工程思维发展下的小学编程教学

虞佳男

【摘  要】工程思维是一种筹划性思维，形成工程思维，能让学生更有条理、更加有序地完成学习活动。而编程课程的实践色彩，使其成为工程思维的落脚点，在现阶段的教学中，教师也要有意识地采取确定工程、优化工程细节等策略，推动工程思维的渗透，促进学生的全面发展。

【关键词】工程思维；信息技术；编程教学

编程是小学信息技术课程中的重要教学内容，对强化学生的问题解决能力、计算机操作能力等有重要的应用价值。但是在过去，许多教师直接采取“先讲后练”的教学模式，使学生的学习与教师的讲解形成了两个独立存在的过程，学生也难以感知自身的“主角”地位，真正地对编程知识融会贯通。而工程思维要求学生将学习内容当作一个“工程”，在做好工程的前期准备工作，设定恰当的方案中，有序完成工程，并从操作工程的过程中汲取养料，不断强化学习能力。对此，教师不妨借鉴工程思维，进行编程课教学方式的优化调整，使学生在增强工程思维之余，提高对编程知识的建构效果。

一、多元切入，确定工程

要想让学生通过编程的过程，获得工程思维的有效发展，教师首先要走好第一步，即提出“工程”，明确学生的学习方向。但是，当教师直接以教材上的知识为内容，进行工程的设计时，往往会削弱学生完成工程的欲望。对此，教师不妨搭接与现实生活、游戏之间的廊桥，立足生活背景、趣味元素引入编程工程，诱发学生心底的操作欲望。

（一）立足生活，明确工程

过于抽象性、专业性的编程知识，对学生而言具有一定的学习难度。在课堂上，当教师直接为学生提出编程任务时，学生会形成畏难心理，降低实践操作的动力。而工程思维强调现实生活元素与具体工程之间的相关性，倡导教师立足学生的生活经验，为学生拟定工程的提出背景，以便学生从自己相对熟悉的视角出发，拉近与工程之间的距离，增强实施工程的内在动力。对此，教师不妨根据编程教学的内容，探寻其与生活之间的联系，以便基于生活背景，为学生确定“工程”要求。

例如，在引导学生学习《弹奏音乐》前，教师就可以使用生活情境，拉近学生与课堂的距离，确定“工程”。在课堂上，教师播放“Do Re Mi”的乐曲，并伴随音乐向学生提出“有没有会乐器的学生？在演奏时，都需要什么呢？”等问题，使学生根据以往的生活经验、演奏经验，指出演奏一首乐曲需要用到乐器等要素。随后，教师设计“有没有一种可能，不用乐器，直接对着空气弹琴呢？”的问题，引发学生的好奇心。之后，教师再呈现视频，使学生直面“空气琴”，以便学生主动地提出“这是什么原理呢？我能不能自己做一个呢？”等疑问。基于此，教师再引入“学习空气琴的制作原理，并完成制作”的“工程”，消除学生的陌生感。

教师从生活角度入手，为学生拟定工程的提出背景，能减少编程工程的陌生感，提高学生编程的积极性，促使学生在之后的生活中也能养成良好的工程思维，自觉解决现实问题。

（二）立足游戏，引出工程

游戏活动是大多数学生的心头好，从目前的教学实践中能够发现，随着年龄的增长，游戏活动依旧在学生的心里占有一席之地，是维持学生参与学习活动的精准支柱。因此，在编程教学中，教师也要正视游戏活动的教育作用，主动地为学生引入趣味游戏，促使学生在玩乐的同时，自发地提出编程工程，增强完成工程的欲望。但是在进行游戏的安排时，教师也要平衡好游戏的教育作用和娱乐作用，避免游戏活动过度消耗学生的精力，使学生难以高效率地完成编程工程。

比如，在《克隆飞机大战》这一课的教学中，教师便可以借助游戏引入“工程”，增强学生操作工程的动力。在一开始上课时，教师先将微信朋友圈的截图界面呈现给学生，并对学生进行引导：“近期在微信朋友圈有一个非常火的游戏叫‘飞机大战，你们知道吗？有没有人玩过这个游戏呢？”使学生被趣味性的话题所吸引，主动地跟随教师的步伐，将注意力投入飞机大战的游戏活动。之后，教师邀请学生体验Scratch游戏“飞机大战”。在玩游戏的过程中，学生不仅会沉浸在激烈、有趣的游戏中，也会提出“这么好玩的游戏是怎么做的呢？”等问题。当学生提出这一问题后，教师顺势为学生引出学习工程“这个游戏应该怎么做呢？”指明学生的实操方向。

教师从学生感兴趣的游戏出发，进行教学环节的设计，能迅速聚焦学生的目光，让学生对游戏背后的操作原理产生探索的动力，以便自然而然地生成Scratch学习工程，激发学生的实操欲望。

二、优化细节，完善工程

在确定了“工程”后，教师便要引导学生展开实践操作的活动，请学生利用编程知识完成工程。但是在实际操作时，教师要留心成员分配、教师定位等细节，避免因细节问题影响整个工程的实施质量。

（一）搭建小组，确定方案

小学生的编程能力有限，在独自操作编程工程时，学生也会遇到许多难题，阻碍学生前进，导致编程工程经常被中断。而不同学生之间能够形成良好的互助关系，在相互协作中，共同攻克实操中遇到的难题，让工程的落实之路变得更加顺遂。对此，教师要根据学生的编程能力、思维能力等，采取科学的原则为学生分组，促使学生真正地集中集体的力量，加速完成编程工程。

例如，在《画城堡》这一课中，教师期望学生在Scratch中利用新建积木块画组合图形。在课堂上，教师可以先引入实操任务，并请学生简单地说说自己的想法。結合学生的回答，教师能对学生的思维能力、编程能力等进行精准判断，并将此作为分组的依据。之后，教师以“同组异质”为原则进行分组，促使各组内每个学生各有千秋。在分好组后，教师为学生创建自由交谈的空间，使学生在彼此的思维碰撞中，逐步商定编程的方案，明确完成工程的具体步骤，以便在灵活应用“新建积木块”“调用积木块”等知识中，让“画城堡”这一工程精准落地。

教师先对学生的编程素养进行分析，再精准进行分组，能让学生乘上实施工程的高速列车，使学生在集中集体的力量中迅速地完成编程工程，以便每一个学生都在有序操作中掌握编程知识，发展工程思维。

（二）教师介入，引领方向

新课标的提出，让教师意识到学生是课堂的“主角”，但是这不代表教师要退出课堂这一舞台，而是要教师以“辅助者”“引路人”的身份介入学生的学习活动，让学生的前进之路更加顺畅。对此，在学生操作编程工程时，教师要主动体现自身的价值，在学生遇到难题时及时出现，为学生答疑解惑，在学生迷失方向时化作“指南针”，为学生指明前进的航道。

比如，在《赛车游戏》这一课中，教师便可以找准自身的定位，为学生提供引导和辅助。在课堂上，当教师为学生设计“用Scratch制作虚拟自动驾驶赛车小游戏”的任务后，学生能够基于以往的学习经验，轻松地使用画笔工具绘制赛道，并在网络中下载赛车的图片，为后续的编程做准备。但是，在实际进行编程时，有些學生不知道如何让赛车持续前进，还有些学生不知道如何让赛车拐弯等，基于此，教师从编程知识的角度出发，为学生进行科学引导，以便学生在解决问题中顺利完成编程。

教师是学生成长过程中的重要伙伴，在编程教学中，教师积极地扮演好“辅助者”‘引导者的角色，与学生一起完成编程工程，能使学生迅速地找到解开难题的钥匙，让编程之路更加顺利。

三、注重展示，推动改进

工程思维的实践色彩使学生在完成编程后会获得一定的实践成果，这一成果代表了学生编程素养、工程思维的发展水平。对此，教师有必要搭建平台，鼓励学生进行展示、思考，促使学生在回顾实操历程中明确不足，在拓展深思中进一步维持思维活力。

（一）展示成果，引发多元探讨

教育评价是学生反思和成长的环节，然而，在过去的编程教学中，教师创建的评价方式相对单一，即直接根据自身的主观经验，采用“好”“不好”等简单的语言对学生进行点评，使评价的价值难以得到有效的彰显。而在编程教学中引入工程思维后，教师不妨对以往的评价方式进行改良，积极地为学生搭建平台，鼓励学生展示自己的编程成果，并引导学生之间展开互评等活动，促使学生基于此进行回顾、反思，从而立足多元化的视角认识到自身的进步与不足，以便在后续的编程工程中得到精准改进。

比如，在《动物表演》这一课中，当学生通过编写舞台脚本，给三位演员安排出场顺序，并修改每一位演员的脚本后，学生能够帮助小动物们完成节目的排演。之后，教师搭建“森林联欢会”的平台，请学生依次展示自己的成品，并简单地介绍自己的操作过程。在全体学生展示完毕后，教师请学生进行互赏互评，促使学生立足同伴的视角明确自己的问题及自己的进步。紧接着，教师再从专业角度指点学生，让学生进一步肯定自己的能力，意识到自身的成长空间。最后，教师要求学生进行自我反思，以便学生基于编程成果，客观地看待自己的进步和不足，为之后担任编程工作打下坚实基础。

教师认识到评价环节的重要性，主动地创建多元主体介入的评价方式，能让学生从多个角度反思自己的实操“工程”，以便学生基于更加客观的角度进行知识的补充、思维的锤炼。

（二）延伸思考，维持思维活力

工程思维的一大特色就是倡导学生的思维维持长久的活力，使学生始终对事物抱有探索的欲望。而在编程教学中，教师也要明确知识是无限的，学生的学习也是没有界限的，在学生完成一项编程工程后，教师也要将“终点”变成新的“起点”，引导学生基于已经完成的工程进行拓展性思考，探寻更加复杂、难度更高的实操方法，以便每一个工程都能成为点亮另一个工程的明灯，促使学生的操作能力、工程思维获得持续发展。

例如，在《花朵缤纷》一课的教学中，当教师为学生布置“运用图章和随机函数控件，控制花朵的出现”的任务后，学生能够基于“使用绘图编辑器画花瓣”“让一片花瓣逐步变成一朵花”等操作，完成这一任务。在学生展示最终的成果后，教师继续为学生设计“如何让花园中呈现出大小不一的花朵呢？”的问题，激活学生的思维，使学生从已经完成的工程出发进行探索，从而在难度更高的工程中获得编程能力、思维能力的进一步成长。

一项工程的结束并不意味着学生学习行为的停止，相反，意味着学生可以发散思维，进行拓展性思考，让编程活动变得更加精彩。案例中，教师基于学生已经完成的编程任务，为学生提出难度更高的工程，能让学生始终对编程活动保持极高的热情，使学生更好地对编程知识融会贯通。

四、结束语

总而言之，工程思维为小学编程教学注入了新的活力，让编程教学更有魅力。在新课标提出之际，教师要继续探寻工程思维与编程课的衔接点，在不断创新教法中，进一步推动学生编程能力、工程思维的稳步发展。

【参考文献】

[1]陈峻英.基于项目化学习的Scratch编程活动设计与实践[J].教师，2021（20）：54-55.

[2]于艳毓.Scratch编程对小学生问题解决能力的培养策略[J].教育界，2021（39）：71-72.