計算思維指個體運用計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計等思維活動^[1]?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“課標(biāo)”）要求學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)，初步具備解決問題的能力，提升計算思維能力。但在當(dāng)前的小學(xué)程序設(shè)計教學(xué)中，很多教師仍先以實例模擬為主，再讓學(xué)生運用所學(xué)技術(shù)解決問題，以“說—教—練”方法教學(xué)，將注意力集中在程序語法的編寫與修改上，忽略了對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。

培養(yǎng)計算思維能力是編程教學(xué)的核心目標(biāo)之一，而積木式編程就是一種直觀、科學(xué)、系統(tǒng)、高效的教學(xué)載體^[2]。筆者以國產(chǎn)青少年編程軟件Mind+為積木編程教學(xué)平臺，基于“熊貓樂樂漫游記”編程項目課程，優(yōu)化編程教學(xué)流程，搭建“三棱”情境框架，填充“三維”學(xué)習(xí)內(nèi)容，豐潤“三階”改進(jìn)方案，升華“三群”評價維度，深入研究“四三式”積木編程教學(xué)法，提升學(xué)生計算思維能力和程序設(shè)計能力，全面促進(jìn)學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、積木式編程教學(xué)慣性與隱憂

積木式編程以其“零基礎(chǔ)入門”“界面童趣友好”“跨平臺學(xué)習(xí)”等優(yōu)勢，深受青少年喜愛。但不少信息科技教師囿于“字符編程”的教育背景，簡單粗暴地將“字符編程”的教學(xué)模式照搬到積木編程中來，影響積木編程教學(xué)效果，導(dǎo)致學(xué)生計算思維能力得不到充分發(fā)展。一些教師仍然保持一些對教學(xué)不太有利的慣性，在提升學(xué)生素養(yǎng)方面存在隱憂。

（一）以“出示目標(biāo)”代替“課堂導(dǎo)入”

為了讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)，很多信息科技教師會一開始就直接出示完整作品。這樣導(dǎo)入看似直接有效，但學(xué)生思考缺位，作品千篇一律，遑論學(xué)生的計算思維能力培養(yǎng)。究其原因，在于觀念陳舊——將信息科技課完全視同計算機(jī)作品（實踐）課程。

（二）以“一種方式”解答“所有問題”

學(xué)生在編程過程中會遇到多種問題，當(dāng)教師發(fā)現(xiàn)后，一般采用廣播、提問、演示等方式分解難點。這樣教學(xué)缺少對目標(biāo)問題的分析、分層、分類，針對性不夠強(qiáng)，造成部分學(xué)生只關(guān)注當(dāng)下，機(jī)械地按照教師介紹的方法應(yīng)對問題，而缺乏對問題本源地追溯和對同一類型作品的類比研究，造成學(xué)生不知其所以然。

（三）以“作品呈現(xiàn)”取代“思維過程”

信息科技課堂上學(xué)生完成作品的好壞，直接反映他們的學(xué)習(xí)效果。但是教師往往對于學(xué)生在創(chuàng)作中的思維訓(xùn)練、語言表達(dá)等關(guān)注甚少。教師對學(xué)生作品主觀評判往往會讓學(xué)生形成思維定式，壓抑學(xué)生的表達(dá)欲望，使其落入“唯教師論”的思維陷阱。這樣單向評價作品價值，勢必讓學(xué)生只注重作品的達(dá)成度，而忽略作品的思想創(chuàng)意和精神價值，造成計算思維無法得到有效培養(yǎng)。

（四）以“教師評價”主導(dǎo)“作品評價”

以Mind+為代表的積木式編程倡導(dǎo)“共享”精神，但很多教師在評價學(xué)生作品時還是以傳統(tǒng)“終結(jié)性評價+教師評價”的方式進(jìn)行評價。這樣的做法顯然違背了課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的多元評價理念，沒有實現(xiàn)“提升學(xué)生對自我的認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，改進(jìn)教師教學(xué)和優(yōu)化教學(xué)環(huán)境”，也背離了積木式教學(xué)的開源精神，不利于從其他優(yōu)秀作品中汲取養(yǎng)分，造成學(xué)生思維能力發(fā)展受限。

二、積木編程教學(xué)評優(yōu)勢明顯利于培養(yǎng)計算思維能力

因程序設(shè)計本身對算法屬性、抽象屬性、自動化屬性要求較高，對學(xué)生的邏輯和推理能力要求較高。積木式編程具備易入門、易掌握的先天優(yōu)勢，在降低編程門檻的同時，為學(xué)生的自主探索、創(chuàng)意表達(dá)提供了資源與空間支持。

（一）學(xué)習(xí)興趣更濃烈

數(shù)字時代，學(xué)齡前兒童一般接觸過智能手機(jī)和平板電腦，有一定的數(shù)字化操作經(jīng)驗。積木編程可以在平板電腦、智能手機(jī)上運行程序，無需鼠標(biāo)和鍵盤，支持學(xué)生以拖曳、拼搭指令積木的方式完成腳本創(chuàng)作，實現(xiàn)程序效果。不需要拼寫復(fù)雜的命令和字符腳本，學(xué)生可以零基礎(chǔ)入門編程，學(xué)起來興趣濃、信心足。

（二）主動探究更方便

有別于字符式編程，積木編程系統(tǒng)為了更貼合青少年習(xí)慣，充分利用顏色和形狀幫助學(xué)生記憶積木塊功能。例如，Mind+編程軟件將各個積木塊按照不同的顏色進(jìn)行區(qū)分，同時設(shè)置了彩色標(biāo)簽，包括“運動”“外觀”“聲音”“事件”“控制”“偵測”“運算符”“變量”“函數(shù)”“擴(kuò)展”等十余個類別，降低了學(xué)生的探究難度。

（三）調(diào)試程序更高效

學(xué)生在傳統(tǒng)環(huán)境下編程，一般要經(jīng)歷“編碼”“翻譯”“解釋”“運行”四步，才能看到最終效果。積木式編程則是所見即所得，操作者單擊“綠旗”就能直接查看效果，形式更加集成，效果更加直觀，甚至在搭建前能夠以單擊積木塊的方式預(yù)判指令效果，使得后期程序調(diào)試更便捷。

（四）評價作品更多元

積木式編程已從單機(jī)時代逐步過渡到HTML5時代。當(dāng)前的積木編程可以無縫對接，支持操作者登錄賬號在任意一處上網(wǎng)終端續(xù)寫程序、調(diào)試運行，突破了傳統(tǒng)編程必須用計算機(jī)才能操作的束縛，程序編寫和評價都能靈活操作。

三、“四三式”編程教學(xué)策略例解

如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和思維力？針對目前信息科技教學(xué)難點，筆者發(fā)揮積木編程優(yōu)勢，以“熊貓樂樂漫游記”為故事背景，探討基于Mind+編程軟件在數(shù)碼交互式創(chuàng)作過程中培養(yǎng)學(xué)生計算思維的策略和方法。筆者撰寫了“熊貓樂樂漫游記”故事腳本，以此作為情境引導(dǎo)學(xué)生運用Mind+平臺，在數(shù)碼交互式創(chuàng)作的過程中，提升計算思維能力。這一過程不僅涉及對Mind+平臺的應(yīng)用，而且涵蓋對計算思維能力培養(yǎng)策略和方法的探討。筆者基于故事情境設(shè)計編程活動，旨在揭示數(shù)碼交互式創(chuàng)作在教育教學(xué)中的重要性，并且基于實踐總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗與策略，使學(xué)生在享受故事樂趣的同時，提升邏輯思維、解決問題和創(chuàng)新設(shè)計能力。

（一）搭建——情境導(dǎo)入，明晰問題

設(shè)計情境引出話題是一種有效的課堂導(dǎo)入方法，它可以激發(fā)學(xué)生對程序設(shè)計的興趣，使學(xué)生快速切換學(xué)習(xí)模式，從“問題”向“目標(biāo)”無縫切換。

【教學(xué)片段】

師：同學(xué)們，熊貓“樂樂”在鄉(xiāng)間小路上漫無目的地行走。

生：想象走路的形態(tài)、動作……

師：路邊的奇異果引起了它的注意，這些奇異果形態(tài)各異、顏色鮮艷。

生：想象奇異果的顏色、形狀……

師：饑腸轆轆的“樂樂”也顧不得多想，采下一顆就往嘴里送。

生：想象動作……

師：這時，奇怪的事情發(fā)生了，時空開始變幻?！皹窐贰狈路痖_啟了一扇大門，置身另一個多彩的世界。

生：想象場景變幻……

1.生：從抽象到形象

為幫助學(xué)生將所學(xué)知識與程序設(shè)計有機(jī)融合，自主創(chuàng)建解決問題的環(huán)境。筆者通過語言描述完成了從“無”到“有”的概念構(gòu)建過程，將故事背景生成于每個學(xué)生的腦海。筆者以“熊貓樂樂漫游記”為例，運用“我說你做”的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生想象情境：“樂樂”在小徑上漫步，偶然間發(fā)現(xiàn)并品嘗了一枚奇異果，最終飛往一個童話王國。

2.化：從形象到具體

從抽象到具象的轉(zhuǎn)變是構(gòu)建思維的第二階段。筆者以物理模擬的方式，向?qū)W生提供了一些清晰的概念，例如“舞臺背景”“人物角色”“左右移動”“跳躍”，讓他們利用這些概念將大腦中想象的元素具體化為“模塊”“角色”“功能”等明確的元素。筆者以此引出本節(jié)課要討論的問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵所在，搭建作品框架，尋找解決問題的辦法。

3.發(fā)：從具體到優(yōu)化

充分利用積木編程特有的單擊查看效果功能，快速篩選符合要求的積木，這樣可以大幅節(jié)約程序編寫成本。筆者讓學(xué)生在不斷測試積木中了解功能、熟悉環(huán)境、優(yōu)化作品，掌握積木編程技巧。

此外，教師開展小學(xué)Mind+編程活動，應(yīng)確保教學(xué)緊密貼合課程內(nèi)容，圍繞核心問題構(gòu)建教學(xué)框架，并精心設(shè)計問題情境激發(fā)學(xué)生探索欲，進(jìn)而達(dá)成目標(biāo)。值得注意的是，學(xué)生的提問與解答未必盡善盡美，但提問即思考，引導(dǎo)學(xué)生思考是課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)教學(xué)的最終目的。在課堂上，教師也要適時地指導(dǎo)學(xué)生提出問題。

（二）填充——任務(wù)驅(qū)動，分析問題

從本質(zhì)上講，學(xué)生獲取知識是自主探索與構(gòu)建知識體系的歷程。為培養(yǎng)學(xué)生獨立解決現(xiàn)實問題的能力，筆者采用任務(wù)驅(qū)動的方式教學(xué)，精心設(shè)計多層次的任務(wù)，以充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。同時，筆者適時引導(dǎo)學(xué)生，觀看微課，上網(wǎng)尋找學(xué)習(xí)，閱讀專業(yè)書籍，自主解決學(xué)習(xí)過程中遇到的難題。

【教學(xué)片段】

師：為了更形象地展示熊貓“樂樂”在行進(jìn)過程中的活潑好動，用空格來控制跳躍是一個不錯的選擇。

生：用其他按鍵控制可以嗎？

師：當(dāng)然可以。如何展示“進(jìn)入了另一個世界”“位置和動作變化”？此時此刻，它會想些什么，做些什么呢？

生：思考……

1.點：單項目標(biāo)，突破難點

對于“熊貓角色導(dǎo)入”“舞臺場景切換”“按鍵控制跳躍”等目的性明確的任務(wù)，筆者給予學(xué)生充分的探究、試錯、互助支持，讓他們分析可行性，比較類似積木塊，部分實現(xiàn)功能，循序漸進(jìn)地解決問題。教師一次小點撥，同伴一個小提醒，可能使創(chuàng)建者茅塞頓開。

2.線：問題列表，串聯(lián)要點

為了確保學(xué)生精準(zhǔn)把握核心內(nèi)容，并有效應(yīng)對學(xué)習(xí)過程中遇到的挑戰(zhàn)，筆者采用提問、分組討論等策略教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入探究。同時，筆者鼓勵學(xué)生用問題列表的方式，如列出“能否將舞臺背景更換為其他色彩或圖像”“如何操控熊貓的行走方向”“為何單次空格鍵操作會導(dǎo)致熊貓飛起”等問題，將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)逐步拆解為多個易于理解和解決的子問題。

3.面：思維導(dǎo)圖，夯實節(jié)點

筆者組織召開作品“一期分析會”，要求學(xué)生依據(jù)現(xiàn)有成果，繪制一張解析式的思維導(dǎo)圖，將熊貓“樂樂”的游歷記錄從抽象的思維路徑變成形象的思維導(dǎo)圖。重新梳理作品，建構(gòu)知識體系，既是階段性復(fù)盤，又是對目標(biāo)問題的再聚焦。這樣，容易發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整，也便于小組之間、學(xué)員之間頭腦風(fēng)暴，迸發(fā)新的創(chuàng)作靈感。

在教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，教師應(yīng)盡可能利用教學(xué)錄像這一有效媒介，激發(fā)學(xué)生參與活動的熱情，增進(jìn)互動。對于具備一定知識基礎(chǔ)的學(xué)生，教師應(yīng)鼓勵他們深入研讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，以培養(yǎng)其獨立學(xué)習(xí)能力。如果學(xué)生在解答過程中遇到困難，教師應(yīng)迅速給予恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，深入剖析問題本質(zhì)，并針對性地提出解決方案，以確保學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程順暢無阻。

（三）豐潤——實踐操作，改進(jìn)方案

計算思維培養(yǎng)不會一路順風(fēng)。教師應(yīng)充分發(fā)揮“腳手架”的效能，在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)，采用引導(dǎo)的方式，使學(xué)生明確思考方向，并理解為何會產(chǎn)生特定的結(jié)果。

【教學(xué)片段】

師：實現(xiàn)熊貓“樂樂”的移動，大家用的方法各不相同，有“修改坐標(biāo)值”，有“移動*步”，還有“滑行到”……為什么選擇這樣的解決方案？

生：討論，表達(dá)……

師：讓鄉(xiāng)間小路開滿鮮花，需要使用“克隆”積木?？寺◇w的應(yīng)用是Mind+編程難點之一，大家不妨研究以下這個“飛機(jī)”范例，或許能從中獲得靈感。

生：參考，研究……

1.求同存異，保護(hù)思維之源

筆者在指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)編“熊貓樂樂漫游記”小程序的過程中發(fā)現(xiàn)，對于相同的問題（任務(wù)），每個學(xué)生都有自己的解答方法（方案）。例如，在“調(diào)整角色大小”環(huán)節(jié)，部分學(xué)生傾向于用調(diào)整屬性的方式實現(xiàn)，而另一部分學(xué)生則偏好使用積木塊指令進(jìn)行設(shè)置，這充分體現(xiàn)了學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中的個性與差異。針對同一目標(biāo)，學(xué)生創(chuàng)造出多樣化的腳本來達(dá)成，“一題多解”也就變得順理成章。在此情境下，筆者特意營造了一種和諧包容的氛圍，鼓勵學(xué)生表達(dá)見解，運用獨特的方法探索答案，最大限度地拓寬知識視野，促進(jìn)思維多維度發(fā)展。

2.類比引導(dǎo)，鞏固思維之泉

克隆體的使用是積木編程的難點，很多學(xué)生嘗試無果會放棄。這樣不僅會消減學(xué)生編程學(xué)習(xí)的熱情，而且對意志品質(zhì)的養(yǎng)成也有負(fù)面影響。對于學(xué)生因為任務(wù)難度高而無法完成的情況，教師不可批評了事，也不建議直接給出標(biāo)準(zhǔn)答案。筆者采用分發(fā)同類題型的辦法，既給一些解題思路和線索，又能讓學(xué)生自主逾越編程路上的險阻，筑牢根基使思維之泉源遠(yuǎn)流長。

3.打開視野，開拓思維之眼

程序設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，個人思維能力是有限制的，多參考一些網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀作品，對于自身進(jìn)行程序創(chuàng)編大有裨益。在教學(xué)過程中，筆者整合了教科書、微課程及網(wǎng)絡(luò)資源等教學(xué)材料，細(xì)致地呈現(xiàn)了思維導(dǎo)圖上的角色說明，幫助學(xué)生深入理解“坐標(biāo)”“序列”“循環(huán)”“并行”“事件”“條件”等概念。同時，筆者結(jié)合具體實例，如演示熊貓“行走”“跳躍”等動作，并在適宜的時刻開展功能性實驗，確保學(xué)生全面而準(zhǔn)確地把握主題、體驗情境。

在開展這一系列的實踐探索活動過程中，筆者充分利用“腳手架”，逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題，構(gòu)建解決問題的模型，并完善設(shè)計方案，最終解決問題。此舉是為了給學(xué)生創(chuàng)造和諧溫馨的學(xué)習(xí)氛圍，讓他們在探索和學(xué)習(xí)的過程中得到有效指導(dǎo)和幫助，從而更好地掌握知識和技能^[3]。

（四）升華——評價總結(jié)，遷移應(yīng)用

筆者在課堂上，始終緊密圍繞“熊貓樂樂漫游記”這一主題，持續(xù)且細(xì)致地關(guān)注學(xué)生在創(chuàng)作交互式數(shù)碼產(chǎn)品過程中展現(xiàn)出的各個細(xì)節(jié)，并深入剖析這些細(xì)節(jié)蘊(yùn)含的計算思維與理念。為了鞏固知識，學(xué)生掌握Mind+程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識后，可嘗試完成教師布置的拓展性任務(wù)。筆者設(shè)計這些任務(wù)旨在鼓勵學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上與教師及同學(xué)分享其作品的設(shè)計思路及創(chuàng)作過程。此舉將有效幫助學(xué)生完善知識體系，梳理與開拓思路，實現(xiàn)知識的深化與拓展。

【教學(xué)片段】

師：一部優(yōu)秀的動畫作品離不開環(huán)境的烘托，如何讓畫面充滿童趣和動感是作品改進(jìn)的方向。請開動腦筋想想：哪些背景元素可以再優(yōu)化？

生：飄動的云朵、草叢里活潑的小兔子、太陽公公笑了……

師：請找到上節(jié)課的成果，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)作。

生：動手實踐。

1.開展成長性評價，堅持高位領(lǐng)航

教師要持續(xù)關(guān)注學(xué)生作品的優(yōu)化狀況，并提出改進(jìn)要求，讓學(xué)生在改進(jìn)作品的過程中提升素養(yǎng)，鍛煉計算思維能力^[4]。對于相同的目標(biāo)，在不同課時安排下，要求也不一樣。例如：第一課時，創(chuàng)作路邊的花草，只需要繪制即可。第二課時，深度創(chuàng)作花草時，制作角色來擺放更靈活，還節(jié)省時間。第三階段，利用“克隆”自動生成花草。最高階段，隨機(jī)生成動態(tài)花草。作品的精進(jìn)程度就是學(xué)生能力的外在反映。

2.開展同理性評價，促進(jìn)互助協(xié)作

課標(biāo)明確指出，要把握數(shù)字化學(xué)習(xí)的特點，合理利用數(shù)字化平臺、工具和資源，運用線上實驗、模擬、仿真等方式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。教師要擺正角色定位，做學(xué)生學(xué)習(xí)路上的引路人。同伴是一起攜手并進(jìn)的“親密戰(zhàn)友”。同伴的評價更接近“最近發(fā)展區(qū)”，因為大家的水平都差不多。很多教師層面無法涉及的問題，在伙伴的提示下會輕松解決。同樣，學(xué)生評價同伴也是自身計算理念內(nèi)化和表達(dá)的過程，能促進(jìn)自己反思，進(jìn)而產(chǎn)生新的想法、新的觀點。

3.開展數(shù)據(jù)性評價，利用數(shù)智賦能

大數(shù)據(jù)時代，網(wǎng)絡(luò)評價是一個繞不開的話題。在網(wǎng)絡(luò)上，有著海量志同道合的程序創(chuàng)作者。他們有著不同的成長經(jīng)歷、教育程度、認(rèn)知水平。理性看待并接納網(wǎng)友的意見也是提升作品、培養(yǎng)能力的有益途徑。筆者要求學(xué)生將自己的作品放在在線編程網(wǎng)站上，增強(qiáng)其不斷優(yōu)化程序、保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的意識。

計算思維能力并非直觀可察。為促進(jìn)學(xué)生思維的拓展與知識的有效遷移，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生利用課余時間持續(xù)創(chuàng)作，加深對計算思維的理解，提高計算思維能力。

四、以點帶面推進(jìn)指向計算思維培養(yǎng)的編程教學(xué)

筆者采用“四三式”教學(xué)策略開展積木編程活動，激發(fā)了學(xué)生的編程興趣，增強(qiáng)了學(xué)生主動探究意識，培養(yǎng)了互助學(xué)習(xí)的精神，養(yǎng)成了文明評價的習(xí)慣，使學(xué)生的計算思維能力得到提升。

教師需深入思考如何加深學(xué)生對知識的理解，如何高效利用情境教學(xué)法，科學(xué)設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生主動探究。同時，需要構(gòu)建一個全面而多元的評價體系，以精準(zhǔn)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。在此基礎(chǔ)上，不斷推動知識的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，確保學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識靈活運用于解決現(xiàn)實情境問題。此外，教師應(yīng)持續(xù)審視和改進(jìn)對學(xué)生的培養(yǎng)模式，以確保其成效和適應(yīng)性，為學(xué)生的全面成長提供堅實的支持。相信在同仁的共同努力下，編程教學(xué)會越來越科學(xué)，幫助學(xué)生高效設(shè)計系統(tǒng)與解決問題，提升計算思維能力。

參考文獻(xiàn)

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（作者系浙江省杭州市安吉路教育集團(tuán)新天地實驗學(xué)校信息科技教師，杭州市教壇新秀）

責(zé)任編輯：祝元志