基于图形化编程的初中生计算思维培养策略

基于图形化编程的初中生计算思维培养策略

郭华

陕西师范大学杨凌实验中学 712100

摘要：随着时代发展和新课标的修订，编程也成为了学生需要具备的一项技能，作为核心素养的计算思维在编程教学中显得格外重要。针对初中生的计算思维培养，图形化编程提供了一种较为友好和直观的学习方式。通过图形化编程，初中生可以通过拖拽组件、搭积木的形式完成程序设计，降低了编程的门槛，因此，笔者将探讨基于图形化编程的初中生计算思维培养策略[1]。

关键词：图形化编程；初中生；计算思维；培养策略

引言

在现代社会中，计算思维已经成为一项重要的能力。培养初中生的计算思维能力对于他们未来的学业和职业发展具有重要意义。然而，传统的编程教育方法往往过于抽象和复杂，难以满足初中生的学习需求。为此，基于图形化编程的教育策略应运而生。通过使用图形化编程工具，初中生可以以直观的方式学习基本的编程概念和逻辑思维，并逐步培养计算思维的能力。

一、培养计算思维能力的重要性

第一，提高问题解决能力。计算思维让学生学会将复杂问题分解为简单的步骤，并通过算法思维来解决问题。这种能力不仅在计算机科学领域有用，还可以应用到各个学科和生活中，帮助学生更好地理解和解决问题。第二，锻炼逻辑思维和推理能力。计算思维培养了学生的逻辑思维和推理能力，使得他们学会通过推导和演绎来得出结论，这对于培养学生的批判性思维和逻辑推理能力具有重要意义。第三，增强创新能力。计算思维让学生学会从不同的角度看待问题，通过建立模型、试错和改进来创造新的解决方法。这培养了学生的创新意识和创造力，激发他们在日常生活和未来职业中找到新颖的解决方案。第四，加强团队合作和沟通能力。计算思维的培养常常需要学生与他人进行合作，通过共同思考和沟通来解决问题[2]。因此，培养计算思维能力有助于学生发展团队合作和沟通技巧，提高协作能力。

二、基于图形化编程下初中生计算思维培养存在的问题

（一）过分依赖图形化界面

当学生只关注图形化界面上的可视化操作时，忽视了编程语言本身的语法和逻辑结构。这样的依赖会阻碍学生对程序内部运行机制的深入理解，限制了他们在程序设计中的创造力和灵活性。学生过度依赖特定的图形化编程工具，难以适应其他编程环境和语言。一旦离开该工具，学生会感到不知所措，无法将所学的计算思维能力转移到其他编程领域或实际场景中。

（二）缺乏深层次的理解

学生仅仅停留在图形化界面操作表面，缺乏对编程基本原理和算法的深入理解，使得他们很难在实际应用中做出具有创造性和灵活性的编程设计。过度依赖图形化编程工具使得学生无法建立起有效的逻辑思维和问题解决能力。这种情况下，学生倾向于靠记忆而非逻辑推理来完成编程任务，影响其综合分析和创新思维。

（三）缺乏挑战性和拓展性

对于有较高计算思维水平的学生来说，缺乏足够的挑战性和拓展性会导致他们失去兴趣。这使他们感到无趣、缺乏动力，限制了他们持续学习和进一步发展计算思维能力的潜力。缺乏挑战性和拓展性的图形化编程工具往往限制了学生对其他计算领域的了解与探索。学生无法接触到更广阔的计算概念和技术，错失了扩展计算思维的机会，影响其综合素养的提升[3]。

三、基于图形化编程的初中生计算思维培养策略

（一）注重理论结合实践

通过理论与实践的结合，学生可以更全面的培养计算思维，提高解决问题的能力。教师可以通过讲解课堂理论知识的方式，介绍编程的核心概念，如变量、函数、循环等。同时，可借助示例代码和图示来演示编程概念的应用。通过理论的讲解和可视化的示例，学生可以建立起对编程语言和基本原理的初步理解。通过实际案例的分析和实践，将理论知识应用到实际项目中。教师可以选择一些有趣且有挑战性的编程项目，引导学生将所学理论知识运用到实践中。在实践过程中，教师可以引导学生分析和解决问题，帮助他们理解编程语言的运行机制和相应的算法和思维模式。学生也可以通过实践中的错误和调试，加深对编程原理的理解和记忆。在实践过程中，注重学生对程序内部运行机制的探索和学习。教师可以鼓励学生通过拆解程序、修改参数和调试错误等方式，深入了解程序的功能和运行流程。这样的实践可以让学生更深入地理解编程的逻辑和思维，培养他们独立思考和解决问题的能力。

（二）设计有挑战性的项目

教师可以设计一个复杂的游戏，要求学生运用图形化编程工具进行游戏开发。任务可以包括实现游戏规则、设计关卡和角色、处理碰撞和动画效果等。通过这样的项目，学生需要充分考虑游戏的逻辑与细节，并解决相关的问题。引导学生思考和研究一些经典的算法问题，例如排序、查找或图论。学生可以探索不同的算法解决方案，学习优化技巧，并通过编程实现这些算法。这样的项目将帮助学生理解算法背后的原理，并培养他们分析和解决复杂问题的能力。鼓励学生开发新的应用程序，以满足现实生活中的需求。例如，设计一个社交媒体平台、创建智能家居控制系统，或实现一个在线订餐平台。这样的项目可以鼓励学生结合他们所学的计算思维和编程知识，提出解决方案，并将其付诸实践

[4]。

（三）引导自主学习和合作学习

在使用图形化编程工具的过程中，教师可以鼓励学生积极主动地进行自主探究和学习，培养其解决问题的能力和独立思考的能力。通过合作学习和团队项目，学生可以互相交流经验、协作解决问题，激发创新思维和团队精神。小组合作项目是一种有效的方式，可以让学生共同参与项目设计、开发和完善的过程中。在小组内部，学生可以分享不同的想法和观点，共同协作完成任务。通过这样的合作模式，学生可以相互学习，借鉴他人的优点，共同攻克难题，提高解决问题的能力和团队合作能力。组织编程比赛也是一个很好的激励机制，可以激发学生的学习兴趣和竞争意识[5]。在编程比赛中，学生会面临更多挑战和压力，需要快速解决问题并实现优化设计。通过参加编程比赛，学生可以锻炼自己的编程技能、应变能力和团队协作能力，提高计算思维水平和实际操作能力。在指导学生自主学习和合作学习时，教师扮演着重要的引导者和支持者的角色，可以给学生提供项目指导、资源支持和技术指导，帮助学生克服困难，培养计算思维，达到更高层次的学习成果。

结束语

通过引导初中生进行自主学习和合作学习，设计有挑战性的项目，注重理论结合实践，在培养计算思维方面起到关键作用。这些策略不仅帮助学生掌握编程语言和基本原理，还激发了他们的学习兴趣和动力，提高了解决问题和创造性思维的能力。通过在图形化编程工具上进行深入学习和实践，不仅可以更好地培养初中生的计算思维的核心概念，还可以锻炼解决问题的能力和团队协作能力，为未来的学习和职业发展打下坚实基础。

参考文献

[1]蓝颖莹.指向初中生计算思维培养的图形化编程教学策略研究[D].广州大学,2023.

[2]郭恒武,马宗兵,郑健.基于图形化编程的初中生计算思维培养策略[J].中国信息技术教育,2022,(11):34-35.

[3]刘楠.面向计算思维培养的初中图形化编程学习支架设计与应用[D].上海师范大学,2022.

[4]董晗晖.基于Scratch图形化编程的初中生计算思维能力培养[J].基础教育论坛,2021,(34):27-28+30.

[5]傅骞,解博超,郑娅峰.基于图形化工具的编程教学促进初中生计算思维发展的实证研究[J].电化教育研究,2019,40(04):122-128.