基于“Mind+”的小学编程教育教学研究

王贵

（淄博市张店区莲池学校，山东 淄博 255000）

国家的教育水平也是国家综合实力的重要表现形式之一。改革开放以后，我国整体经济水平不断攀升，国家育人环境更加成熟和完善。信息技术教育课程虽然起步较晚，但通过众多教育工作者的不断努力，已经取得较为突出的进步和发展。加强对这一技术在教育行业中的应用研究，对国家教育事业的健康发展具有重要意义。

一、小学编程教育概述

在信息技术重要性不断凸显的社会背景环境下，国内各教育机构都不约而同地加大对信息技术教育的重视程度，该门课程在教育理念、教育方法、教学内容和教学形式等方面的更新换代速度不断提升，学生的信息技术水平也较以往有了质的飞跃。但国内教育行业在发展中经历了较为特殊的历程，在新中国成立伊始，国民文化素养缺失非常严重，在缺少完善教育机制的情况下引入了苏联教育家提出的“填鸭式”教育理论，这一教育理论至今仍对国民具有较为强烈的影响，即不关注学生对知识的理解程度，以升学考试为核心教育目标，为学生进行单向知识灌输。在升学压力和“填鸭式”教育理论的双重影响下，仍有很多教师和家长在展开教育活动时，忽略实践教育能对学生起到的积极促进作用，未能真正发挥相关知识的真正价值。当前国内基础教育中虽开设了信息教育课程，但其并非主考学科，直接影响了教师和家长对信息技术教学的重视程度，进而影响该门课程的实践操作水平。

人类社会始终保持着动态发展的趋势，在信息技术的影响下，全球经济一体化趋势增强。为确保国家能从容应对来自国内外社会形势中产生的多种挑战，我国自改革开放以来一直在实行动态化的教育改革政策，为国家发展储备更多人力资源力量。现代社会中，信息技术对国家、社会和行业发展的重要性不断凸显。为全面促进信息技术教育的发展，全面调动学生的自主研究和创造性思维，教育部在2018年《教育信息化2.0 行动计划》中明确要求各级各类学校推动信息技术课程的落实，并在2020年《关于政协十三届全国委员会第三次会议第3172 号（教育类297 号）提案答复的函》中表明，教育部已经制定专门文件推动和规范编程教育的发展，正在培养和培训能够实施编程教育的师资力量，并将包括编程教育在内的信息技术课程纳入中小学教育体系中。全面提高中小学生的信息技术基础知识与技能水平，增强学生信息意识、发展学生信息思维、提高学生数字化学习与创新能力等。相关文件的说明为编程教育教学在小学教育中的开展提供了支持和依据，未来，这一教育手段势必会得到更加广阔的发展。

“Mind+”，全名为Mindplus，是一款专门用于青少年编程教育的国内自主研发的可视化编程软件，软件中集成了当前主流主控板及百余种开源硬件，在支持多种先进编程操作的同时，界面简洁、编码简单，同时兼具娱乐性和创造性，不仅对学生极具吸引，而且能让学生在编程学习和实际操作中，大脑功能被进一步开发，逻辑思维能力得到显著提升。

二、基于“Mind+”的小学编程教育教学重点

1.融合趣味教育，引导学生的学习兴趣

教育，不仅是一项工作，更是一项事关国家和民族发展的重要事业。真正具有智慧的教育工作者，在开展教学活动时，会充分尊重并参考学生的天性和特性。围绕学生展开相关的教育工作，才能使学生在适合的教育环境中获得成长。游戏，是每个孩子都具备的天性，所以在小学教育过程中无需对学生的此种天性进行过度打压，反而可利用学生的这一天性采用相适应的教育手段，让学生以乐于接受的方式实现知识学习的目标。因此，教师应深入思考如何在小学编程教学活动中融合不同的游戏，通过游戏消除编程教育中客观存在的枯燥性和抽象性教学难点，让学生在游戏中初步掌握基础编程知识。

如在带领低年级学生展开编程学习时，由于该阶段学生的综合学习能力较弱，教师的主要教育目标应以培养学生的编程思维为主。教师可带领学生学习趣味游戏的编程方法，先让学生列举出自己喜爱的网络游戏，如扫雷、大鱼吃小鱼、趣味赛车等，然后让学生思考：如果是你来开发这款游戏的话，你最想让游戏角色、关卡、环节等发生怎样的改变？然后让学生根据自己的创作思路，应用“Mind+”中“背景库”和“角色库”等工具，自行完成游戏角色、场景、环节的设计。整个编程学习的过程始终密切关联学生的兴趣点，模糊学习和游戏之间的界限，真正让学生在“游戏”的过程中始终保持积极思考的状态，使学生在“游戏”的引导下自行开展实践操作。教师的引导和学生对知识的内化吸收，是帮助学生构建编程思想的重要教学手段。

在培养学生编程思维的同时，还需要进行科学的引导，使学生能充分掌握相关算法的逻辑思维，形成规范性的设计方式，配合学生自身的创造思维，才能在信息技术方面创造无限可能，才是我国小学编程教育的关键思路。因此，教师应在学生学习编程的过程中，采用行之有效的教育方法，让学生真正理解和掌握相关程序的设计思路和编程算法。可通过创设教学情境、角色扮演和实际体验等多种方式，让学生在“Mind+”软件中尝试不同设计思路和算法的执行过程和结果，通过实践和尝试，让学生了解不同设计思路和算法对程序产生的影响，采用此种方式使学生的编程知识水平不断提升。

如在编程课《机器人走迷宫》的教学中，本课的教学目标是让学生掌握机器人马达模块的控制方式，并能熟练应用分支结构、循环机构等对机器人的运动状态进行控制。教师可先为学生梳理相关编程知识，为学生分享编程案例；让学生利用“Mind+”对迷宫的样式和结构、机器人角色进行设计；让学生思考如何应用传统的走出迷宫的方法，设计相应的算法，并利用“Mind+”软件对自己设计算法的科学性和可行性进行验证。为了让学生能充分理解走出迷宫的方法，教师可在教室中带领学生模拟迷宫环境，以课桌或走廊作为迷宫的墙壁，让学生了解“顺时针走法”和“逆时针走法”的含义，并让学生自行思考如何才能在“Mind+”软件中将两种方法以算法的方式进行呈现。让学生先自行思考、试错，再由教师展示标准答案，让学生了解自身思维方法中存在的不足之处，这对提高学生的编程水平具有重要的促进作用。

2.结合教学内容，重点培养学生的指向思维

小学是义务教育阶段的基础部分，总教育时长在基础教育中最长，由此可见为学生奠定扎实学习基础的重要性。对小学编程教育来说，小学阶段的教育目标也应以培育学生的逻辑思维为主，让学生能应用内在思维方式对各类编程问题自行思考和探索。同时，可充分结合学科教学内容，使学生的逻辑思维能力能有效延展，为学生展开多学科学习提供帮助。如小学数学学科中本身具有非常显著的逻辑思维特点，在编程学习中应充分结合数学知识内容，既能帮助学生更好地理解编程内容，也能让学生在应用编程知识时巩固数学学科知识，二者互相渗透、互相促进、共同发展。

如在数学经典问题“鸡兔同笼”的求解编程设计过程中，教师可先提出编程的题干要求：一个笼子中有数只鸡和数只兔子，学生想知道笼子中鸡和兔子的数量分别是多少，可是因为天黑灯暗，无法分辨，只知道共有5个头和12 只脚，应用什么算法能快速计算出鸡和兔子的数量呢？在解决这一问题时，教师需要先让学生应用数学知识对问题进行解答，以问题解答过程为依据，应用“Mind+”软件搭建解题程序。完成编程的程序中应包含以下界面：1.问题呈现界面，在界面中为用户呈现问题；2.录入界面，用户可在界面中录入“鸡兔同笼”中头和脚的数量；3.算法程序，程序自行计算出正确答案。完成编程实践后，教师可鼓励学生对更多数学问题进行编程和解答，使学生的学科学习能力和编程能力同时得到提升。

三、基于“Mind+”的小学编程教学设计

1.课前准备

教师应在课前对教材内容进行深度解读，明确本节课程教学目标，并在“Mind+”软件中进行预先编程演练，生成相应的逻辑思维导图和程序，对教学内容进行设计。制作教学所需课件，灵活应用PPT、微课、电教平台等多种新型教学工具，方便教师在课上以直观的方式为学生演示“Mind+”操作方式；做好资料储存，方便与学生进行共享。

2.明确教学方向

学生应在小学阶段掌握如何应用“Mind+”完整描述静态画面及图像的方法；可自行完成视频或图片资料导入、系统角色的操作；了解基础的编程概念，如角色、事件、舞台等；掌握移动、重复、等待、角色大小调整等基本编程命令；掌握编程课程中的基本单词；具有自我总结能力，能应用自身的创造思维进行融会贯通。在“Mind+”软件中，舞台界面如图1 所示，编程界面如图2 所示。

图1“Mind+”软件舞台操作界面

图2“Mind+”软件编程界面

实际教学可通过以下流程和方法完成：先以概念讲解、操作演示、课件演示等方式为学生初步建立程序的观念，使学生了解循环的含义；教学过程中为学生同步解释不同位置中各积木块的含义，并演示操作积木块后，“Mind+”软件操作界面中会发生的变化和状况，对各类情况进行有效解决的方法等；让学生掌握基础命令控制手段；为学生预留讨论和提问时间，开拓并完善学生的学习思路。

3.课堂教学

编程课堂教学可从以下几个阶段分别展开，以充分保障课堂教学质量：

一是应用趣味性方式切入教学主题。教师可应用微课、影视资料、图片资料或语境描述等方式，抛出与课堂教学内容相关的问题，在课堂开始阶段，吸引学生注意力，充分调动学生的好奇心。

二是实践操作，夯实学生编程基本素养。为学生演示预先制作好的课件或工程文件，以问题和教学课件相结合的方式，让学生了解应用“Mind+”软件可进行的各种操作，以及在编程软件中各种动作和实际生活中动作存在的差别。这一操作既能让学生感受到信息技术的强大功能，也会对学生的基础认知水平产生一定冲击，使学生更乐于了解编程知识。带领学生梳理编程所需的思维逻辑方式，每次进行操作时，为学生预留一定的思考时间，保证教学进度能够充分符合小学生的心理特征和认知水平，并且由于每个学生在学习能力上存在一定差异，教师应充分关注每个学生对编程知识和操作过程的理解程度，鼓励学生大胆提问，及时为学生答疑。教学过程中不仅要重视编程结果的演示，更要重视帮助学生理清不同操作步骤的必要性和关联性，以基本运动模块作为首要教学内容，让小学生自行完成的等待1 秒、重复执行、下一个造型等命令，让学生充分理解“Mind+”软件中单个积木的作用。

三是调试互动。当课程进入收尾部分的时候，教师应对每个学生操作的程序进行检查，若有的学生反馈其作品未达到预期目标，教师应为其提供针对性帮助，带领学生对编程作品进行反复调试，让学生了解自己在实际编程中出现的问题和失误；若学生还未能完成编程，教师可为学生进行细化知识讲解，让学生了解编程的细节步骤，并启发引导帮助学生顺利完成自己的作品；对已经完成作品的学生，应不吝夸奖，充分肯定学生的实践成果。需要注意的是，每个学生都有其独特的创造性思维，教师应在检查学生作品的过程中，避免用单一性思维对学生的作品提出要求，避免将个人理解强加给学生，创设一个宽松的学习环境和氛围，鼓励学生的个性发展，即便是编程也无须对所有步骤进行规范，只需要呈现预期目标即可，核心目标是让学生自行掌握本节编程课的核心含义。

综上所述，为更好地适应未来的社会挑战，国家对人才培养的目标在不断发生变化，信息技术作为现代社会中的关键技术，对国家的综合发展同样会产生非常巨大的影响。在小学阶段，学校增加信息技术教育课程，为学生渗透编程知识，为其建立编程意识，不仅能锻炼学生的逻辑思维能力和创造能力，辅助学生更好地展开学科学习，还能使学生更好地适应未来社会发展的多项挑战。