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【摘要】对于小学阶段的编程教育活动来说，计算思维的培养、开发并不是一件易事。开展基于计算思维的小学编程第二课堂教学，可借助计算思维，从不同的角度设计教学活动，以从简到难、由浅入深为教学手段，鼓励学生了解编程、尝试编程；通过多角度发起互动，吸引学生的学习兴趣与参与度，提高编程教育的有效性。

【关键词】计算思维；小学编程；第二课堂

一、成果概要

计算思维是借助计算机的基础概念进行问题求解、系统设计、行为理解的一种思维活动，具备理性化、抽象化的特点。在计算思维的推动下开展小学编程第二课堂教学，在学生完成信息科技课程的教材内容的学习之余，能够为学生创造学习编程技能的全新机会，真正做到“编程从娃娃抓起”。

现阶段，一些家庭以及学校都没有关注在信息科技中的编程教育，其社会位置也相对较低。但信息时代的进一步发展，需要公民必须具备更高水平的核心素质和思维。对小学生积极开展编程教育，能够有效锻炼学生的理性思维与逻辑思维，提高其计算思维水平。但对于小学生来说，编程难度较大、学习要求复杂，很难完成学习任务。

二、解决问题的过程与方法

对于小学阶段的编程教育活动来说，计算思维的培养、开发并不是一件易事。但借助计算思维落实教学活动，能够帮助学生在程序错误、程序逻辑关系当中找到特定的切入点，加快学生吸纳编程知识的速度。因此，在小学信息科技正常的教学之外开展编程第二课堂教学，必须注重对学生计算思维的培养，借其特有的计算思维，从计算机技术的功能与本质入手发起教学，保障编程教学的高质量。此外，借助计算思维来训练学生的基础技能，并且在难度较高的编程教育活动中应用计算思维，有助于小学生掌握基础的编程知识和系统的编程技巧。

1.启发计算思维，培养编程热情

以最为简单的专业术语的学习为例，小学生对于编程学习缺乏了解，在学习相关概念的过程中，极有可能会出现理解上的误差问题。如，将“计算”理解为简单的数据计算，将“执行”理解为“程序运行”，忽视了程序之间的联系性关系。在计算思维下指导小学生参与编程教育，可对教学方法进行重新设计：从计算思维的概念入手，将编程教育活动拆分为不同的版块。在教学过程中，教师可以直接给出一个程序，如，“数字运算程序”，要求学生围绕相关程序进行探究，在探究的过程中，将学生遇到的学习问题记录下来，形成开发日志。针对程序的执行过程，引导学生不断思考并提出问题：这个程序是如何运行的？程序运行的各个环节如何表示？程序为何会出现无法运行的故障问题？在讨论的过程中，借助计算思维构建“从局部到整体”的教学模式，启发小学生思考，培养其对编程与求知的热情。

2.调动计算思维，掌握编程基础

在结合计算思维开展教学活动时，要强调编程教育中相关概念、定义在教学活动中的逻辑关系，提高小学生的编程素养与信息素养，提高学生的基础编程能力。

以“关键术语”的学习为例，配合计算思维开展基础教学活动，教师可尝试通过“理论+实践”的方式开展教学活动：围绕编程中的专业概念，教师要求学生配合不同的专业知识进行编程实践，提高学生对理论知识的掌握水平。以编程教学中“bug”这一概念的学习为例，bug的出现与程序中的乱码有关，但也与程序执行命令之间的错误有关。在提出相关概念之后，教师可要求学生进行编程实践，在实践的过程中刻意制造各种“bug”，对bug的出现原因、表现特点进行归纳整理，调动学生参与教学活动的积极性。当学生缺乏学习热情时，可以尝试以小组教学的方式鼓励学生进行互动，要求学生寻找对方程序中存在的bug，提高小学生的编程基础。在计算思维的带动下，教师要对复杂的问题进行重新处理，将其拆分为概念、表现、排查等多个模块。用儿童的思想去看待有关知识，才能提高教学活动的积极性。

3.应用计算思维，提高编程技能

计算思维是学生在接受编程教育的过程中必须形成的思维意识。从学生的编程技能表现来看，计算思维的综合表现直接影响到学生编程技能的表现。在设计教学活动时，教师不能只要求学生配合自身的编程思维进行学习，更要深入挖掘学生已经形成的、初具雏形的编程思维，对编程的各个流程进行归纳整理，以此提高小学生的编程技能。在指导学生学习的过程中，要从探究、互动、学习等多角度入手，分析编程的方法，要求学生应用计算思维解决编程过程中存在的问题，提高学生的技能水平。

4.深化计算思维，开展编程测试

计算思维与现代教育活动中较为常见的“化归思想”较为相似，对于小学编程教育活动来说，其最大的价值便在于能够降低教学活动的难度，为学生打开参与编程教学活动的“缺口”。在编程教学环节，教师要在培养学生计算思维的同时要求学生应用相关思维意识，多角度开展练习活动。设计编程练习，依靠简单的程序编写任务与学生进行交流探究，有效提升编程教育的育人质量。当学生具备了计算思维，教师就要将其应用起来，借助练习锻炼学生的思维意识。在编程教育活动中，可针对教学活动的不同要求设计编程任务，鼓励学生参与到编程练习当中，在应用计算思维的同时，提高学生的专业技能、思维水平。

对程序中出现的错误，要及时进行修正，且相关问题在提出之后不必由教师进行解决，而是由学生进行探究，结合计算思维，思考相关问题出现的原因，锻炼小学生的编程能力。在编程指导活动中，教师要根据学生对编程技能、计算思维的掌握程度，设计多元化的编程任务，由简单到复杂，循序渐进，提高小学生的编程素养。

5.拓展计算思维，强化编程水平

作为一种感性的思维意识，计算思维从逻辑分析、化归整理、经验积累等多角度入手，锻炼小学生的编程技能。在指导学生进行学习的过程中，要不断拓展计算思维的内涵，多角度理解编程知识。全新的教学要求下，可尝试结合学生的计算思维开展编程测试活动，在指导学生学习编程技能的过程中，以“计算思维”为跳板，提升小学生的编程素养。在计算思维的引导下，编程教育不能只从“写程序”开展，更要创新教学指导内容，以此提高学生的编程水平。配合编程教育的育人要求，要积极拓展计算思维的有关概念，从编程技能、理论知识测试、创新能力等多角度入手，提升小学生的信息素养。针对学生在不同时期的不同学习表现，要设计不同的编程教学模块，初始阶段的教学中，要选定固定的主题，开展基础知识测验活动。

以“编程术语”的学习为例，教师可通过书面测试的方式开展教学，设计开放性例题，要求学生书写出不同的编程术语，并说明其含义。在教学中，从“有关概念对程序运行的影响”这一角度入手，培养小学生的计算思维，使其形成“见微知著”的优秀素养。随着编程教育活动的逐渐推进，可以设计开放性更强、难度更高的教学测试活动，如编写程序、测验程序等，多角度训练小学生的编程技能，提高学生的编程水平。在指导小学生进行学习的过程中，教师要配合计算思维对学生的基础素养、技能表现进行评价，以编程测试结果为参考标准，加强对学生的引导教育。为拓展学生的计算思维，还可尝试配合编程教育开展各种测试活动，如，组建测试题库、分享编程技巧等，允许学生自学。满足学生的学习需求，调动学生的参与热情，让计算思维下的编程教育发挥出更大的价值。

三、成果创新点

1.以可视化编程为抓手，培养计算思维

当前国内信息科技课程的主要目标是培育学生的信息素养。随着可视化编程工具的出现，信息素养中最关键的计算思维培养也日益受到重视。开展基于计算思维的小学创意编程教学，以可视化编程为抓手，让学生在编程过程中学会自主分析问题，用程序方法和计算思维方式解决问题，培养与提高学生的计算思维，为学生的整体发展与终身发展服务。

2.重新设计教学模块，降低学习压力

对小学生来说，编程教育的学习要求较为复杂，其虽然能够锻炼学生的逻辑思维，但整体的教学难度并不低：一方面，学生需要掌握各种专业概念，程序的开发、执行、bug等定义相互混淆，进一步增加了小学生的学习压力。另一方面，编程活动需要更多的时间来完成，对学生的技能、精力都是一个较大的考验，在没有形成出色的思维意识的情况下，学生难以全身心地参与到编程教育的相关学习当中。因此，结合计算思维重新设计教学模块，帮助学生掌握编程基础，能够有效降低学生的学习压力。

3.注重培养学生的问题解决能力

面对学习生活中遇到的各种问题，通过计算思维的思考，可以先将问题分解，大问题拆解成小问题，把复杂问题拆解成简单问题，把新问题拆分成若干老问题；然后寻找事物或者问题之间的规律，通过掌握、识别规律并加以运用，去解决问题。其次，抓住问题之中主要的、本质的东西，忽略其它的，达到去繁求简的效果。最后，制定快速有效的解决问题的计划或者步骤。教师应积极引导学生分解问题、识别问题规律、抓住核心问题、确定解决方案，鼓励学生采用探究式的学习方式，找到核心问题的不同解决方法。学生以计算思维去思考和解决问题，有助于培养学生的问题解决能力。

四、成果应用及效果

1.利用第二课堂，促进学生全面发展

就当下小学生的课程学习情况而言，学生的课程科目其实已经十分繁冗，单就信息科技课程的设置而言，一周一节虽然比较少，但是即使增加到一周两节，亦是学生整体排课的极限了。然而，编程的学习与创作需要花费大量的时间进行思考、创作、调试、修改再思考，40分钟的教学时间是远远不够的。

在响应与落实教育部“双减”政策的前提下，利用学生课后的时间开展基于计算思维的小学编程第二课堂教学，时间上将更加宽裕。学生有了更充裕的时间开展自主学习与创作，即使当天无法完成，第二天也可以继续，不需要间隔几天或者一周，造成逻辑或者思维断层。另一方面，把编程作为第二课堂兴趣教学，可为具有相关数理特长和创意想象特长的学生提供挖掘潜能、施展才华的机会，进一步拓展了学生的想象力，提高学生对信息科技课程的学习兴趣，增强其编程学习实践能力，促进学生的全面发展，提升其计算思维和解决问题的能力。

2.编程教学实践效果

对比学生参加编程第二课堂前后的变化，可以明显地发现学生的编程和创作能力有了极大的提升。在学习初期，学生对很多问题第一反应都是问教师，做出的编程作品也会有很多明显的缺陷和错漏。但经过长期的学习和训练之后，学生基本都能够自行检阅和修改自己的程序，或者团队内互相讨论解决，创作出的编程作品也是越来越复杂和有趣，作品中的错误也是越来越少。并且，在2022年的中小学电脑制作活动中，学生的编程作品获得市级二等奖和三等奖各1项，镇级获奖多项。

3.探索编程与机器人的结合

鉴于小学生的知识水平和能力限制，学生会无法理解太过复杂和高深的编程知识和案例。在学生对编程掌握到一定程度之后，可以考虑把编程与机器人结合，给学生开展智能机器人的学习活动，让编程不再局限于电脑界面之中，而是实实在在可见的。学生编的每个动作和程序都可以通过机器人实时展示，让信息科技的学习更加有趣和多姿多彩，从而激发学生学习、探索、掌握和运用知识的能力。

责任编辑  林百达