編程熱潮，計算思維情歸何處？

李素卿

摘要：本文提出，信息技術在推動社會發展的同時帶動了信息技術教育的改革，信息技術課程標準明確把計算思維作為學科核心素養之一，將各類編程語言作為主要學習內容，旨在在編程中促進學生計算思維的形成，提高學生的適應力和創造力。因此，如何在小學信息技術教學中培養和提高學生的計算思維能力是亟待解決的問題。

關鍵詞：計算思維;小學編程;學情

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）14-0045-03

當前，人們開始追求編程技能的發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生嗎？能有效培養小學生的計算思維嗎？下面，筆者將從教學對象、教學內容和教學方法等方面來談談計算思維在小學編程教學中的落實問題。

● 課前準備，分析學情

社會上的編程教學機構五花八門，學習編程的學生也逐漸傾向低齡化，但是，編程真的適合所有小學生嗎？結合自身多年的編程教學實踐和社會經驗，筆者認為并非所有的小學生都適合學習編程。

1.從學生學習能力層面分析

代碼類編程和圖形化編程都可以培養學生分析問題、解決問題等邏輯思維能力和創造力，但同時也需要學生具有一定的理解能力和學習能力。小學生正處于生理和心理發展的階段，認知能力低，注意力不持久，耐性差，而編程學習要能耐得住性子去編寫、調試、完善程序，才能獲得最終成果，因此，編程學習因人而異。小學低年級的學生接觸計算機，學習計算機工具、技術是培養思維的基礎;小學高年級的學生掌握基本的數學知識和具備一定的抽象思維能力后，可以適當地接觸一些編程知識。

編程學習是一種涵蓋知識面、邏輯力且空間想象比較強的思維訓練，需要全面的知識和計算機操作技能作為基礎。因此，年齡太小或學習力比較薄弱的學生不適合學習編程。

2.從學生學習意愿層面分析

根據小學生愛玩的天性，編程教學一般都圍繞制作游戲展開教學，然而小學生容易過度關注游戲本身，而忽略游戲編程背后的計算思維。為了降低學習難度，編程教學普遍的教學模式是教師出示任務，學生模仿拖動積木，這樣的學習缺乏自主性，學生學習成就感低，時間一長，容易失去學習的熱情。也有的教師為了培養學生的邏輯思維能力，在語法和規則的講解上花費更多的時間，使得編程學習變得枯燥。興趣是學生進行編程學習的驅動力，學生只有保持一顆好奇心及學習熱情才能在編程學習的道路上奮勇前進。

編程教學的根本目標為遵循學生特點，具體綜合學生的興趣與天賦，讓學生在持續熱愛編程的過程中，循序漸進地提升計算思維。

● 課中實施，發現不足

近幾年，筆者一直在進行基于計算思維的小學編程教學實踐，目前看似頗有成效，課堂上大部分學生都能完成任務，教學目標基本完成，各編程競賽也開展得如火如荼，學生、教師和家長都沉浸其中，甚至將編程對小學生計算思維的提升效果神化。但小學教學編程對計算思維的促進作用真的這么大嗎？其背后的真相是：課堂上的學生作品千篇一律，程序幾乎是按照教師課堂設計走流程，學生缺乏自己的設計與分析，更無創新可言。而競賽的項目也都是事先給定，學生提前磨練，真正臨場發揮的賽事少之又少。針對這些問題，筆者綜合編程教學課堂分析，總結出了問題出現的原因。

1.兒童過渡關注具象動態

小學生學習編程有明顯的具象性，為了降低編程的入門難度，學校引入各類積木式編程工具，讓編程語言可視化，學生無需熟記煩瑣的命令，只需設計流程、選擇背景、添加角色，然后用鼠標拖動指令模塊到腳本區組合、設定參數就能進行編程。為讓學生有更為直觀的體驗，學校還將編程教學與開源硬件相結合，學生根據目標任務設計方案，運用工程學知識進行外觀和機械搭建、選用模塊、編寫程序、調試修改。但是，這樣的教學方式卻讓小學生陷入角色可以移動、跳躍、舞蹈等運動過程中，導致只學會初步的程序概念，很難主動去思考程序的邏輯，對其核心過程進行解析。

2.教師過渡關注任務分析

大部分編程課堂教學以培養學生自主學習能力為抓手，以解決實際問題為導向，采取“問題化”“情境化”的方式展開教學，在教學過程中教師往往過多關注任務本身，為了完成任務去引導學生找對應目標學習模塊，這樣等同于讓學生模仿教師程序完成任務，缺乏對程序邏輯的理解。

真正的編程教育教學目標應該是學生在教師的指導下，從不同的視角去研究、分析問題，得出解決方案，設計相應的程序流程，采用不同的方法主動探究目標知識模塊，反復嘗試驗證，不斷優化策略，直到最終解決問題，甚至完善項目。

3.課堂缺乏關注學生思維過程

課堂的授課對象是全班學生，學生的學習水平不同，接受能力有差異，授課知識點無法過多展開，因此，在課堂中不能很好地發散學生思維。學生編寫、調試程序的過程體現了學生思維的落實，但是大部分學生調試程序隨意，過于追求程序的運轉，沒有細究調試原理，而大班授課教師很難全面關注到每個學生的調試情況，也就不能深入了解學生的思維過程。

● 課后反思，優化策略

那么，什么樣的編程教學方式才適合學生計算思維發展，有利于培養學生的創造力呢？

1.因材施教，分層教學

每個學生都是具有獨立意義的個體，個體之間存在著差異，因此，所有教學都要遵循因材施教的原則，根據學生學習水平的不同開展不同層級的教學活動，盡量使每個學生在編程學習中都得到最大程度的發展。

針對編程教學，筆者認為可以對授課對象進行分層教學，設置基礎班和提高班。基礎班進行普通教學，以激發興趣、培養編程習慣為主;提高班主要面向對編程感興趣，數學基礎好、邏輯思維強的學生，培養學生參加編程競賽。具體課堂教學中也要進行教學目標分層，根據學生能力水平，設置不同目標，以滿足不同層次的學生，讓每個學生都能積極參與課堂，收獲成功的喜悅。

2.優化設計，改變方法

在編程積木式教學中，教師通常以任務驅動的方式展開教學，學生為完成任務在教師的引導下學習目標積木，然后進行簡單拖動，編寫出的程序與教師給定的幾乎無異。可是，這樣的模仿教學并非真正意義上的編程，學生沒有真正參與到程序設計與分析中，計算思維在課堂教學中的落實效果不明顯。

筆者曾在教學中做過這樣的嘗試：先給出學習目標任務——小貓繞舞臺四周，讓學生找到相關積木后由教師解釋它們的目標積木的功能，然后讓學生思考目標流程，自主嘗試拼搭程序。這樣一來，出現了多種完成任務的方式，如有的學生使用了“移動幾步”和“轉角”積木配合完成，有的學生則使用坐標相關積木完成等。

LOGO程序設計教學中通常以程序的求解為載體來培養學生的算法構建能力，發展學生的計算思維。筆者以往都是在真題中歸納總結競賽題中所蘊含的算法，這樣的教學使得學生缺少認識遷移建構的過程，容易產生筆試成績高分易、上機測試結果不如意的情況。

筆者經過多年的探索發現，創編程序題目是在掌握程序算法的基礎上，融合生活情境，構建問題。而讓有一定編程概念的學生創編程序題目不僅能激發學生的挑戰欲望，還能促進學生的程序框架建構和培養學生的創新思維。

3.夯實基礎，綜合創新

積木式編程，只要拖動積木模塊，修改參數即可，看似簡單易懂，但編程原理是用計算機看得懂的語言來表達，要求學生將一件事件甚至一個動作細化，而且邏輯要嚴謹，這對沒有形成編程思維的學生來說難度較大。因此，學生只有熟練掌握程序的基本語法，才能正確使用，也就是要對基本積木模塊的功能有清楚的了解。但是在有限的課堂時間里，怎樣實現基礎的鞏固同時兼顧計算思維和創新思維的發展？筆者認為，可以利用在線學習的方式仔細介紹基礎模塊的功能，用簡單的練習檢測學生的習得效果，這樣既能保證學生對基礎模塊的有效掌握，又能提高課堂效率。課堂教學的重點則可以放在鼓勵學生開發創意，設計項目，綜合運用知識完成項目的設計上。這才是真正意義上的項目式教學，項目源自學生的創意，項目設計、分析、程序編寫的主體都是學生，教師只起輔導作用。

作為一名信息技術教師，筆者一方面為編程教學受到重視而欣慰，另一方面又因編程教學被神化被盲目推崇而焦慮。核心素養教育是一個可持續的、循序漸進的過程，只有堅守“核心素養”的信念，帶著編程教學的初心，不斷努力，不斷探索，用規范合理的教學方式讓“計算思維”落實到信息技術課堂教學中，才能培養出社會需要的創新人才。

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本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度立項課題“計算思維三維框架在小學編程教學中的應用探究”（立項批準號：FJJKXB20-561）部分研究成果。