面向计算思维培养的少儿编程项目学习与案例设计研究

刘伟兰

摘要：在实施教育信息化2.0的时代，小学信息技术课程内容也做了相应的更改，以适应学生核心素养培養尤其是计算思维培养的需要。《中小学信息技术课程指导纲要》指出：中小学生应了解程序设计的基本思想，有效培养逻辑思维能力。因此，推动少儿编程与计算思维培养尤为重要。基于此，本文以粤教版小学信息技术第三册上第7课《综合活动一：小火龙大冒险》为例，对面向计算思维培养的少儿编程项目学习与案例设计进行探究。

关键词：计算思维;少儿编程;项目学习

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）S2-0029-03

前言

国务院颁发的《新一代人工智能发展规划》指出，在中小学设置人工智能相关课程，推广编程教育。2020年，教育部发布《关于组织开展未来学校创新发展课题——编程课程体系与教学模式研究的通知》，通知指出，将有计划推进编程教育在基础教育领域的普及与开展，提升中小学在编程教育领域的研究与实践水平。笔者所在小学信息技术课程已开设的图形化编程有SCRATCH、源码编辑器。学生经过系统学习，能够完成制作一款简单的游戏、一幅精彩的动画、一个生动有趣的故事等。在学完编程课程后，学生的逻辑思维和小组合作意识增强，学生综合素养得到提高。

计算思维的定义及特征

1.计算思维的定义

周以真教授认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。又有学者认为计算思维是一个问题解决的过程。在小学信息技术教学中，加强对学生计算思维培养，能够激发学生的学习积极性，发挥小组团体合作的作用，有效培养学生的创新精神。

2.计算思维的特征

计算思维的主要特征有：①实现积极分析问题和解决问题;②主动抽象问题、分解问题;③使用构造解决问题的模型和算法;④善用迭代和优化;⑤最后形成高效解决同类问题的范式。

少儿编程的特点

少儿编程属于一种可视化的图形编程，它的目的是培养小学生对编程的认识，提升学生的编程能力，能够激发学生的学习兴趣。

少儿编程具有以下特点：

（1）算法简单化。让学生通过有趣的图形化编程模块学习复杂的程序语言与逻辑，让编程简单得像搭积木。学生通过拖拽、拼接指令积木块赋予角色命令，从而设计出有趣的游戏、故事、动画等作品。

（2）内涵丰富。在编程时，要考虑积木的逻辑、参数的设定等设计问题;在选角色、场景时，要考虑是否美观;在设置角色的动作时，要考虑坐标和角度等数学问题。

（3）具有可控化。学生编写的程序，大部分是自动运行的，如果适当增加控制程序的模块，可提高学生的参与感、体验感。

（4）具有开放的环境。做好的作品可以通过访问少儿编程网站上传并与他人分享，也可登录知名的儿少编程网站进行编程学习。通过开放的网络空间，培养学生自主探究的能力，加强学生的沟通和交流。

项目学习定义及特征

1.项目学习定义

项目学习强调的是以问题解决为中心、多种学习途径相整合，实现向“学习者为中心”和“能力中心型”教育的转变。在小学信息技术教材中，每节课程也是按照项目学习的教学模式来编排的，简单的来说，项目学习是以任务为主线的教学模式。

2.项目学习的主要特征

①创设现实的问题情境;②布置一定数量的学习任务;③强调学习活动中的合作;④关注多学科交叉的知识;⑤最终完成一个或多个作品;⑥课堂评价多样化。

面向计算思维培养的少儿编程项目学习与案例设计

下面笔者根据计算思维项目学习的定义及特征，以粤教版小学信息技术第三册上第7课《综合活动一：小火龙大冒险》为例，对面向计算思维培养的少儿编程项目学习与案例设计进行阐述。

1.教学目标

知识与技能目标：了解游戏设计的六个组成要素;学会使用“碰到角色”和“碰到颜色”两个积木;能够以玩家视角优化游戏程序;学会根据游戏设计六要素分析程序、编写程序。

过程与方法目标：通过欣赏“小火龙大冒险”游戏，了解游戏设计的六个要素;运用思维导图分析“小火龙大冒险”，提高逻辑思维能力;通过搭建“小火龙”脚本，学会“碰到角色”和“碰到颜色”条件的合理使用;能够优化游戏程序。

情感、态度与价值观目标：通过制作“小火龙大冒险”游戏，体会少儿编程的乐趣;引导学生正确对待网络游戏。

2.教学内容

制作一个用键盘光标键控制的“小火龙大冒险”游戏。

3.教学重难点

教学重点：了解游戏六要素，分析角色需求，理顺脚本设计思路;学会设置碰到某种情况做出相应响应。

教学难点：学会分析和编写程序，学会设置参数。

4.教学过程

（1）创设问题情境

①教师演示“小火龙大冒险”游戏，让学生思考一个完整的游戏由哪些要素构成。学生阅读书本并回答，师生总结出游戏的六要素。②师生共同分析“小火龙大冒险”游戏的六要素并通过课件展示。

（2）算法设计

根据“小火龙大冒险”的六要素，各小组进行算法设计。学生可以共同讨论和阅读书本，尝试书写脚本程序。教师课件演示已学过的积木。

（3）实践操作

①布置任务一：设置场景角色、行动。

要求：添加静态场景和动态场景，并完成动态场景的设置——让第一个螺旋电柱逆时针旋转，让第二个螺旋电柱顺时针旋转。

教师巡视并作个别辅导，记录各小组的完成情况。学生汇报演示，教师小结搭建两个螺旋电柱的技巧，强调调整合适的旋转角度。师生通过课件演示编写的脚本。教师课件演示已学过的积木。在游戏场景设置好后，能不能用键盘来控制“小火龙”移动呢？

②布置任务二：添加小火龙角色，用键盘“↑”“→”键控制小火龙向上、向右移动。

要求：从素材库添加小火龙角色，编写程序控制小火龙移动。

教师巡视并进行个别辅导，记录各小组的完成情况。学生代表演示用键盘“↑”“↓”“←”“→”键控制小火龙向上、向下、向左、向右移动。现在能用键盘控制小火龙移动了，而游戏的规则是小火龙在移动的过程中要避开电线和螺旋电柱，到达终点才能获得胜利。师生课件演示设置角色碰到某种情况作出相应响应，学习使用“碰到角色”和“碰到颜色”两个积木。

③布置任务三：添加“终点”角色，继续搭建小火龙碰到电线、螺旋电柱、终点三种情况的响应。各小组合作完成，教师巡视进行个别辅导。学生汇报演示。

④布置任务四：添加“成功”角色，把角色隐藏起来。搭建“成功”程序，实现小火龙碰到终点一瞬间胜利的音乐响起，“成功”角色出现在舞台中央。教师巡视并进行个别辅导，记录各小组的完成情况。学生汇报演示。

（4）成果交流

经过师生的共同努力，各小组完成了四个学习任务，完成了一个游戏的制作。現在请各小组长评选本组最佳作品并将作品发送到教师机。教师用网络教室向全体同学展示各小组作品，请大家投票评选六份优秀作品。在全体同学的见证下最后请学生代表汇报优秀的作品好在哪里，还有哪些需要改进的地方。师生共同评析作品，对优秀作品给予奖励，学生对照作品继续完善自己的作品，学生可以尝试修改参数，让游戏更具挑战性，实现优化程序。

（5）活动评价

通过一节课的紧张学习和探究，请每位学生根据自己的学习情况填写书本的“小盘点”，学生请一名同学给“小盘点”写上评价意见，接着让学生代表谈谈自己的收获。师生共同回顾本节学习内容，巩固一个完整的游戏包含六大要素，提醒不能沉迷网络游戏，培养学生从小树立远大的目标。

结束语

总之，在小学信息技术课堂实施项目学习有助于让更多的学生参与体验学习，学生通过创设问题情境设计学习方案，完成各个任务。学生可用小组合作等方式探究本节学习内容，能够完成一个或多个作品，在成果展示交流中学会欣赏、沟通、合作，促进全面发展。

参考文献：

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