面向計算思維培養的創意編程啟蒙教學實踐
——以“初識慧編程”教學設計為例

商艷 江蘇省鹽城市建湖縣向陽路小學

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出“在計算思維方面，（讓學生）能運用計算機科學領域的思想方法解決問題，并能遷移運用解決其他問題”。筆者根據《江蘇省義務教育信息科技課程標準教學指南》中“身邊的算法”模塊的實施建議，基于計算思維開展小學生創意編程實踐研究。遵循學生的年齡特點和心智水平，筆者設計了《初識慧編程》系列入門課程，引導學生運用自主、合作、探究等方式，從多個層面認識“慧編程”圖形化編程軟件的工作流程和功能，并在遞進式的學習活動中實現計算思維和創新能力的培養。

●背景分析

1.內容的選擇與設計

本課是了解“慧編程”軟件的初始課，旨在帶領學生走進圖形化編程的美妙世界，讓學生在玩中學，啟發創作激情。與之前所學的畫圖、WPS應用程序相比，慧編程軟件不僅具有所見即所得的特點，而且還能呈現豐富的交互效果和強大的解決問題能力。本課教學重點是認識軟件的界面和體驗圖形化編程的功能，引導學生在搭建積木式腳本的過程中，掌握軟件的基本工作方式，并能編寫簡單的腳本，解決實際問題。

2.學情的分析與思考

本課的學習對象是五年級的學生，這個年齡段的學生思維活躍，好奇心強，對事物的認知正逐步從具象思維向抽象思維過渡。學生已掌握計算機的基本操作，能制作出貼近生活的數字化作品，具備一定的審美標準和信息素養。雖然學生尚未接觸編程軟件，但是對能制作出動畫和游戲的編程軟件有極大的好奇心和創作欲。由于學生思維能力和運用計算機解決問題的能力不足，在面對陌生的編程界面和大段的語法結構時，容易不知所措，甚至產生畏難情緒。

●“初識慧編程”教學設計

1.創設情境，呈現游戲

筆者展示“熊貓翻跟頭”的游戲效果，鼓勵學生試玩游戲。試玩游戲有助于學生初步了解軟件界面和常用按鈕的功能，激發探究“慧編程軟件制作熊貓翻跟頭游戲”的好奇心與求知欲。

2.范例研習，分析游戲

（1）認識“慧編程”軟件主要區域的名稱和功能。由于軟件界面的區域眾多，通過對比該編程軟件與一般應用軟件（WPS文字）的界面，讓學生初步認識其特有的組成部分，再借助學件，讓學生自主學習，從而了解何為編程軟件。

（2）分析范例，了解腳本區和積木區的關系。慧編程的界面包含菜單欄、工具欄以及舞臺區、積木區、腳本區。為了方便角色功能的實現，通常將同類型的積木塊集合在一個功能模塊下，再根據需要，將不同類型的積木塊拖動到腳本區，進行組合、拆分之后就可以執行腳本，實現游戲或動畫。

本活動的目標是了解編程軟件的定義。通過體驗式學習方式，將概念性內容通過任務和活動具象化，引導學生在了解腳本的概念、腳本區的構成和作用的基礎上，進一步思考積木區和腳本區的關系、積木區的功能模塊與對應積木塊之間的關系，加深對指令積木和腳本的認識。學生在此基礎上借助學習與生活中的實例，體驗身邊的動作，用自然語言來描述角色動作，進而自主構建內在知識地圖，學會深入思考問題。

3.模仿設計，修改游戲

在學生對編程軟件有了初步認識后，應將其注意力引導到本課的教學重點上來，即體驗編程的一般過程。在教師的引導下，學生再玩游戲，發現游戲中文字滑動得太快，繼而引發新問題：怎樣看清熊貓說的話？

（1）修改范例，認識腳本與動作之間的關系。由于文字顯示在腳本區非常明顯的地方，通過分析影響文字被看清楚的因素，多數學生能夠修改文字以調整熊貓動作，獲得成功的體驗。學生通過閱讀腳本發現，除了修改文字長短，還能修改文字顯示時長，以達到看清楚文字的效果，初步建立起角色腳本與角色行為之間的關聯。

（2）模仿范例，實現“來回跑步”的效果。影響游戲效果的因素有很多，學生要學會閱讀、分析腳本，還要根據效果實現的需要修改腳本。通過橫向分析表格（如下表）得出“翻跟頭”的動作與腳本之間的對應關系，從而理解參數的意義，再縱向分析表格，遷移出類似腳本并合理設置參數，最終實現“來回跑步”的效果。

4.自由創作，升級游戲

所有人都可以在編程軟件中創作屬于自己的游戲和動畫。規劃單中設計創作目標、作品設計、角色設計、腳本設計等內容填空，為學生搭建創編之梯，幫助學生打開思路。教師引導學生在原有范例的基礎上，升級熊貓自我介紹的腳本，并通過引導學生思考：“我要做什么？怎么做？為什么這樣做？”讓學生有序分析，找到問題解決的切入口，創設個性化的游戲或故事。

5.思維導圖，拓展提升

慧編程軟件支持多種外部設備，外設對于五年級學生而言，相對簡單。在一節課結束前，展示慧編程軟件的其他應用場景，進一步拓寬學生的學習視野，為日后運用豐富的擴展資源和外部設備偵測環境的開源硬件設計創客作品做好鋪墊。

●教學實踐的思考

在本次創意編程啟蒙學習實踐中，學生不僅領悟了程序設計的樂趣，而且能完成范例作品的制作，但是在改編、創作作品方面能力還需進一步提升。筆者認為，基于學生已有認知經驗，開展面向計算思維培養的創意編程啟蒙教學，需要從以下四方面進行考慮。

1.重構教學組織的方式，加強項目的探索與實踐

動作腳本參數翻跟頭重復旋轉 6 次，每次旋轉 60°來回跑步重復執行 n 次，每次移動 10 步

所有的編程語言都有共同的概念和模塊（如變量、條件判定、循環、函數）和解決問題的方法（如遞歸、分而治之、動態規劃等）。創意編程啟蒙教學的根本在于熟悉和掌握核心概念、思維和算法，即計算思維。教師要選擇對學生發展有意義的實踐活動和有價值的主題項目活動，及時引導學生在不同環節掌握知識和技能，獲得學習的方法。學生的參與度越高，形成的結論就越全面、深刻，這也是形成多元化、多層次、多方面結論的一個方法。本課借助表格支架幫助學生觀察積木塊的類別和形狀，使其在嘗試、交流、歸納的過程中獲得新知，在嘗試修改熊貓腳本直到看清楚熊貓說的話時，自主探究出修改、添加、拆分、刪除積木塊的方法。

2.立足核心概念的理解，實現問題的發現與解決

創意編程啟蒙課的核心問題在于理解什么是編程軟件、怎樣使用編程軟件創作游戲和動畫。為了幫助學生更好地理解這一問題，應關注學生認知沖突的焦點，即問題的表述要清晰明確，要對學生理解核心概念有所幫助，且能提供解決策略和思維方法。例如，在理解“什么是編程軟件”這一問題時，引導學生先對比編程軟件和一般的應用軟件，再描述自己的發現：編程軟件中的特有組成部分將其與一般軟件區別開；只有通過思考“什么是腳本？同一角色的積木塊和動作之間存在什么關系”，才能在實踐中理解用腳本表示角色的行為和動作的方法。只有立足學生已有的知識儲備，將內容問題化，組織碎片化知識，才能引導學生運用計算機編程語言解決問題，進而理解程序設計的意義。

3.經歷算法形成的過程，倡導模型的遷移與應用

在圖形化編程教學中，建立和應用由多種圖形化控件組成的模型，已經成為培養學生計算思維的重要方式。在本節課中，筆者首先用數學語言概括問題的本質特征，初步建立模型。為了看清熊貓說的話，引導學生修改文字的顯示時長，初步感知參數的作用。在此基礎上，分析“翻跟頭”的動作與腳本之間的對應關系。原來重復旋轉6次，每次旋轉60°，才能實現熊貓旋轉360°的動作效果。其次，修改旋轉次數和每次旋轉的角度，體會采用算法實現重復運動的巧妙，在潛移默化中驗證模型。最后，將建模思想遷移到“來回跑步”腳本的實現中去。學生利用“翻跟頭”與“來回跑步”問題之間的相似性，自主編寫腳本并合理設置參數，再次經歷算法形成的建模過程。這種遷移與應用模型的實踐，讓學生體會到運用計算思維解決類似問題的優勢。

4.發揮多元評價的效能，做好作品的分享和迭代

創意編程啟蒙教學注重評價育人，注重將教學設計和評價規劃融入到學生的學習活動中，實現教學過程和評價活動的有機融合。通過本課的學習，學生能根據問題解決的需要合理設計方案，學會將具體問題轉換為計算機語言，且運用一定的腳本來表現自我設計的作品，并能根據任務的變化，選擇合適的積木塊，合理修改、完善方案。學生改變了對信息科技課的固有觀念，從游戲的使用者轉變為游戲的創作者。本課采用學習規劃單、“智慧星”應用程序等來綜合評價學生，從多角度、多方式來了解、評價學生計算思維能力的變化，關注過程的反饋和指導，以便進一步修改完善教學。通過問題支架關注學生學習的細節，通過建議支架幫助學生在尚未達到預期效果時，嘗試運用其他方法來調試測試、迭代修改。