小学生算法思维养成路径与策略解析

【摘 要】算法是信息科技学科核心素养计算思维的重要元素，《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》强调了算法的重要性。为促进学生算法思维的发展，培养学生解决问题的能力，本文重点解析通过贴近真实生活的课堂教学和学生自主创作应用，探索小学生算法思维的养成路径和策略。

【关键词】新课标;课堂教学;算法思维

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）08-078-02

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》指出，算法是计算思维的核心要素，也是推广人工智能应用的三大支柱之一。算法作为计算机科学的重要概念，一般指解决某一问题的具体步骤。算法思维就是人们运用计算机科学原理和方法解决问题产生的一系列思维活动。

在小学阶段，算法思维着重帮助学生理解程序设计中的算法思想，将其用在解决问题的过程中，能够充分发展学生的逻辑思维能力。同时，算法思维也是将科技学科关键知识内化为核心素养的重要方式之一，算法思维能帮助学生全面分析理解待解决的问题，以及为了解决问题应采取的具体步骤，这些内容在问题解决中起着“四两拨千斤”的作用。

学生算法思维的养成，不仅能促进学生思维方法的发展和问题解决能力的提高，还能帮助学生提高课堂任务的达成度，让信息科技教学得到质的提升。在信息科技教学中，培养学生的问题解决能力尤为重要，算法思维活动正是问题解决过程中的重要一环。编程教学是算法思维培养的关键载体，本文探索编程教学中促进学生算法思维的养成路径与策略，以期让学生能够借助算法思维实现问题求解。

源于生活，感知思维过程

小学阶段，学生对直接经验接受度较高，教学中贴近生活实际的问题能迅速吸引学生注意。教师要在教学中创设真实的任务场景，让学生在具体的生活情境中感知算法思维流程。学生用“程序脚本”搭建自己的真实生活场景或完成任务活动，实现学习生活中现实需要的同时，也能进一步提高学生应用算法思想解决问题的能力。

教师在教学“动物表演”一课时，课前组织学生参加了一次课间小剧场，课上引导学生用自然语言来描述这场演出。通过场景还原，学生找准动物表演中的角色定位——演员和主持人，分析每个角色的任务。在此基础上，学生运用编程工具搭建脚本，将动物表演用图形化编程呈现出来。教学“奇趣故事”一课时，给学生设置一个导演的身份，学生结合熟悉的校园生活，寻找适合场景的各类小角色，编写出结构合理的脚本来模拟同学间讲趣事的情境。在编程学习过程中，学生体会自然语言向机器语言转换，思维逐步由具象的感性经验向抽象的逻辑推理发展，使学生对算法思维过程有直接体验，为培养算法思维打下基础。

绘制流程，促进思维可见

流程图是一种思维可视化工具，人们经常借助它来描述算法，用规定样式的图形、指向线和文字组合起来表示问题解决过程。流程图直观、清晰、易懂，同时便于检查、修改和交流。在课堂教学中，绘制流程图既能帮助学生梳理问题解决的一般过程，也可以帮助学生理解问题解决的核心算法。

以“吃豆精灵”游戏设计为例，学生先用自然语言描述游戏场景，“豆子从舞台上方随机出现，不断下落，如果碰到吃豆人就消失，如果碰到地面就回到舞台上方”。教师引导学生思考关键词“如果”判断的表示方式，并用流程图的形式表示出来。学生绘制流程图的过程，其实就是将原本模糊不清的想法转变为清晰的外在形态，让知识可视。通过流程图，学生明晰问题解决的完整过程，也理解了指令背后的算法思想，能更加有效地内化算法思维的过程。

巧用结构，助力思维发展

顺序、分支和循环是程序设计的三种基本结构，任何复杂的程序都可以由这三部分组成。顺序结构是按照脚本的顺序，自上而下依次运行;分支结构也叫做选择结构，即满足某个条件，就执行内部脚本;循环结构表示程序反复执行某段脚本。这三种结构可以单独使用，也可以相互结合，组成较为复杂的程序结构。这三种结构本身是算法的具体表现，因此学生投入三种基本结构的学习与应用，就是在为算法思维的养成做铺垫 。

如“火柴人跳舞”一课，角色的跳舞动画需要不断切换造型，学生用顺序结构搭建脚本，发现火柴人连做几个动作后就静止了，不能完成整段舞蹈，通过调试发现需要使用循环结构，用重复执行切换造型脚本。在制作“剪刀石头布”小游戏时，学生分析发现有多种情况选择，单分支结构不能满足问题需要，此时要用双分支或多分支来描述多种情况。学生综合运用三种结构进行程序设计，就是在应用算法解决实际问题。在编程学习的过程中，学生不仅能掌握程序设计的三种基本结构，还能对复杂的问题进行分析拆解、规划设计，更重要的是，在这一过程中学生感受算法思想的价值，逐步形成算法思维，并将其延伸到日常的学习与生活中，提高解决问题的能力。

创作应用，提升思维能力

程序设计能力提升不在于指令的熟练程度，而是要让学生能够根据具体情况，找到对应的解决方法并不断优化。课堂是提出问题、分析问题、解决问题的主阵地。因此，课堂教学中需要将“学”与“用”结合，给学生提供广阔的创作空间，让学生从生活学习中提出实际问题，分析拆解问题，形成解决方案。在此基础上，学生设计算法、编写程序，并在平台中进行调试测试，全程参与问题解决的过程，让程序脚本真正“起效”。

以“端午节”主题活动为例，教师提供粽子、龙舟等素材，给学生创作留白。学生从风俗介绍、人物故事、游戏创作、知识竞赛中自主选择作品类型。学生创作的作品可以是一小段短片，感受编程的交互魅力;可以是多媒体故事创编，学生结合生活所见所闻和当下热点，创造角色、设计情节，充分感受编程作品的趣味性;可以是一个小游戏，学生在分析规划游戏规则、设计制作游戏的过程中，运用算法思维，初步形成游戏开发意识;还可以是生活应用App，学生根据自己或他人需求，对实际问题进行分析、算法设计、程序实现，在完整的问题解决过程中，提升算法思维能力。学生可以通过编写程序实现问题解决，如制作“电子投票器”“随机点名机”“成绩录入系统”等。

算法思维是解决问题的过程性思维活动，学生借助生活情境能切身感知思维过程，通过流程图可以更好地描述、表达和分析问题。充分利用三种程序结构，对复杂问题进行分析拆解，学生的算法思维得到促进和发展，同时解决问题的能力也有所提升。学生可以根据具体问题，形成清晰的问题解决思路，快速理顺各部分关系，然后设计合适的算法，创作应用到真实场景中。基于真实场景，学生可以有轻有重、分清主次地解决具体问题，让算法“参与”现实生活，提升生活学习的效率。

参考文献

教育部. 义务教育信息科技课程标准[S]. 北京：北京师范大学出版社，2022.

陈凯. 从算法思维向计算思维趋近[J]. 中国信息技术教育，2022（3）：21-24.

孙颖燕. 让程序思维可见——“流程图”在小学信息技术程序设计课程中的实践与思考[J]. 小学教学研究，2021（5）：68-70.

作者单位：江苏无锡市厚桥实验小学