核心素养导向下小学编程教学中计算思维能力培养的研究

核心素养导向下小学编程教学中计算思维能力培养的研究

黄艳燕 

福建省泉州市德化县第二实验小学  362500

摘要：新课标提出计算思维是信息技术学科的主要核心素养之一，编程教学是信息技术的主要组成内容之一，编程教学与计算思维有着密切的联系。其一，编程教学能够培养学生计算思维，其二，学生计算思维素养提升后能够提升自身编程学习效率。本文说明在编程教学中渗透计算思维元素时应遵循的原则，分析探讨如何基于核心素养在编程教学中培养学生计算思维素养。

关键词：核心素养；小学编程；计算思维能力；教学策略

前言：信息技术课程核心素养包括数学化学习与创新、计算思维、信息意识、信息社会责任四个组成部分，计算思维是信息技术课程核心素养中的重要组成部分，小学信息技术教师在编程教学中培养学生计算思维能力符合新课标的教学要求，且可促进学生编程学习能力的提升。教师可引导学生在编程学习过程中借助思维导图或自然语言描述算法，对既定任务进行逻辑性分解，并通过编程对算法和分析进行验证。如此，可有效促进学生计算思维能力的提升。

一、在编程教学中渗透计算思维元素时应遵循的原则

1. 学生为主原则

小学信息技术教师在编程教学中渗透计算思维元素时应当遵循学生为主原则，新课程背景下，学生是教学活动的主体，教师的职责是将学生培养成综合型、实践型社会主义接班人，因此，教师在构建编程课堂时应当充分考虑到学生的兴趣与需求，应当在课堂中为学生创设更多自主探究、自主学习的机会及空间，如此，学生才能在编程课堂学习中化被动为主动，在主动学习与探索中提升自身计算思维能力。

2. 核心素养原则

信息技术新课标要求教师在教学过程中培养学生核心素养，基于此，小学信息技术教师应当充分在教学中突出教学内容与核心素养之间的联系。编程教学是信息技术的重要组成部分，计算思维是信息技术核心素养的重要组成部分，教师在编程教学过程中渗透计算思维元素时应当谨慎遵循核心素养原则，在课堂教学中凸显出编程教学内容与计算思维核心素养之间的联系。

3. 推理与实践原则

信息技术教师在编程教学中渗透计算思维元素时应当遵循推理与实践原则，教师唯有在课堂教学中给予学生一定的推理与实践空间，才能促使学生在推理与实践过程中提升自身计算思维能力。基于此，教师在教学设计与实施过程中应对教材内容进行深刻而全面的研习，根据教材内容创设任务，引导学生以任务为导引进行推理学习与实践学习，从而达到提升学生计算思维能力的目的。

4. 团队合作原则

与学生各自独立学习相比，团队合作式学习是更加有效的学习方式。团队合作学习模式下，学生之间能够彼此相互交流观点，碰撞思维，各自发挥所长，合作完成任务，在此过程中，学生能够从组内成员身上获得新的知识与思路，从而丰富学生基础知识储备、提升学生能力技巧。小学信息技术教师在编程教学中渗透计算思维元素时应当遵循团队合作原则，带领学生在编程学习过程中彼此砥砺敦促、共同学习进步，促进全体学生计算思维能力的提升。

二、如何基于核心素养在编程教学中培养学生计算思维素养

1. 在编程教学中融入数学计算思维的训练

此前的小学编程教学模式下，大多数教师在课堂教学中占据中心地位，将教材中包含的知识与技能传授给学生，学生在编程课堂中则略显被动，过于依赖教师的讲解和教授，缺乏自主探究、自主观察和分析的意识，这不利于学生计算思维能力的成长。为了解决这一问题，教师首先要做的就是实现编程课堂的“翻转”，化以教师为中心为以学生为主体，转学生被动学习为学生主动探究，唯有实现了课堂的翻转学生才能在编程学习过程中获得更多对编程程序进行全面、深刻分析的机会，才能自行绘制出流程图，才能独立完成编程任务，在此过程中，学生真正获得了计算思维学习经历，其计算思维能力才能得到有效提升。教师可尝试将编程教学与数学教学进行巧妙融合，引导学生在跨学科课堂中进行计算思维训练，提升学生计算思维能力。

如，教师在带领学生学习“画正多边形”相关技能时可先引导学生从数学的角度出发，对生活中存在的正多边形特征及绘画方法在纸上绘画出多个正多边形，将这些正多边形组合成新的组合图形形状。之后，教师可引导学生通过计算和分析，思考如何使用自然语言对框架模式进行描述，并在计算机中画好一个基本图形，应用笔画指令进行多边形绘制。在此过程中，学生能够借助生活化元素分析框架原理，能够画笔指令实现“画正多边形”目标，此过程中他们的计算思维能力获得提升。

2. 构建任务驱动课堂，引导学生进行计算和分解

任务驱动教学法是一种“颠覆性”教学法，在小学编程教学中应用任务驱动教学法能够实现“先学后教”式学习，即教师在教学设计环节对教材内容进行全面、深刻的研究，将其中的知识或问题构建成一个完整的任务，并在课堂教学环节把这个任务抛给学生，引导学生以任务为导向，对任务条件和所求进行分析总结，引导学生在分析总结后提出自己的疑问，教师帮助学生答疑解惑，促使学生独立解决问题完成任务。学生在解决任务的过程中可将教师提出的大任务分解成数个小任务，借助思维导图和自然语言对小任务进行分析，通过脚本图逐个完成小任务，汇总小任务完成大任务，这有利于学生计算思维能力的提升。

例如，教师在教授与“接苹果”有关的程序教学时，教师可为学生布置如下任务--编写“接苹果”小游戏程序。学生接到任务之后可将大任务分解成：（1）使用自然语言描述小车和苹果的游戏过程；（2）绘制程序流程图；（3）根据流程图寻找指令积木，编写脚本，完成任务。在此过程中，学生经历了计算和思维学习过程，其计算思维可得到有效提升。

3. 促进学生间彼此交流合作，实现团体计算思维增长

团队合作学习是非常适合小学生群体的一种学习方式。其一，小学生在基础知识水平、学习能力、思维能力、实践能力等方面存在各种不足，以团队的方式开展交流合作式学习有利于学生间彼此取长补短，提升自身综合素养；其二，小学生对气氛活跃的课堂氛围更有好感，团队合作学习模式下，学生能够彼此进行自由而充分的交流与探讨，从而实现课堂中的高频互动，活跃课堂氛围，打造浓厚学风，因此，教师在编程教学中可尝试引导学生以团队合作的方式进行学习。

如，教师在带领学生学习“摇杆的应用”时，可向学生抛出如下两个问题，即读取摇杆x指令和摇杆y指令，之后，教师可引导学生以小组为单位对教材内容中包含的摇杆x指令及摇杆y指令进行一层层的逻辑分解，学生在分解过程中可彼此交流、互相探讨，这既有利于学生间形成和谐的关系，又有利于学生计算思维的提升。

4. 将学生计算思维成长纳入考核评价环节

考核评价环节是编程教学中的重要组成环节，起到以评促学、以评促教的作用，培养学生的计算思维能力是编程教学的重要目标之一，因此，教师在构建编程教学考核评价环节时，应当将学生计算思维能力成长目标纳入其中，并根据考核目标融入相关考核内容。学生需要在考核评价环节完成与计算思维素养有关的考核内容，教师需要根据学生完成考核的情况，对学生计算思维水平及进步情况进行分析，并将分析结果反馈给学生，促使学生根据反馈结果调整学习方式，这有利于实现以评促学，促进学生计算思维素养的提升。

结语：核心素养导向下，教师需要在编程教学中培养学生计算思维能力，基于此，教师可尝试在编程教学中融入数学计算思维训练、尝试构建任务式课堂、尝试构建合作式课堂、尝试在考核环节增加计算能力素养等途径来促进学生计算思维的提升。

文献参考：

[1]全耀,莫青云.Scratch融入教学对计算思维能力培养研究——以小学教学为例[J].现代信息科技, 2020, 4(7):3.DOI:CNKI:SUN:XDXK.0.2020-07-062.

[2]孙凯.小学Scratch教学中计算思维培养的实践研究[D].扬州大学[2024-05-29].

[3]冯晓霞,周方方.基于编程教学培养学生计算思维的实践研究[J].环球慈善, 2020.

本文系:2023年德化县教育信息技术研究课题《核心素养导向下小学编程教学中计算思维能力培养的研究》（立项批准号为DHJYXXJSKT2307）的研究成果。