摘 要：簡易圖形化編程工具教學(xué)是培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的重要手段，文章從培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的角度構(gòu)建了小學(xué) 簡易圖形化編程工具教學(xué)模型，在以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的小學(xué)簡易圖形化編程工具教學(xué)過程中，將教學(xué)步驟概括為：①創(chuàng)設(shè)情境，明確主題;②提供案例、閱讀導(dǎo)學(xué)單;③編寫大綱，設(shè)計(jì)畫面分鏡劇本;④繪制角色和背景;⑤搭建程序，制作作品;⑥測試與評價(jià)。在此基礎(chǔ)上，文章作者對其操作過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以期為小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;簡易圖形化編程工具;小學(xué)生

中圖分類號：G623.58?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：2095-624X（2021）01-0037-02

一、計(jì)算思維的概念

什么是計(jì)算思維？美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授將計(jì)算思維定義為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為[1]。國內(nèi)外當(dāng)前對計(jì)算思維的理解基本上都來自周以真教授的定義，但是在計(jì)算思維實(shí)踐中又有一定的不同。ISTE（美國國際教育技術(shù)協(xié)會）和CSTA（美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會）在原始計(jì)算思維概念的基礎(chǔ)上，對中小學(xué)課堂中的計(jì)算思維進(jìn)行了詳細(xì)的劃分，認(rèn)為計(jì)算思維包含九大核心概念和能力，即數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表征、問題分解、抽象、算法與程序、自動化、模擬、并行化。

由于本研究的對象是小學(xué)生，因此筆者在計(jì)算思維實(shí)踐中將參考、借鑒 ISTE和CSTA關(guān)于計(jì)算思維的觀點(diǎn)。周以真教授認(rèn)為計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象與自動化[2]。抽象是指計(jì)算思維是表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的基本手段，自動化是計(jì)算思維最根本的特性。在本研究中，筆者主要關(guān)注“問題分解”“抽象”“算法與程序”“自動化”這四個(gè)計(jì)算思維概念。

二、小學(xué)信息技術(shù)教育中的簡易圖形化編程工具教學(xué)

信息技術(shù)發(fā)展得很快，學(xué)生學(xué)習(xí)的技術(shù)在離開學(xué)校之前就可能已經(jīng)過時(shí)。因此，關(guān)注技術(shù)背后的原理和思想，使學(xué)生掌握一種分析問題與解決問題的方法， 才能幫助他們更好地適應(yīng)將來社會對人的需求。計(jì)算思維實(shí)際上是作為人都該具備的基本技能，它與傳統(tǒng)的讀、寫、算能力一樣，而不單屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。

簡易圖形化編程工具是針對 8～16 歲孩子設(shè)計(jì)的一款積木式、圖形化編程工具。近年來，簡易圖形化編程工具軟件已經(jīng)被很多教師引進(jìn)中小學(xué)信息技術(shù)課堂。對于使用簡易圖形化編程工具的學(xué)生來說，該軟件的學(xué)習(xí)門檻非常低，他們不需要撰寫復(fù)雜的文字語言，只需要把一連串可視化的代碼塊進(jìn)行組合，就可以創(chuàng)作有趣的游戲、動畫、故事等作品，有利于中小學(xué)生理解和創(chuàng)造。簡易圖形化編程工具不僅是編程工具，除此之外，它還提升了學(xué)生解決問題的能力。它還提供實(shí)時(shí)反饋，可以快速檢查邏輯正確與否?？梢暬慕Y(jié)構(gòu)讓跟蹤程序流程變得更加方便，更有利于完善學(xué)生的思考方式。從本質(zhì)上講，簡易圖形化編程工具拉近了大眾與計(jì)算機(jī)科學(xué)思維之間的距離。

三、以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的小學(xué)簡易圖形化編程工具教學(xué)模型

根據(jù)簡易圖形化編程工具的特點(diǎn)，同時(shí)考慮我國小學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況，筆者構(gòu)建了下圖的教學(xué)模型。在以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的小學(xué)簡易圖形化編程工具教學(xué)過程中，筆者將教學(xué)步驟概括為以下六步：第一步，創(chuàng)建貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的情境，明確主題;第二步，提供案例，閱讀導(dǎo)學(xué)單;第三步，編寫大綱，設(shè)計(jì)畫面分鏡劇本;第四步，繪制角色和背景;第五步，搭建程序，制作作品;第六步，測試與評價(jià)。其中 “編寫大綱”和“繪制分鏡”對應(yīng)于計(jì)算思維中的“問題分解”;“繪制角色和背景”對應(yīng)于計(jì)算思維中的“抽象”，學(xué)習(xí)單中的“行為框圖”同樣對應(yīng)于計(jì)算思維中的“抽象”;“搭建程序”和“測試優(yōu)化”分別對應(yīng)于計(jì)算思維中的“算法”與“自動化”。上述教學(xué)模型涉及計(jì)算思維的四大要素，以期能通過簡易圖形化編程工具教學(xué)達(dá)到對學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

四、以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的小學(xué)簡易圖形化編程工具教學(xué)案例

下面筆者將對該模型的操作過程進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，明確主題

在創(chuàng)作簡易圖形化編程工具作品之前，教師要創(chuàng)設(shè)一個(gè)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的情境。這個(gè)情境是學(xué)生較為熟悉和理解的，或者是自己思考和想象的，以讓學(xué)生和已有知識進(jìn)行聯(lián)系，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，明確活動的主題。

（二）提供案例、閱讀導(dǎo)學(xué)單

在此環(huán)節(jié)，教師要給學(xué)生提供一個(gè)具有代表意義的作品制作案例作為學(xué)習(xí)資源以及與案例對應(yīng)的學(xué)習(xí)單。教師在學(xué)習(xí)單上繪制“行為框圖”，全面分析和描述作品中有幾個(gè)角色，每個(gè)角色發(fā)生了哪些動作，相應(yīng)用到了簡易圖形化編程工具中的哪些指令， 在過程中培養(yǎng)學(xué)生的“抽象”“分解”能力。同時(shí)，學(xué)生可以養(yǎng)成實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)情況的習(xí)慣。學(xué)生遇到問題時(shí)，可以通過查看記錄，嘗試自己解決問題。此外，考慮到學(xué)生能力水平的差異，教師可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生幫助編程中遇到問題的學(xué)生，共同進(jìn)步。

（三）編寫作品大綱，設(shè)置畫面分鏡

由于小學(xué)生的語言表達(dá)能力和寫字水平有限，因此，作品大綱主要體現(xiàn)作品情節(jié)。大綱完成后，學(xué)生要將作品中的每個(gè)情節(jié)和細(xì)節(jié)進(jìn)行分解，通過圖畫繪制和簡單的文字描述來表現(xiàn)每個(gè)畫面鏡頭的動畫效果，畫面中繪制的角色和背景盡量清楚詳細(xì)，包括動作、表情、位置等，方便之后在簡易圖形化編程軟件中進(jìn)行制作，以上過程鍛煉了學(xué)生的“分解”能力。

（四）繪制角色和背景

作品中的角色設(shè)計(jì)能夠決定角色的表現(xiàn)力和價(jià)值。作品中的角色可以是人，也可以是動物，還可以是機(jī)器，甚至可以是想象出來的神或者怪物。他們在性格、肢體語言、表情、外形特征等方面不盡相同。因此，完成分鏡劇本后，需要學(xué)生將紙質(zhì)繪制的角色造型通過簡易圖形化編程工具在電腦中繪制出來，這一過程鍛煉了學(xué)生的“抽象”能力，促使學(xué)生學(xué)會用計(jì)算機(jī)識別圖像的方式繪制角色和背景，并設(shè)計(jì)不同的造型。

（五）搭建程序，制作作品

在簡易圖形化編程軟件中繪制完成分鏡劇本上設(shè)計(jì)好的角色與背景之后，學(xué)生需要按照劇本上的畫面要求制作作品，教師可以通過繪制流程圖的方式幫助他們理解角色及其在舞臺發(fā)生的動作，讓學(xué)生學(xué)會將文字描述的角色動作轉(zhuǎn)換成程序語言，鍛煉學(xué)生的“算法”能力。

（六）測試和評價(jià)

作品制作的過程中，出現(xiàn)問題是避免不了的，這就需要學(xué)生反復(fù)測試，尋找有效解決方案，靈活地使用程序指令，教師適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、互相幫助，又或者學(xué)生請教教師，這一過程不斷鍛煉學(xué)生的“算法”能力。作品完成之后，學(xué)生提交作品，并進(jìn)行現(xiàn)場匯報(bào)，學(xué)生進(jìn)行互評和自評，教師最終進(jìn)行評價(jià)總結(jié)，并啟發(fā)學(xué)生去修改、完善作品。最終作品作為學(xué)生期末考核的一部分，此外，教師還可以通過筆試的考核形式，又或者給予一個(gè)簡單的情境操作題，讓學(xué)生按要求完成，然后，教師查看完成度。

結(jié)語

筆者利用上述模型進(jìn)行了為期一年的教學(xué)實(shí)踐，實(shí)踐證明，以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的小學(xué)簡易圖形化編程工具教學(xué)模型是可行的。但是由于每個(gè)學(xué)生知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力程度不同，導(dǎo)致學(xué)生運(yùn)用簡易圖形化編程工具 來創(chuàng)作作品的實(shí)際操作情況有較大差異，課堂上要盡量照顧到他們的水平差異，有針對性地進(jìn)行分層教學(xué)。此外，筆者認(rèn)為計(jì)算思維是一個(gè)長期培養(yǎng)的過程，不是幾節(jié)課就可以形成的。計(jì)算思維更不是簡易圖形化編程工具教學(xué)模塊中特有的，它廣泛滲透于整個(gè)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中。作為一線信息技術(shù)教師，我們要致力學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，要善于發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)課程中的計(jì)算思維，設(shè)計(jì)出能培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的課堂活動。以培養(yǎng)計(jì)算思維為導(dǎo)向的信息技術(shù)教學(xué)，應(yīng)該拒絕重復(fù)記憶、機(jī)械應(yīng)用，應(yīng)該在學(xué)生掌握“雙基”的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生用信息技術(shù)學(xué)科思維去分析問題、解決問題，從而為學(xué)生在信息化社會中更好地生存、創(chuàng)新、發(fā)展護(hù)航。

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[1]WING，JEANNETTE M.Computational Thinking[J].Communications of the ACM，2006（3）.

[2]王榮良.計(jì)算思維教育實(shí)施過程中的冷思考[J].中國信息技術(shù)教育，2017（18）.

作者簡介：吉彩霞（1984— ），女，江蘇響水人，一級教師，研究方向：小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)。