工程思維發展下的小學編程教學

虞佳男

【摘 ?要】工程思維是一種籌劃性思維，形成工程思維，能讓學生更有條理、更加有序地完成學習活動。而編程課程的實踐色彩，使其成為工程思維的落腳點，在現階段的教學中，教師也要有意識地采取確定工程、優化工程細節等策略，推動工程思維的滲透，促進學生的全面發展。

【關鍵詞】工程思維；信息技術；編程教學

編程是小學信息技術課程中的重要教學內容，對強化學生的問題解決能力、計算機操作能力等有重要的應用價值。但是在過去，許多教師直接采取“先講后練”的教學模式，使學生的學習與教師的講解形成了兩個獨立存在的過程，學生也難以感知自身的“主角”地位，真正地對編程知識融會貫通。而工程思維要求學生將學習內容當作一個“工程”，在做好工程的前期準備工作，設定恰當的方案中，有序完成工程，并從操作工程的過程中汲取養料，不斷強化學習能力。對此，教師不妨借鑒工程思維，進行編程課教學方式的優化調整，使學生在增強工程思維之余，提高對編程知識的建構效果。

一、多元切入，確定工程

要想讓學生通過編程的過程，獲得工程思維的有效發展，教師首先要走好第一步，即提出“工程”，明確學生的學習方向。但是，當教師直接以教材上的知識為內容，進行工程的設計時，往往會削弱學生完成工程的欲望。對此，教師不妨搭接與現實生活、游戲之間的廊橋，立足生活背景、趣味元素引入編程工程，誘發學生心底的操作欲望。

（一）立足生活，明確工程

過于抽象性、專業性的編程知識，對學生而言具有一定的學習難度。在課堂上，當教師直接為學生提出編程任務時，學生會形成畏難心理，降低實踐操作的動力。而工程思維強調現實生活元素與具體工程之間的相關性，倡導教師立足學生的生活經驗，為學生擬定工程的提出背景，以便學生從自己相對熟悉的視角出發，拉近與工程之間的距離，增強實施工程的內在動力。對此，教師不妨根據編程教學的內容，探尋其與生活之間的聯系，以便基于生活背景，為學生確定“工程”要求。

例如，在引導學生學習《彈奏音樂》前，教師就可以使用生活情境，拉近學生與課堂的距離，確定“工程”。在課堂上，教師播放“Do Re Mi”的樂曲，并伴隨音樂向學生提出“有沒有會樂器的學生？在演奏時，都需要什么呢？”等問題，使學生根據以往的生活經驗、演奏經驗，指出演奏一首樂曲需要用到樂器等要素。隨后，教師設計“有沒有一種可能，不用樂器，直接對著空氣彈琴呢？”的問題，引發學生的好奇心。之后，教師再呈現視頻，使學生直面“空氣琴”，以便學生主動地提出“這是什么原理呢？我能不能自己做一個呢？”等疑問。基于此，教師再引入“學習空氣琴的制作原理，并完成制作”的“工程”，消除學生的陌生感。

教師從生活角度入手，為學生擬定工程的提出背景，能減少編程工程的陌生感，提高學生編程的積極性，促使學生在之后的生活中也能養成良好的工程思維，自覺解決現實問題。

（二）立足游戲，引出工程

游戲活動是大多數學生的心頭好，從目前的教學實踐中能夠發現，隨著年齡的增長，游戲活動依舊在學生的心里占有一席之地，是維持學生參與學習活動的精準支柱。因此，在編程教學中，教師也要正視游戲活動的教育作用，主動地為學生引入趣味游戲，促使學生在玩樂的同時，自發地提出編程工程，增強完成工程的欲望。但是在進行游戲的安排時，教師也要平衡好游戲的教育作用和娛樂作用，避免游戲活動過度消耗學生的精力，使學生難以高效率地完成編程工程。

比如，在《克隆飛機大戰》這一課的教學中，教師便可以借助游戲引入“工程”，增強學生操作工程的動力。在一開始上課時，教師先將微信朋友圈的截圖界面呈現給學生，并對學生進行引導：“近期在微信朋友圈有一個非常火的游戲叫‘飛機大戰，你們知道嗎？有沒有人玩過這個游戲呢？”使學生被趣味性的話題所吸引，主動地跟隨教師的步伐，將注意力投入飛機大戰的游戲活動。之后，教師邀請學生體驗Scratch游戲“飛機大戰”。在玩游戲的過程中，學生不僅會沉浸在激烈、有趣的游戲中，也會提出“這么好玩的游戲是怎么做的呢？”等問題。當學生提出這一問題后，教師順勢為學生引出學習工程“這個游戲應該怎么做呢？”指明學生的實操方向。

教師從學生感興趣的游戲出發，進行教學環節的設計，能迅速聚焦學生的目光，讓學生對游戲背后的操作原理產生探索的動力，以便自然而然地生成Scratch學習工程，激發學生的實操欲望。

二、優化細節，完善工程

在確定了“工程”后，教師便要引導學生展開實踐操作的活動，請學生利用編程知識完成工程。但是在實際操作時，教師要留心成員分配、教師定位等細節，避免因細節問題影響整個工程的實施質量。

（一）搭建小組，確定方案

小學生的編程能力有限，在獨自操作編程工程時，學生也會遇到許多難題，阻礙學生前進，導致編程工程經常被中斷。而不同學生之間能夠形成良好的互助關系，在相互協作中，共同攻克實操中遇到的難題，讓工程的落實之路變得更加順遂。對此，教師要根據學生的編程能力、思維能力等，采取科學的原則為學生分組，促使學生真正地集中集體的力量，加速完成編程工程。

例如，在《畫城堡》這一課中，教師期望學生在Scratch中利用新建積木塊畫組合圖形。在課堂上，教師可以先引入實操任務，并請學生簡單地說說自己的想法。結合學生的回答，教師能對學生的思維能力、編程能力等進行精準判斷，并將此作為分組的依據。之后，教師以“同組異質”為原則進行分組，促使各組內每個學生各有千秋。在分好組后，教師為學生創建自由交談的空間，使學生在彼此的思維碰撞中，逐步商定編程的方案，明確完成工程的具體步驟，以便在靈活應用“新建積木塊”“調用積木塊”等知識中，讓“畫城堡”這一工程精準落地。

教師先對學生的編程素養進行分析，再精準進行分組，能讓學生乘上實施工程的高速列車，使學生在集中集體的力量中迅速地完成編程工程，以便每一個學生都在有序操作中掌握編程知識，發展工程思維。

（二）教師介入，引領方向

新課標的提出，讓教師意識到學生是課堂的“主角”，但是這不代表教師要退出課堂這一舞臺，而是要教師以“輔助者”“引路人”的身份介入學生的學習活動，讓學生的前進之路更加順暢。對此，在學生操作編程工程時，教師要主動體現自身的價值，在學生遇到難題時及時出現，為學生答疑解惑，在學生迷失方向時化作“指南針”，為學生指明前進的航道。

比如，在《賽車游戲》這一課中，教師便可以找準自身的定位，為學生提供引導和輔助。在課堂上，當教師為學生設計“用Scratch制作虛擬自動駕駛賽車小游戲”的任務后，學生能夠基于以往的學習經驗，輕松地使用畫筆工具繪制賽道，并在網絡中下載賽車的圖片，為后續的編程做準備。但是，在實際進行編程時，有些學生不知道如何讓賽車持續前進，還有些學生不知道如何讓賽車拐彎等，基于此，教師從編程知識的角度出發，為學生進行科學引導，以便學生在解決問題中順利完成編程。

教師是學生成長過程中的重要伙伴，在編程教學中，教師積極地扮演好“輔助者”‘引導者的角色，與學生一起完成編程工程，能使學生迅速地找到解開難題的鑰匙，讓編程之路更加順利。

三、注重展示，推動改進

工程思維的實踐色彩使學生在完成編程后會獲得一定的實踐成果，這一成果代表了學生編程素養、工程思維的發展水平。對此，教師有必要搭建平臺，鼓勵學生進行展示、思考，促使學生在回顧實操歷程中明確不足，在拓展深思中進一步維持思維活力。

（一）展示成果，引發多元探討

教育評價是學生反思和成長的環節，然而，在過去的編程教學中，教師創建的評價方式相對單一，即直接根據自身的主觀經驗，采用“好”“不好”等簡單的語言對學生進行點評，使評價的價值難以得到有效的彰顯。而在編程教學中引入工程思維后，教師不妨對以往的評價方式進行改良，積極地為學生搭建平臺，鼓勵學生展示自己的編程成果，并引導學生之間展開互評等活動，促使學生基于此進行回顧、反思，從而立足多元化的視角認識到自身的進步與不足，以便在后續的編程工程中得到精準改進。

比如，在《動物表演》這一課中，當學生通過編寫舞臺腳本，給三位演員安排出場順序，并修改每一位演員的腳本后，學生能夠幫助小動物們完成節目的排演。之后，教師搭建“森林聯歡會”的平臺，請學生依次展示自己的成品，并簡單地介紹自己的操作過程。在全體學生展示完畢后，教師請學生進行互賞互評，促使學生立足同伴的視角明確自己的問題及自己的進步。緊接著，教師再從專業角度指點學生，讓學生進一步肯定自己的能力，意識到自身的成長空間。最后，教師要求學生進行自我反思，以便學生基于編程成果，客觀地看待自己的進步和不足，為之后擔任編程工作打下堅實基礎。

教師認識到評價環節的重要性，主動地創建多元主體介入的評價方式，能讓學生從多個角度反思自己的實操“工程”，以便學生基于更加客觀的角度進行知識的補充、思維的錘煉。

（二）延伸思考，維持思維活力

工程思維的一大特色就是倡導學生的思維維持長久的活力，使學生始終對事物抱有探索的欲望。而在編程教學中，教師也要明確知識是無限的，學生的學習也是沒有界限的，在學生完成一項編程工程后，教師也要將“終點”變成新的“起點”，引導學生基于已經完成的工程進行拓展性思考，探尋更加復雜、難度更高的實操方法，以便每一個工程都能成為點亮另一個工程的明燈，促使學生的操作能力、工程思維獲得持續發展。

例如，在《花朵繽紛》一課的教學中，當教師為學生布置“運用圖章和隨機函數控件，控制花朵的出現”的任務后，學生能夠基于“使用繪圖編輯器畫花瓣”“讓一片花瓣逐步變成一朵花”等操作，完成這一任務。在學生展示最終的成果后，教師繼續為學生設計“如何讓花園中呈現出大小不一的花朵呢？”的問題，激活學生的思維，使學生從已經完成的工程出發進行探索，從而在難度更高的工程中獲得編程能力、思維能力的進一步成長。

一項工程的結束并不意味著學生學習行為的停止，相反，意味著學生可以發散思維，進行拓展性思考，讓編程活動變得更加精彩。案例中，教師基于學生已經完成的編程任務，為學生提出難度更高的工程，能讓學生始終對編程活動保持極高的熱情，使學生更好地對編程知識融會貫通。

四、結束語

總而言之，工程思維為小學編程教學注入了新的活力，讓編程教學更有魅力。在新課標提出之際，教師要繼續探尋工程思維與編程課的銜接點，在不斷創新教法中，進一步推動學生編程能力、工程思維的穩步發展。

【參考文獻】

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