例談促進小學生計算思維的圖形化編程教學策略

王宇浩 江蘇省無錫市安鎮實驗小學

●情境設置，引導學生發現問題

小學生的感知能力和理解水平尚未完全成熟，因此，在信息科技教學中需要采用具象化的方法來引導他們進行學習。而圖形化程序設計軟件是一種非常有效的輔助工具，可以通過場景化的設計方式讓學生更好地理解抽象的概念。

例如，筆者結合學校舉辦的“慧學獎”投票的實際情境進行“編寫投票器”的教學，先向學生介紹投票的基本概念和流程（讓他們明白投票的目的、投票的方式以及如何計票等基本流程），然后通過界面設計的方式讓學生更好地理解程序和算法的運作方式，再引導學生編寫程序代碼，充分擴展學生的編程能力，最終完成設計投票器的任務。在實踐過程中，學生需要確保程序能夠正確地初始化，避免投票器不能正常運行的問題。同時，學生還需關注計數的準確性，避免出現投票計數不準確的情況。而為了保證投票過程的公平和公正，學生需要考慮如何防止作弊和操縱投票結果。學生從中學習了投票流程和規則，了解了如何確保投票的公正性和匿名性，如何保護選民的隱私，并且通過制作“投票器”，更好地理解了現實生活中的投票過程，培養了參與意識和社會責任感。

利用圖形化程序設計軟件進行場景化設計是一種有趣且有效的教學方法，它可以提供游戲化的學習體驗，激發學生的學習興趣和學習動力。通過設計游戲、動漫等內容，學生可以將抽象的概念轉化為具體的場景，加深對編程知識的理解，并培養創新能力和團隊合作精神，同時也有助于計算思維發展和綜合應用能力的提升。

●游戲設置，啟發學生思考問題

小學生在游戲的過程中不僅能夠感受到樂趣，還能認識新事物、發展智力。因此，在信息科技教學中，設計與游戲相關的互動項目，可以讓教學取得事半功倍的效果。在設計任務環節，教師要有策略并系統地引導學生進行思考，要根據步驟進行優化調試和功能增加，以激勵學生更加認真地思考問題。

“水果忍者”是一款非常流行的休閑益智游戲，同時也是一種很好的教學工具，可以用來引導學生學習編程和設計簡單的游戲。學生在游戲設計和編寫的過程中需要思考如何將自己的創意轉化為現實，這對他們的創造力和問題解決能力是一個很大的挑戰。此外，學生還必須仔細思考游戲的不同要素和功能，考慮如何使游戲更具吸引力和挑戰性。因此，筆者先讓學生重溫游戲并了解其核心機制，然后引導他們自主設計游戲元素，如選擇“蘋果”這一水果并設計它出現和被切后的動畫效果。在此基礎上，筆者指導學生分析游戲設計的基本功能，弄清楚問題的關鍵在于不增加原來的角色（切西瓜和切蘋果，雖然角色不同但卻是同一類型，且其基本的設計理念和腳本的設計方法相同）。同時，筆者還引導學生用簡潔的語句說明所有設計要素，進而深入分析比較復雜的設計概念，并給出切水果的數量計算、切水果的加分設置、水果隨機移動、水果反復產生的設定等，以此逐步增加難度，讓學生實現更多的游戲功能。在這個過程中，學生需要反復思考并嘗試不同的編程方法。最終，學生所做出的“水果忍者”游戲各具特色，體現出了他們的創造力和個性特點。

在游戲制作的過程中，教師引導學生不斷嘗試和探索不同的編程方法，將問題分解為步驟，并設計相應的算法和邏輯來解決問題，這種引導方式培養了學生的邏輯思維和分析能力，增強了他們的實踐能力和自信心。同時，這種有趣的學習方式激發了學生的學習興趣，鼓勵他們主動探索和發現新的知識，從而促進他們的全面發展。

●任務設置，促進學生解決問題

在圖形化編程教學中，教師可以采用多種任務化的教學方法，讓學生在完成一系列任務或項目中，逐步掌握復雜的編程知識和技能。例如，“小貓出題”這個任務可以幫助學生練習使用程序實現自動出題、判斷對錯和計分等功能，從而加深對編程語言的理解和應用。在教學過程中，筆者設置了一些正確合理、逐步遞進的教學任務，讓學生在課堂中自主完善方案并實施，以此提高學生解決問題的能力和自信心。在“牛刀小試”環節中，學生被要求再次玩游戲，探索游戲的腳本和角色。同時，他們需要思考以下問題來深入了解游戲的機制：①游戲中有幾個角色？它們都有哪些功能？②每個角色的腳本是什么？它們有何作用？③加數是如何隨機出現的？使用了哪個控件？④如何輸入答案？使用了哪個控件？⑤小貓是如何判斷答案的對錯的？學生以自由的方式表達自己的觀點，并通過問題討論來激發彼此的思考，發現他人解決問題的方法，學習編程技巧。在完成任務過程中，筆者要求學生自主學習教材，自主探究嘗試完成每一個任務（任務一：增加變量，修改游戲；任務二：靈活運用，創新“小貓出題”游戲功能）。任務化的教學方法是信息科技課程教學中的一種有效方式，它可以增強學生的實踐能力和解決問題的能力，使學生更好地掌握編程知識和技能。

●遷移實踐，提升學生計算思維

在信息科技課堂上，學生需要積極運用邏輯思維來解決問題，并通過推理和決策來拓展自己的思考方式和分析方法。這種實踐不僅可以幫助學生掌握信息科技方面的技能，還能夠促進學生計算思維的發展。

“百雞百錢”問題是一個非常有趣的古代算術題，它可以用程序設計方法來處理。因此，在圖形化編程教學中，筆者向學生提出這個問題，并鼓勵他們以小組合作的形式解決，從而激發他們的團隊合作精神和創新意識。首先，教師向學生介紹“百雞百錢”問題并解釋問題的背景和要求，以激發他們的興趣。其次，講解解決問題的程序思路，并使用圖形化編程工具演示如何實現該思路（可以使用可拖拽的圖塊組成程序示范，讓學生直觀地看到程序的執行流程）。再次，鼓勵學生嘗試設計解決方案，并使用圖形化編程工具創建程序。通過這樣的教學過程，學生理解了圖形化編程思維，掌握了解決問題的方法，并提升了團隊合作和創新意識。同時，學生也能享受到探索和實踐的樂趣，并提升對計算思維的理解和應用能力。

在學生使用編程算法成功解決問題后，筆者繼續引導他們將所學技能遷移到其他實際應用場景中，如“雞兔同籠”問題，由學生討論該程序的設計方法。在學生使用編程算法破解“雞兔同籠”難題后，筆者再次引導其進行遷移實踐，使其運用創新的思想，嘗試全新的編程算法，從而讓學生真正形成計算思維，并能利用計算思維處理一些抽象、煩瑣的具體問題。

鼓勵學生自主思考和解決問題不僅可以有效提高學生的計算思維能力，還能幫助他們將這些思考技能遷移到其他領域中去。這種積極的學習體驗將激發學生的好奇心和創造力，使他們更加樂意探索和解決新問題。

●結束語

計算思維是學生在編程學習過程中必須具備的關鍵素養，也是數字時代學生的一項基本技能，筆者通過情境設置、游戲設置、任務設置、遷移實踐四個教學策略，對小學生計算思維能力中的認識問題、思考問題和解決問題能力進行指導、啟迪和提升，并由此來實現培養學生的創新能力、問題解決能力和信息處理能力，使他們能夠靈活運用信息技術解決復雜問題，加深對科學、工程和社會問題的認識。