基于計算思維培養的小學編程教學

孫鋒

摘 要：《新一代人工智能發展規劃》提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。”因此在未來的信息技術編程教學中，計算思維將作為一個重要的載體，成為培養學生理性分析、系統處理、獨立解決的策略核心。

關鍵詞：計算思維;小學;編程教學

21世紀是科技迅速發展的時代，大數據和人工智能浪潮已至，生活工作當中的問題都可以通過計算機的方式被解決和處理。隨著教育理念的不斷創新，2006年，周以真教授提出“計算思維”的教育理念成為當代教育研究的熱點，成了和理論思維、實驗思維同等重要的世界公認的思維方式。《江蘇省義務教育信息技術課程綱要》要求在中小學普及編程教育。編程教育更注重學生計算思維的訓練，而計算思維的目的在于培養小學生獨立自主處理分析的內在思維，從而使其成為未來科技發展的推動者。

一、基于計算思維培養小學編程教學的時代背景

1.傳統的教學模式使學生喪失學習的興趣

計算機最早開始于西方國家，因此在傳統教學的過程中會發現計算機在程序語言設計方面都非常抽象，帶有西方文化的演繹思維，教師通過“填鴨式”教學模式將抽象的知識灌輸給學生，使學生在學習的過程中非常吃力，喪失了學生對計算機教學的興趣。

2.單一的教學模式消磨了學生的學習能力

在傳統的教學過程中，教師是主導，學生只能被動地去學習，在教學的過程中，大部分的時間都屬于教師正常的教課實踐，學生自主學習或者是動手操作的經驗比較少，這樣的教學模式不能促使學生主動獲取知識，只能在短時間內掌握所學的知識，不能有效提高學生的自主學習能力。因此基于計算思維培養的小學編程教學模式應運而生。

二、基于計算思維培養的小學編程教學

小學生的思維模式比較簡單，所以在編程教學中，我們一般都選用可視化的編程工具幫助學生逐步建立計算思維，如用SCRATCH設計躲避飛鏢的實驗。

1.情景模擬

當開始這個實驗的時候，孩子通過試玩游戲就會有各種各樣的問題產生，比如說在這個游戲當中會有幾個角色？每個角色都需要做什么樣的動作？在角色和角色之間有什么樣的關系？通過情境的模擬讓每一個學生做出不同的提問、預想、假設。這一系列的問題就會使原本抽象的問題變得具體化，幫助學生整理清楚其中的思維關系。

2.問題細分

通過將一個大問題細分成一個個小問題，精確到具體的操作步驟。由小學教師引導他們做出該游戲所需要的腳本，比如躲避飛鏢一般都需要幾個步驟，從最開始有意識小心飛鏢的到來，到飛鏢來到之后應該做什么樣的動作，到最后成功完成躲避飛鏢的任務。并且預設在此過程中產生的問題，飛鏢會從哪幾個方位飛來，以及在飛鏢被打中之后的后果，不斷預想過程中可能出現的問題，并將它們進行逐一的分解。

3.數字化實踐操作

實踐操作是解決問題最重要的步驟，通過問題抽象的細分和腳本的一步步搭建，小學生已經清楚了整體的流程，根據流程圖理清操作的思路，運用數字化具體地去操作，在操作過程中可以不斷地交流，也可以讓每個小組成員之間展開討論，因為每個人的思維模式不一樣，所以可能最后得到的運行結果都會有或多或少的差異，但這個過程中，已經開拓了學生本身所掌握的知識，逐漸形成了一種計算思維的模式。

4.不斷地求證和調試

編程教學的過程并不是一蹴而就的，可能當學生真正開始運行的時候，之前搭建腳本上所有的東西以及他們預想的效果和實踐操作的結果都會不一樣，但這就是編程教學的目的，每一步細分，每一步的實踐操作，會產生不同的實際效果，又通過在每一次實際操作的經驗，不斷討論、糾正、調試，最終達到最開始預想的效果，通過一系列不斷求證、不斷糾錯的過程，學生在反復的實踐和磨煉當中，不斷鞏固了教學知識，又培養了他們的耐心，更加強和提升了計算思維的能力。

5.交流和總結

計算思維最重要的就是歸納和總結，通過最開始抽象化問題的分解，構想一步步的操作流程，到實際腳本的搭建，到操作過程中不斷地實驗和不斷地改進，到最后問題的解決，在這個過程中會出現各種各樣的問題，有些問題是少數的，也有一些共通性的問題，這些問題產生之后，可以集中進行討論，對問題進行系統化的處理，每個人交流不同的經驗，真正學會舉一反三，掌握知識和技能。也可以互相借鑒對方的作品，在學習和借鑒的過程中得到成就感，對作品本身的看法也會更全面。

總的來說，基于計算思維培養的小學編程教學模式不會是千篇一律的，而是通過每一次的編程教學實踐的操作，每一個學生能夠在這個過程中學到的不是知識的本身，而是培養他們擁有超強的計算思維能力，使他們成為一個發現問題、解決問題的科技創客，為其今后面對人工智能浪潮打下良好的基礎！

參考文獻：

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編輯 李燁艷