2024年4月25日发(作者：)
新课标背景下培养学生计算思维的策略探究——以小学图形化编程教学为例
发布时间：2023-04-22T08:40:34.398Z 来源：《教学与研究》2023年1月第1期 作者： 李裕珍
[导读] 2022年版的新课标明确指出计算思维是信息科技学科中极为重要的核心素养，在小学图形化编程教学研究和应用中，教师应在重视
学生计算思维的培养，训练，评价的过程。
李裕珍
佛山市顺德区明德小学 528315
摘要：2022年版的新课标明确指出计算思维是信息科技学科中极为重要的核心素养，在小学图形化编程教学研究和应用中，教师应在
重视学生计算思维的培养，训练，评价的过程。文章基于目前小学图形化编程教学的现状，以创设情境、任务驱动、展示交流、拓展延伸
四个教学环节对应学生计算思维的感知、分解、形成、提升的培养、评价过程，从而探索出在小学图形化编程教学中培养学生计算思维的
策略。
关键字：计算思维 图形化编程 教学策略
《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》(以下简称新课标)的课程目标中的核心素养指出：“信息科技课程要培养的核心素养，主
要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。”[1]新课标下倡导在教学中要培养学生的计算思维，其中新课标对应的五
年级计算思维学段目标中提到通过实例，学生能用自然语言、思维导图等方式描述算法，对于给定的任务，能将其分解，通过编程验证该
过程。[2]然而，目前小学图形化编程教学只是单一的任务驱动教学，没有多样化的任务进行思维的训练，导致学生作品单一，不利于学生
思维进阶。因此基于小学编程教学现状，改变以往的编程教学思想，有机融合计算思维，将图形化的编程教学与抽象的计算思维能力培养
有机结合起来，采用多种教学策略对计算思维的培养和提升进行探索与实践，极大地提高了学生的计算思维能力。
一、思想上注重计算思维的培养。
计算思维是美国计算机科学家周以真教授于2006 年最先提出的，指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类的
行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。[3]在2022年版的新课标中再次明确了计算思维作为义务教育阶段信息科技学科的核
心素养的重要性。其中在新课标对应的五年级计算思维学段目标中提到通过实例，学生能用自然语言、思维导图等方式描述算法，对于给
定的任务，能将其分解，通过编程验证该过程。[2]《新课标》中已经把计算思维的培养提升到学科核心素养的高度，作为一线教师必须在
观念上重视学生计算思维，作为教育者，要先理解计算思维的概念，在思想上重视学科素养的培养，小学图形化编程教学是学生创作作品
的过程，也是学生运用电脑展现学科思想与方法的过程，是培养计算思维的有效途径，所以在小学图形化编程教学的教学观念上，要重视
学生计算思维的培养。
二、教学中融入计算思维的训练。
以往的小学图形化编程教学是“学生听,教师讲”的传统教学模式，大部分的课堂只是单一的任务驱动教学，没有多样化的任务进行思维
的训练，导致学生容易存在思维定势，出现学生作品单一的问题。因此教师在教学中要融入计算思维的训练，以创设情境、任务驱动、展
示交流、拓展延伸四个教学环节作为支架，借助思维导图、脚本图等进行计算思维的训练，可以有效提升学生的计算思维能力。
(一)创设情境，感知计算思维。
创设好的情景可以为学生提供良好的暗示或启迪，有利于锻炼学生的创造性思维，培养学生的适应能力。通过主动创设活动情境，给
广大学生构建一个真实的生活实践应用学习场景，可以很好地吸引广大学生，激发广大学生的学习活动兴趣。学生在一个日常生活的情境
下主动进行课堂学习,培养学生观察，表达计算思维的能力。
如笔者在《画正多边形》一课教学时，通过展示生活里出现的正多边形组合图形形状，唤起学生的求知欲，并让学生通过观察图形，
用自然语言“2W1H”（who?what?how）表达框架的模式说出先画一个基本图形再重复，运用画笔指令实现多边形的绘制。在开展开源硬件
学习《昼夜的更替》光线传感器一课时，课程导入时向学生展示利用光线传感器制作的感应灯，创设贴近学生生活的真实情景，通过让学
生观察、分析感应灯的原理、制作方法，让学生通过语言“2W1H”（who?what?how）表达框架（黑暗时，光线传感器检测到环境亮度不够
时，开灯，可添加光线传感器、运用光线传感器检测的数值进行实现）分析案例，让学生在情景中通过语言分析表达初步感知计算思维。
(二)任务驱动，分解计算思维。
任务驱动法是小学图形化编程教学中最常用的教学方式，在图形化编程教学中，学生通常面对的是一个综合性的游戏制作任务，需要
学生利用和整合所学的基础知识模块去探索并提出解决任务的方案，将游戏大任务分解成一个个小的任务。引导学生运用思维导图记录自
然语言分析的小任务，将感知思维进行思维导图的表达，然后找到对应的脚本图去逐步实现小任务的功能，最后完成完整的综合任务。
如在《接苹果》一课教学时，教师提问帮助学生分析接苹果游戏，引导学生用自然语言描述小车、苹果角色的游戏行为，将游戏制作
任务（大问题）分解成多个小任务（小问题），然后用思维导图记录分解的小车、苹果的任务，根据思维导图找到相应的指令积木，编写
脚本，形成脚本图，从而培养学生的分解计算思维能力，并根据思维导图和脚本图评价学生分解思维的情况。
图为学生在《接苹果》游戏项目的思维导图和部分脚本图
因此，教师借助提问帮助学生分析游戏，引导学生用自然语言描述角色的游戏行为， 将游戏制作任务分解成多个小任务，“自然语言
+思维导图、脚本图”的教学策略，不仅方便学生形象地分解大问题，逐一破解小问题，降低了学习难度，而且训练了学生的分解思维能
力，使思维过程有据可循。[3]
(三)展示交流，形成计算思维。
当学生已经初步完成任务的脚本，需要对脚本进行调试，发现程序设计中的错误脚本，并进行修正，当是一个易错的知识点，教师借
助学习单引导学生进行小组合作探究，从而辅助学生进行脚本修改，同时也培养课堂助手小老师，鼓励他们成为帮助他人或通过他人帮助
解决问题的有效载体，学生完成程序设计后，通过游戏操作展示自己的作品，并对游戏设计进行说明，包括制作过程中遇到的问题、修改
的思路、解决问题的方法等，在交流活动中，不同的思维方式，不同的问题解决办法，思维知识能力都能得到进一步的相互碰撞。展示交
流活动的过程就是知识逐步完备的过程，从而不断完善自己的知识体系，促进思维的逐步发展。在交流的过程中，通过及时的反馈、对
比，逐渐修正自己的思路，使结果愈趋完善，从而形成计算思维。
(四)拓展延伸，提升计算思维。
当学生形成了计算思维，掌握制作综合任务的方法，老师可以通过拓展卡的策略培养学生举一反三的能力，从而发散思维，从模仿教
师的作品到创造自己的作品,形成不同的思维方式，碰撞出不同的火花，提升学生的计算思维，形成感知、分解、形成、提升计算思维的过
程。
在《接苹果》一课中，教师通过拓展卡，让学生发散思维，鼓励学生创作。如制作接苹果2.0版本、接金币、接红包、大海捞鱼、躲避
飞镖等等创意作品，并对学生的拓展作品进行操作展示自己的作品，对游戏设计进行说明，包括制作过程中遇到的问题、修改的思路、解
决问题的方法等，同时也让其他同学对作品进行评价、优化，学生的计算思维得到提升的训练。
三、评价中关注计算思维的反馈。
在教学中借助自然语言表达、思维导图、脚本图、拓展卡邓测录进行计算思维的训练，同时也在教学的过程中要注重学生计算思维的
评价反馈，计算思维的评价与教学环节中计算思维训练过程的对应关系如下表所示：
小学图形化编程教学流程的设计和学生计算思维培养的过程图示
（一）课堂观察评价法。
在创设情景，感知计算思维的过程中通过让学生观察案例、分析案例的过程中鼓励学生以语言表达“2W1H”（who?what?how）的方式
分析案例,从而学生的表达过程中，评价学生的感知计算思维。
（二）思维导图+脚本图评价法。
学生经过前面用自然语言处理来描述案例、对案例进行任务分解，引导学生用思维导图将学生感知的计算思维进行记录，呈现思维分
解的过程，学生已经基本对任务分析清楚了。在形成流程的过程中，学生通过对比老师和同学的思维导图，从而找出解决问题的最优算
法。在任务分解的教学过程，根据学生的思维导图绘制情况、脚本图的完成情况评价学生的分解思维。
（三）作品评价法。
学生根据思维导图、脚本图完成作品，在展示学生作品和拓展延伸作品的时候，鼓励学生进行展示、设计思路的表达，并让班级的学
生对其作品进行评价，根据作品的完成度评价学生计算思维的形成和提升的情况，为下一步的教学调整做好计算思维评价的反馈。
四、在小学图形化编程教学中培养学生计算思维的进一步思考。
小学信息科技学科的特点决定了在教学中要发展学生的计算思维，图形化编程作为有效培养学生计算思维的方式，越来越备受关注。
基于计算思维能力培养的图形化编程需要进行系统化的转变，从教学观念、教学活动的设计、教学的评价等多个层面进行系统化的变革，
以创设情境、任务驱动、展示交流、拓展延伸四个教学环节评价学生计算思维的感知、分解、形成、提升，探索出在小学图形化编程教学
中利用自然语言表达、思维导图、脚本图等策略培养学生计算思维，让计算思维能力与编程能力协同发展。
参考文献：
[1]为未来社会培养具有数字素养与技能的人才——义务教育信息科技课程标准（2022年版）解读[J].基础教育课程,2022(10):67-73.
[2]熊璋，赵健，陆海丰，欧阳元新.义务教育阶段信息科技课程的时代性与科学性———《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》解读
[J].教师教育学报，2022（7）：63-69.
[3]陆熠 .基于计算思维的小学信息技术...“算法与程序设计”模块为例[J]. 教学月刊（小学版）综合 ,2019,(1):75-79.
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