激發學生編程興趣和能力

〔摘" "要〕" 在數字化浪潮席卷全球的背景下，編程已成為新時代公民的基礎素養。為此，小學編程教育應以興趣啟蒙為核心，通過可視化工具與生活化情境設計降低小學生的認知門檻。本文從小學階段編程興趣激發與能力培養現狀出發，深刻剖析了激發學生編程興趣和能力的現實意義。以此為基礎，探索了小學階段編程興趣激發與能力培養的具體路徑，以期為小學信息科技教師提供教學參考。

〔關鍵詞〕" 信息科技；編程啟蒙；計算思維；項目式學習

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0118-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》明確將“計算思維”列為學科核心素養，要求小學階段通過體驗式學習建立對程序邏輯的初步認知。小學編程教育并非以培養程序員為目標，而是通過生動有趣的方式，幫助學生理解數字時代的思維方式，也是通過編程這一載體，發展學生的邏輯推理、系統設計與創新實踐能力。當前的教育實踐存在兩大挑戰：一是如何避免技術化傾向，確保內容符合學生認知發展水平；二是如何突破工具操作層面，實現計算思維的深度滲透。研究表明，7～12歲是創造性思維與邏輯能力發展的關鍵期。有效地編程啟蒙能顯著提升學生的問題解決動機與結構化思考能力。然而，盲目移植成人編程模式易導致學生產生挫敗感，背離素養培育初衷。本文基于新課標要求與學生認知規律，探索興趣驅動、思維漸進、能力整合的培養路徑，提出符合小學學段的可操作性策略，強調在貼近生活的主題項目中實現知識建構與能力遷移，為教育工作者提供符合學生發展規律的教學方法。

一、學生編程興趣激發和能力培養存在的問題

（一）興趣激發方式存在工具化傾向

當前，部分學校將編程教學簡化為軟件操作培訓，過度聚焦工具使用技巧，忽視情境興趣的深度培育。教師往往直接演示案例步驟，要求學生機械復現，導致學生停留在“按圖索驥”層面。例如教學人教版信息科技六年級上冊“輸入輸出與計算”時，教師逐步講解角色添加、控制系統工作過程等操作，卻未引導學生思考“如何從外界采集數據”“怎樣設計關卡難度梯度”等本質問題。在這種模式下，學生初期被動畫效果吸引，但隨著項目復雜性增加，因缺乏自主探索空間而興趣衰減。更需關注的是，生活化聯結不足使編程淪為虛擬技能，學生熟練控制屏幕角色，卻無法理解“條件判斷”與紅綠燈控制等現實場景的關聯，削弱了知識遷移動力。

（二）能力培養缺乏認知階梯設計

許多課堂教學設計未遵循學生思維發展規律，存在斷層式推進問題，1～2年級過早引入抽象概念，5～6年級卻陷于簡單重復。典型表現為邏輯訓練碎片化，循環結構僅通過繪制多邊形練習，未延伸至分析自然現象規律；問題分解能力缺失，教師包辦任務拆解，直接提供流程圖框架，學生只需填空補全代碼。比如，在某校六年級“自動熄滅轉向燈”項目中，教師預先設定“若溫度gt;30℃則關燈”的判斷條件，學生僅調整數值參數，錯失設計完整解決方案的思維訓練機會。這種“去過程化”教學使學生慣性依賴教師指令，難以獨立應對開放性問題。

（三）評價機制偏離素養培育目標

現行評價多采用“作品完成度”單一標準，忽略計算思維核心要素的觀測。例如重結果輕過程，僅以程序能否運行作為評判依據，不關注算法優化過程；重技術輕思維，對“使用復雜特效”給予加分，卻忽視“用簡單邏輯高效解決問題”的創造性；重個體輕協作，小組合作對學生的表達能力、學習能力以及團隊合作能力有著極大的提高促進作用，符合教學本質的小組也是由學優生、中等生、待優生等成員或其他不同特長的成員組成的，希望可以讓小組成員在小組合作學習中發揮各自的優勢，實現共同進步的目的。但是，目前小組項目中僅評定最終成品，未評價分工的合理性、調試階段的團隊問題解決等軟技能。更關鍵的是，評價未與學科素養掛鉤，例如學生在信息科技課堂上能編寫“貪吃蛇”游戲代碼，卻無法理解代碼與蛇身增長的邏輯映射關系，反映出思維深度培育不足。

二、激發學生編程興趣和能力的意義

（一）為高階思維發展奠定認知基礎

編程本質上是邏輯具象化的思維體操。在控制角色移動、設計游戲規則的過程中，學生將抽象的邏輯關系轉化為可視化指令鏈，實現從直覺思維到系統思維的跨越。例如，條件判斷練習強化因果推理能力，遷移至數學應用題解題策略；循環結構設計培養發現規律的模式意識，提升科學觀察中的歸納能力；調試糾錯過程訓練假設驗證思維，形成“試錯—反思—優化”的科研雛形。這種思維訓練具有不可替代性，當學生為實現“自動澆花裝置”反復調整傳感器閾值時，其經歷的算法設計、變量控制、功能測試等完整鏈條，遠比解算抽象數學題更能激活系統性思考。編程由此成為連接具體操作與抽象思維的認知橋梁，為學生在中學階段完成算法學習、物理建模等復雜認知任務埋下思維種子。

（二）塑造智能時代的核心生存素養

在人工智能普及的背景下，編程能力已超越技術范疇，升維為理解與駕馭數字文明的基本素養。其意義體現在兩個層面，一是技術理解力層面，通過編寫電梯門的開與關程序，學生理解“特征提取”“條件匹配”等技術原理，建立理性技術觀；二是問題解決層面，設計“倒車報警器”需整合硬件控制、數據處理、交互設計，培育多要素系統整合能力。更深遠的意義在于培養技術主體性，當學生用代碼設計我的種植園、控制定速巡航時，從技術的被動消費者蛻變為主動創造者。這種賦權體驗孕育數字公民的責任意識，使其在未來的人機協同社會中保有決策主動權。

（三）激活跨學科創新的實踐動能

編程作為多學科知識整合的黏合劑，能釋放“做中學”的創造勢能。在數學領域，用循環語句繪制分形幾何圖，將“無限迭代”概念從抽象公式轉化為視覺奇跡；在科學領域，編寫模擬光合作用程序，使生物課本中的反應方程式動態可視；在藝術領域，通過算法生成音樂，理解概率與藝術創作的深層聯結。這種融合創新打破學科壁壘，使知識應用場景真實化。比如，某校學生用濕度傳感器監測盆栽土壤，結合物聯網模塊向手機發送澆水提醒，在此過程中，編程已不僅是工具，更是驅動知識重組的問題解決中樞。當學生為完成真實項目主動查閱科學資料、計算數學參數、設計友好界面時，深度學習自然發生。

三、激發學生編程興趣和能力的途徑

（一）情境鏈激發編程興趣，從操作執行轉向意義創造

小學編程教學需以生活意義重構學習動機，構建層級情境鏈實現興趣深化。1～2年級創設童話式任務情境，如在人教版信息科技六年級16課《智能種植初探秘》中引導學生用Scratch排列指令塊控制小猴渡河摘果，當學生發現“重復前進”指令可快速穿越相同地形時，循環結構的價值在具象挑戰中自然顯現；3～4年級嫁接現實問題情境，如利用光線傳感器制作“智能臺燈”，學生通過調試光線閾值參數（如設定值lt;50時亮燈）理解條件判斷與現實需求的映射關系。教師故意提供失效的初始程序（如閾值誤設為200），促使學生觀察臺燈白日亮起的反常現象，自主探究環境光數據范圍并修正邏輯漏洞；5～6年級升級至社會責任情境，如開展“避免故障保安全”項目，小組合作編寫監測程序，當檢測到課間有障礙物時觸發警示動畫，學生需調查不同場景的合理標準，將技術應用轉化為公共空間管理方案。在此過程中引入真實用戶檢驗機制，讓3年級學生試用“數學口算闖關”游戲，開發者根據1～2年級反饋簡化題目切換邏輯，在“用戶抱怨按鈕太小”等意見中體會人機交互設計真諦。教師同步設置認知沖突點：在“自動灌溉系統”項目中隱藏變量單位錯誤（土壤濕度值80%誤讀為80），導致程序將干旱判定為過濕，學生通過觀察植物萎蔫現象反向追蹤代碼缺陷，在調試中領悟數據校準的現實意義。最終使代碼創作從屏幕延伸至真實世界，在解決他人需求的過程中建立技術向善的價值觀。

（二）思維階梯實現能力漸進，從碎片訓練到系統建構

小學編程能力培養需鋪設顯性化的思維發展階梯，如果1～2年級有條件開設信息編程課，可聚焦動作邏輯內化。例如，用Scratch Jr編程軟件讓學生完成“物資運輸任務”：學生在玩轉小積木的過程中重點把每個指令吃透，將前進、轉向指令積木卡排列成序列控制機器人移動。這一過程也讓學生理解了“順序的重要性”，并使其在具身操作中建立“順序執行”與“條件響應”的初級邏輯模型。3～4年級強化結構思維顯性化，以“智能種植農場”項目為載體，學生先用流程圖繪制植物生長條件（光照gt;60%且濕度lt;70%時觸發澆水），再將邏輯轉化為Scratch代碼控制傳感器，通過對比“順序澆水”與“條件判斷澆水”的水資源消耗數據，直觀體會分支結構對資源優化的價值。在進階任務中設計“循環檢測”機制，每10分鐘自動掃描環境參數，深化對“持續監控”功能的理解，也為5～6年級的深入學習打下基礎。5～6年級推行系統整合訓練，在“校園導航機器人”項目中實施模塊化拆解：學生將復雜任務分解為“地圖加載模塊”“路徑規劃模塊”“語音播報模塊”，當路徑變更時不需要重寫代碼，教師故意在測試環節移動障礙物位置，迫使學生優化算法適應動態環境。每個階段輔以思維腳手架，通過階梯式項目鏈，使學生的計算思維如年輪般持續生長。

（三）素養畫像引導評價轉型，從作品觀看到思維可見

小學編程評價需構建外顯化思維追蹤體系，以“調試日志”為載體記錄思維過程。例如在制作避障小車項目時，要求學生詳細記載程序故障現象、成因假設、驗證方法、解決方案，通過糾錯軌跡評估邏輯推理嚴謹性。實施“雙通道成果評價”，在Scratch設計“垃圾分類小助手”時，除程序功能實現外，可要求學生錄制2分鐘“思維解說視頻”，用生活比喻闡釋設計邏輯，教師通過比喻準確性檢驗概念內化程度。小組項目采用“角色輪換分析”，如在六年級“智慧農場”系統中設置架構師、調試員、文檔員，每周輪崗后填寫“協作貢獻圖”，標注關鍵決策點，結合沖突解決報告評估團隊效能。最終，生成動態“素養雷達圖”，基于“問題拆解”“模式搭建”“算法設計”“遷移創新”“協作成效”五大維度，每學期可疊加成長圖層，使評價真正成為思維進化的導航儀，推動教學實現從技術向素養培育徹底轉型。

綜上所述，面對教育教學中存在的工具化傾向、缺乏認知階梯設計、偏離素養培育目標等諸多問題，小學編程教育必須以激發興趣和培養能力為依托點，通過生活化情境鏈破解興趣衰減難題，依托認知階梯化訓練實現計算思維漸進發展，借助可視化評價體系使隱性思維顯性化。在小學信息科技課堂教學實踐中，最好能構建跨學科項目群，開發匹配學段的思維腳手架工具，并通過師資培訓強化教學設計轉化能力。最終，激發學生學習編程的興趣，發揮編程的價值，為智能時代素養奠基。為此，未來應深化校本化實施研究，推動編程教育向素養培育的本質回歸。

參考文獻

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