的人工智能背景。談到編程教育，就不得不提到Scratch軟件。Scratch不僅是用編程學(xué)習(xí)的媒介，也是實(shí)施編程教育的重要工具，近年來在兒童編程教育領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了非常卓越的應(yīng)用成果。Scratch軟件之所以備受推崇，主要是其不但兼具了趣味性和創(chuàng)新性，還能最大程度調(diào)動學(xué)生參與編程學(xué)習(xí)的積極性?；诖?，教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，應(yīng)該全力優(yōu)化科學(xué)教學(xué)模式，加強(qiáng)Scratch軟件在編程教育中的應(yīng)用，這樣不但可以充分發(fā)揮信息化教育資源優(yōu)勢，也能使小學(xué)編程教育緊跟國際教育步伐，從而引領(lǐng)小學(xué)編程教育全面邁入人工智能時代^[2]。

（四）選擇優(yōu)質(zhì)教學(xué)案例，激發(fā)學(xué)生的編程探索興趣

在基于Scratch理念的小學(xué)編程教育實(shí)踐過程中，教學(xué)案例選擇的科學(xué)性顯得尤為重要。高質(zhì)量的教學(xué)案例不但可以促進(jìn)Scratch軟件應(yīng)用功能的發(fā)揮，也能鍛煉學(xué)生的分析能力和思考能力，深化學(xué)生對編程知識的記憶和理解，從而提升科學(xué)教學(xué)以及編程教育的整體水平。基于此，教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，應(yīng)該根據(jù)學(xué)情特點(diǎn)和具體的編程課程內(nèi)容，積極為學(xué)生選擇優(yōu)質(zhì)教學(xué)案例，一方面可以為編程教育實(shí)踐開一個好頭，充分激發(fā)學(xué)生的編程探索興趣，另一方面也能以案例為載體，更好地為學(xué)生呈現(xiàn)編程知識，從而降低學(xué)生的編程學(xué)習(xí)難度，多角度完善學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)以及信息素養(yǎng)。除此之外，教師在應(yīng)用編程教學(xué)案例過程中，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對案例進(jìn)行分析和討論，嘗試總結(jié)和歸納案例中的編程知識點(diǎn)，這樣不但可以提高學(xué)生對編程語言的領(lǐng)悟效率，也能幫助學(xué)生熟練掌握Scratch軟件的使用技巧，從而進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的編程學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)信心，實(shí)現(xiàn)編程教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的順利實(shí)踐。

（五）開展合作探究活動，鍛煉學(xué)生的編程算法設(shè)計(jì)能力

算法設(shè)計(jì)是編程教育的重要環(huán)節(jié)，編程教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中能否順利實(shí)踐，很大程度上由算法設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)決定。有效的算法設(shè)計(jì)教學(xué)不但可以優(yōu)化編程教育實(shí)踐流程，也能促進(jìn)學(xué)生的編程思維發(fā)展、深化學(xué)生對編程知識的掌握和理解。除此之外，新課標(biāo)主張教師構(gòu)建自主、合作、探究化的科學(xué)課堂，這一指導(dǎo)思想也為實(shí)施編程教育指出了明確的方向?；诖?，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展編程教育實(shí)踐時，教師應(yīng)該順應(yīng)新課標(biāo)的思想指導(dǎo)，對算法設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)予以高度重視，積極組織學(xué)生開展合作探究活動，一方面可以鍛煉學(xué)生的編程算法設(shè)計(jì)能力與合作學(xué)習(xí)能力，另一方面也能把握編程教育的關(guān)鍵點(diǎn)，從而顯著增強(qiáng)編程教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的滲透效果。首先，教師可以將算法設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)規(guī)劃為設(shè)計(jì)構(gòu)思和學(xué)習(xí)指導(dǎo)兩個階段，在設(shè)計(jì)構(gòu)思階段引導(dǎo)學(xué)生分解實(shí)施步驟、設(shè)計(jì)編排計(jì)劃，重點(diǎn)排除不現(xiàn)實(shí)的計(jì)劃和思路;在學(xué)習(xí)指導(dǎo)階段，教師應(yīng)該加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生深化對編程概念知識的理解，鼓勵學(xué)生對算法設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行有效的反思、改進(jìn)和完善，從而初步培養(yǎng)學(xué)生的編程算法設(shè)計(jì)能力。其次，教師在開展編程算法設(shè)計(jì)教學(xué)時，還應(yīng)該注重拓展延伸，鼓勵學(xué)生嘗試迭代創(chuàng)新和練習(xí)反饋，引導(dǎo)學(xué)生反思算法原理應(yīng)用、聯(lián)想解釋生活實(shí)踐，這樣不但可以發(fā)散學(xué)生的編程思維、強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)精神以及知識遷移能力，也能充分發(fā)揮Scratch軟件在編程教育中的應(yīng)用優(yōu)勢，從而大幅度提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)中編程教育的實(shí)踐效率^[3]。

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[責(zé)任編輯 胡雅君]

作者簡介：徐東（1989.5— ），男，漢族，甘肅莊浪人，一級教師，研究方向：小學(xué)教育教學(xué)工作。

課題項(xiàng)目：本文系平?jīng)鍪薪逃茖W(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度一般規(guī)劃課題《少兒編程教育在少年宮科技社團(tuán)活動中的實(shí)踐研究》的研究成果，課題立項(xiàng)號：[2021]PLG532。