小学信息技术编程教学对学生思维能力发展的影响

【摘要】近几年，随着人工智能的快速发展，培养并提升学生的计算性思维能力已经成为小学阶段信息技术课程教学中的关键点。所谓计算性思维，是指运用计算机分析、解决问题的一种思维体系，直接决定了学生的计算机能力。在小学信息技术编程教学中，教师要注重对学生计算思维能力的培养与提升，为学生今后解决计算机问题、适应智能化时代的发展打下良好的基础。

【关键词】小学信息技术;编程教学;思维能力

作者简介：符晓蕾（1993—），女，江苏省南通市南通高新区小學。

在小学阶段，教师越来越重视核心素养对于教学效果的影响。就小学信息技术而言，计算性思维能力是核心素养的关键构成，这就需要小学信息技术教师把培养并增强学生的计算性思维能力当作最为关键的教学任务与目标，并将其全方位地贯彻落实到具体的信息技术教学中。而编程教学是小学信息技术中不可或缺的内容，在核心素养的指导下，教师可以把编程教学作为渠道，进行更为高效、科学的信息技术教学，让小学学生的计算性思维能力得到最大程度的发展。

一、编程教学在小学信息技术教学中的应用优势

（一）促进学生的智力发展，培养学生抽象思维

在小学信息技术的课程教学内容中，纳入编程教学，能够促进学生的心智发展，培养学生的抽象思维能力。小学阶段的学生，由于其年龄特征，一般都精力充沛，求知欲旺盛，对于未知的事物都抱着强烈的好奇心。同时，这个阶段的学生思维都较活跃，学习知识的速度非常快。学生在学习小学信息技术时，对编程教学常常具有很浓厚的兴趣，在其创编的过程中也总是乐此不疲。将编程应用进信息技术教学，能够让学生通过编程活动的任务规划、测试程序搭建等，促进学生的思维从具象逐步过渡到抽象，让小学生的心智得以健康发展。

（二）通过编程实践，提高学生解决问题的能力

小学生在编程学习的过程中，会进行项目创建，而在项目创建的过程中，会学到实施方案、角色分析、项目规划、解决方案、程序搭建调试等知识。而通过这些相关的项目创建知识，可以促进学生对编程知识的进一步理解，让学生能够更为灵活地运用文本、图片、音频以及动画管理等不同的素材格式，同时还能让学生掌握各种素材的搭配。此外，在编程的教学课堂上，学生还可以学习到代码的运用和调试，在运用各种指令对其实施修改的期间，学生会不断地发现问题，然后再去分析、解决问题，此过程有效提高了学生解决问题的能力。

（三）培养学生的创新性能力，增强其逻辑性思维

在小学阶段的信息技术课程中融入编程教学，可以让学生学会思考、设计，然后创造出具有个人特色的作品，从而促进学生形成创造性思维。编程教学并非想要把学生培养成一个程序员，其更多的是在培养学生的思维能力。通过趣味性的编程教学，能够让学生脱离于传统的教学方式，远离枯燥乏味的课堂学习。学生在编程的设计课程中，可以感受到其生动的界面和可视化环境，从而提高学习兴趣。同时，编程教学还可以锻炼学生的逻辑性思维能力，让学生处理问题时做到条理清晰。

二、编程教学在小学信息技术教学中的应用策略

（一）设计趣味性游戏，增强逻辑性思维能力

逻辑思维是计算思维的重要前提，只有当学生拥有良好的逻辑性思维，才能更好地解决遇到的计算机问题。在小学信息技术的教学中，教师要将培养学生的逻辑性思维作为前提展开教学，充分利用小学生喜爱游戏的心理，借助玩游戏寓教于乐，更好地培养学生的逻辑思维能力。

在讲解编程案例时，教师需要紧抓编程教学有关的规律进行教学，借助体验式游戏、编写式游戏、展示式游戏、拓展式游戏等，使得学生能够于玩中学、于做中练，在玩游戏的过程中找出并处理各类问题，夯实相应的编程基础，开拓逻辑性思维。以编程案例“小猫出题”为例，教师可以设定“小猫抢红包”这一主题，为了能够吸引到更多学生的注意力，激发他们对于编程学习的欲望，可以让学生先上手试玩并进行比拼。接着再引导学生分成小组进行分析、讨论和研究，围绕“在小猫触碰到了红包后，红包需要消失”“小猫要有钱包才能装好抢到的钱”“红包不可以太快地出现下落，否则小猫会无法触碰到红包”等问题展开探讨[1]。学生们踊跃地表达自己的观点与看法，并借助程序设计、流程图整理以展现小组的思路，为之后的游戏编程做好铺垫。

接着，教师需要引导学生确定游戏编写的各项任务。对于条件分支判断而言，教师可以先辅助学生看一看各类流程图，并告诉学生在游戏处于判断的情况下，参照判断所获得的结果，程序会出现不同的走向;再告诉学生判断的有关条件和程序设计语言中的各类表达模式，学生在掌握了条件分支结构有关的方式后，写程序就更为容易。最后，教师可以提出问题：“大家认为游戏还有那些需要改进的地方呢？”激励学生说出自己认为的改进方式。有的学生说：“可以增多各类面值的红包”，还有的学生说：“可以在红包中增加炸弹，如果小猫不小心触碰到了炸弹，就会失去一部分的钱”。教师把编程思想融入游戏玩乐，使得学生按照教师的引导进行编程的思考与修改，感受到各式各样的编程思想，体验不同的编程方法，不仅可以帮助学生处理更多遇到的问题，还能增强学生的逻辑性思维能力，为计算思维能力的培养打下坚实基础。

（二）构建小组合作学习，增强计算性思维能力

小组合作学习的目的是让学生在小组中全方位地发挥出协作与配合精神，与其他小组成员一同完成各项学习目标。在小学信息技术编程教学中，教师可以激励学生在独立思考的前提下，与组员一同进行协作、配合，养成更为良好的编程习惯，提升自己在计算、推理等方面的能力。

例如，在教学编程案例“神奇的小海龟”时，教师可以让学生按照兴趣分成小组，之后再引导学生：“大家觉得小海龟可以画出哪些图形呢？”部分学生回答：“正方形、椭圆形。”还有些学生会答：“长方形、平行四边形。”接着，教师需要告诉学生怎样分析并研究各类图形，还需要指导学生掌握“右转”“前进”“左转”“后退”等有关命令操作。各个小组在学习期间，可以一同为图形中的四个顶点命名以进行区分，并找出小海龟总体的前进路线，思考需要由哪一顶点进行起笔，并按怎样的顺序通过其他的顶点，再将每一条线的操作指令标在边上，以便更好地熟悉路线。基于此，教师再让学生帮助小海龟在每个顶点画出旗帜。此时，又出现了“让小海龟画出旗杆需要应用哪类操作”“哪类命令能够简化各项操作，提升小海龟画出旗帜的速度”等问题。在学生分析、处理完这些问题后，教师还可以引导学生找出更多有关的问题，以此循序渐进，全方位地发挥出小组所具有的各项优势，分析处理更多的问题，增强学生的计算性思维能力。

（三）绘制编程流程图，梳理跳转与执行顺序

流程图的绘制是为了辅助学生掌握更多的程序，并对各类编程思路进行梳理。为此，教师可以帮助学生先对流程图进行理解，特别是梳理程序中出现的各项执行与跳转顺序。对小学阶段的学生而言，在程序多次出现重复、迭代或条件判断后，许多学生的思路很容易会被打乱。对此，教师需要更为关注流程图绘制的规范化，在各类流程图中，箭头指代执行总体的顺序、方向，菱形代表各类条件判断，矩形代表需要执行的各项指令，而圆角矩形代表开始或结束，等等。教师要把这类流程图中所有的跳转指令构建至Scratch，帮助学生理清编程思路。

例如，“穿越迷宫”这一编程案例具有许多子需求，像是“假如小猫触碰到鼠标就会伴随鼠标进行移动”“假如小猫触碰到黑线就会返回至起点”等。在进行学习的时候，学生可以借助Scratch更为顺利地构建各类条件判断语句，但是，若学生不小心把“如果”语句拼至绿旗启动的下方，此时各项程序的功能就无法得到执行。出现这类问题的原因是学生对程序执行的有关顺序没有完全掌握，因而教师要借助流程图辅助学生检测各项程序执行的顺序是否正确有效，以此帮助学生回归到正确的执行顺序上，顺利完成编程任务。在各类流程图中，重复执行中的回指箭头可以辅助学生的认知，因此，在编写编程脚本时，若把语句放到重复执行中，流程图就能够全方位地发挥出“一图胜千言”的作用。

（四）基于现有编程基础，提升计算性思维能力

需求分析能够引导学生对各类问题进行研究、分析，在小学信息技术的编程教学中，就需要教师做到对学生现有的各项编程基础知识进行提问，并在程序功能的分析、研究和表达上进行引导，使学生能够应用特定的句式进行功能表述，尽量简化各项语言表

述[2]。比如，在教学“绘制角色”这一编程案例时，为了辅助学生表述出各项设置需要实现的目的，教师可以说：“某一角色在舞台中持续性地进行移动”，并借助“哪一角色在干什么”这一句式辅助学生进行研究，学生大多都会答道：“蝴蝶在飛舞。”为了凸显出重复执行，教师需要再一次对学生进行引导，让学生重复说出“飞舞”，再进行自主归纳。教师需要依据学生现有的各项能力，引导学生试着对绿旗进行点击，并不断重复点击的动作，指出其中复制的原理。如此，学生就更容易理解到重复执行的有关原理，掌握到有限、永久方面的重复执行，同时也增强了学生的计算性思维能力。

（五）促进多个学科融合，开拓计算性思维知识

由于每个小学生的生活环境及家庭教育间存在着较大的差异，所以其积累的生活经验也大不相同。若单纯地对所有的学生开展编程语言教学，恐怕难以让学生了解到更多的知识，因此，教师需要设计出多个互动环节，开展学科融合，让学生能够在自主学习或合作探究中，了解到更多学科的知识，开拓学生的知识面从而锻炼学生的计算性思维能力。

例如，教师可以将编程语言教学与艺术创作进行结合，先引导学生观察艺术作品的绘制过程，在学生熟悉了绘制方法和技巧的基础上，让学生通过编写程序，绘制出自己独具创意的艺术作品。如此，学生会意识到编程语言不只是抽象的模型，还能够通过逻辑控制，展现出无穷的创造力;再如，教师可以把编程语言教学与语文学科进行结合，通过编写程序，实现对文本的快速分析与研究，以便学生从文本中获取到更多的知识;将编程语言教学与数学学科进行融合，学生能够通过编写程序解决、验证更多的数学问题，在概率及统计模型等典型数学问题中，应用编程语言，快速地获取解答方式，从而理解较为深奥、难懂的数学概念，更好地学习数学;把编程语言教学与科学学科进行融合，通过编写程序，学生可以模拟出自由落体等一系列十分有趣的科学实验，学习到更多的科学知识，不断拓宽知识面，收获更为理想的学习质量与效果。

综上所述，小学学生计算性思维能力的培养与增强需要较长的时间，这就需要教师在进行编程教学时对此更为重视，为学生构建真实、趣味和有意义的情境，让学生能够在各类活动的开展中对编程形成更多的认知，逐步学会应用计算机语言进行表达，并应用编程方式与思想处理各个学科中遇到的问题，最终提升学生的计算性思维能力，为学生综合素质的培养奠定基础。

【参考文献】

[1]唐涛，桂秋艳.跳出编程说计算，习得技能育思维：例谈小学信息技术非编程课中渗透计算思维策略[J].中国信息技术教育，2020（21）：46-48.

[2]刘丽娟.项目式学习在小学信息技术教学中的应用：以Scraino“一起去寻宝”一课为例[J].中小学信息技术教育，2021（1）：59-61.