張燕紅 山東省濟(jì)寧高新區(qū)教研室

古麗娜 山東省濟(jì)寧市普育回民小學(xué)

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的頒布，體現(xiàn)了信息科學(xué)與信息技術(shù)的融合，圖形化編程平臺憑借開源、可視化編程等優(yōu)勢成為不少教學(xué)內(nèi)容實施的首選，但在教學(xué)過程中也出現(xiàn)了如內(nèi)容選題、學(xué)習(xí)過程不恰當(dāng)，案例資源不足等問題。因此，筆者基于相關(guān)理論與實踐研究，嘗試分析小學(xué)算法學(xué)習(xí)中如何基于圖形化編程案例為教學(xué)“加力”，希望能給一線信息科技教師的教學(xué)提供借鑒。

● 案例教學(xué)為小學(xué)生計算思維形成提供的“作用力”

作為可視化的程序設(shè)計軟件，小學(xué)圖形化編程教學(xué)雖然憑其編程環(huán)境以圖形化和模塊化的形式增強(qiáng)了程序設(shè)計的可見性，學(xué)生操作起來更加容易，但是對處于初級學(xué)習(xí)階段的學(xué)生而言，編程設(shè)計本身具有的復(fù)雜性與抽象性仍然影響著其學(xué)習(xí)編程的主動性和積極性。教師需要發(fā)揮案例教學(xué)多重作用力，以良好的問題設(shè)計、生動的情境創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生興趣和樂趣，在體驗與實踐中去感受算法、探究控制和探索智能。具體來講，在小學(xué)圖形化編程教學(xué)中，案例教學(xué)可以從以下幾個方面發(fā)力。

1.以“吸引力”調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

傳統(tǒng)算法與編程教學(xué)主要以單一的灌輸方式為主，而小學(xué)生正處于心智發(fā)展的關(guān)鍵時期，其身心發(fā)展特點決定了這種教學(xué)模式難以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識、算法思想與計算思維。而通過案例教學(xué)，以案例形式具體地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，不僅能讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)編程的興趣，而且能讓學(xué)生通過對案例的分析、討論掌握問題的解決思路、方法和流程，提升計算思維。

基于此，在開展小學(xué)算法與編程教育時，筆者積極探尋與小學(xué)生學(xué)習(xí)特征相匹配的案例，并將程序設(shè)計基礎(chǔ)知識和編程思想的運用通過富有層次的問題、引人入勝的情景和過程恰當(dāng)?shù)慕换スδ艿热谌肫渲?，使案例產(chǎn)生“吸引力”，讓編程學(xué)習(xí)變得更有節(jié)奏、有收獲、有思考，真正調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.以“驅(qū)動力”發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性

信息科技課堂教學(xué)需要用案例“驅(qū)動力”來改變以往信息技術(shù)課堂教學(xué)中的傳統(tǒng)教學(xué)模式，打破限制學(xué)生主體地位的被動局面，讓學(xué)生感受到知識應(yīng)用、問題分析、問題解決及信息科學(xué)原理探究的過程。案例教學(xué)采用師生、生生互動探究的方式，共同討論生活化案例中體現(xiàn)出的數(shù)字素養(yǎng)與技能，學(xué)生在不同的問題、案例情境中運用學(xué)習(xí)的知識、方法與思維進(jìn)行探索。

3.以“創(chuàng)新力”推進(jìn)學(xué)生的計算思維發(fā)展

單純的基于語法的編程教學(xué)，過于注重灌輸知識，很少關(guān)注學(xué)生的計算思維發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生的個人創(chuàng)意不能及時得到發(fā)揮。而利用案例教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生在有趣的情境中帶著興趣投入學(xué)習(xí)，激發(fā)創(chuàng)作的欲望，促使其主動思考、分析問題，提出解決方案，通過編程解決問題，逐步形成計算思維；利用案例教學(xué)，學(xué)生可以在案例分析的過程中學(xué)習(xí)、鞏固必要的操作要點、算法、語法等知識，發(fā)展計算思維，提高創(chuàng)新能力、實踐能力。

● 以案例教學(xué)構(gòu)建小學(xué)生計算思維形成的“動力”機(jī)制

1.建立撬動計算思維形成的“支點”

計算思維培養(yǎng)的重點是基于計算機(jī)特點的解決問題的方法與思維的發(fā)展，要達(dá)到這個目標(biāo)需要具體的實踐案例，即將算法知識與知識的學(xué)習(xí)方法作為撬動的“支點”。因此，需要基于圖形化編程案例確立教學(xué)“中心內(nèi)容”與“關(guān)鍵要素”。首先，對照課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo)，選擇與圖形化編程課程相匹配的教學(xué)案例，準(zhǔn)備好相關(guān)教學(xué)材料。其次，在圖形化編程案例選定后，教師要進(jìn)一步分析、理解案例內(nèi)容，確定呈現(xiàn)案例的方式，如角色扮演、實物展示等。例如，《垃圾分類》案例的“支點”，是通過圖形化編程軟件的消息傳遞、造型模塊和子函數(shù)模塊、循環(huán)與判斷語句的嵌套等編程知識內(nèi)容，逐步完成一個垃圾分類科普的程序。其中，先要根據(jù)計算思維的“問題分解”方式界定垃圾分類的四大類型，然后通過計算思維的“抽象”將垃圾圖片的“值”進(jìn)行區(qū)分，接著通過“模式”將垃圾圖片與相應(yīng)垃圾桶對應(yīng)，最后設(shè)計“算法”以拖動廢棄物圖片與垃圾桶匹配，不匹配即回到初始位置，匹配即角色消失，分?jǐn)?shù)增加1?！独诸悺钒咐乃夭?、模塊等，具有一定的典型性和復(fù)雜性，都需要提前準(zhǔn)備，才能明確本節(jié)的實施“支點”。

2.通過分析、討論、探究等深化問題解決，構(gòu)成計算思維“動力臂”

學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，要學(xué)會在教師的引導(dǎo)下合作、自主地分析、討論、探究案例中的問題，從而在問題解決中構(gòu)建起“算法”與“程序”的關(guān)聯(lián)，這個結(jié)構(gòu)是撬動計算思維發(fā)展的“動力臂”。作為引導(dǎo)者的教師，既要為學(xué)生營造適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，又要引導(dǎo)學(xué)生積極圍繞圖形化編程案例中涉及的編程問題進(jìn)行組內(nèi)和組間討論，通過案例來啟發(fā)學(xué)生，促進(jìn)討論的開展與分析的深化，最終使問題得到解決。例如，在案例《垃圾分類》中，通過給垃圾分類教師可以提出很多啟發(fā)性問題，如怎樣證明該垃圾是否被點擊、怎樣避免與其他角色互相干擾等，讓學(xué)生思考、觀察，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。此外，學(xué)生還需要對案例中的角色、腳本等進(jìn)行深入分析，這樣可以解決編程過程中所遇到的問題，掌握垃圾分類的常識。

3.用點評、總結(jié)、評價學(xué)習(xí)過程與結(jié)果，縮短計算思維形成的“阻力臂”

信息科技對小學(xué)生計算思維的界定并不局限于編程，因此教師在教學(xué)中也要采用多種評價方式，讓每個學(xué)生都有收獲，讓計算思維的“阻力臂”更短一些，讓撬動的效益更高。例如，在《垃圾分類》案例中，在展示交流中，可讓學(xué)生對本組的垃圾分類作品進(jìn)行演示，教師對其中的問題進(jìn)行點撥，其他小組學(xué)生提問，發(fā)表不同的觀點與看法，并對作品進(jìn)行點評等。為了保證點評的效益，教師可引導(dǎo)學(xué)生從角色運用效果、技術(shù)實現(xiàn)和作品的疑問等角度出發(fā)，對照小組腳本編寫情況，提出問題，并進(jìn)行針對性的優(yōu)化和改進(jìn)。最后，教師要總結(jié)和歸納本節(jié)課所涉及的計算思維、算法思想、編程知識及其之間的關(guān)聯(lián)。

綜上所述，本研究基于圖形化編程的案例教學(xué)，借鑒“杠桿原理”，用生動、具體的案例撬動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣點和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)困擾，發(fā)展學(xué)生的思維，即從案例內(nèi)容“支點”的豐富、“動力臂”問題解決的加長、評價縮短“阻力臂”等多角度撬動小學(xué)生計算思維的發(fā)展，提高課堂教學(xué)的效益。實踐證明，此研究對算法教學(xué)與計算思維培養(yǎng)具有積極的意義。