指向计算思维培养的小学编程课程教学模式设计

指向计算思维培养的小学编程课程教学模式设计●指向计算思维培养的小学编程课程教学新思考在本研究中，笔者提出了新思考，项目的设计从最简单、最小单元出发，一开始并不创设复杂的问题情境，只是简要概述最终效果。例如，在“龟兔赛跑”中，只告知学生“乌龟”获胜是最终效果，而中间的过程、角色、情节都是空白。整个项目的填充、情节完善都由学生完成，教师的主要任务是帮助学生将想法变成现实。这意味着，项目任务的完成从教师拆解转变为学生叠加，需要学生更多思维参与，学习不是完成预设的问题解决路径，而是自主构建的过程，教师能够更好地关注学生项目完成过程中思维的培养。●指向计算思维培养的小学编程课程教学模式构建笔者以闫寒冰教授的项目式教学七步法为原型，结合“项目问题从分解转向叠加，鼓励学生思考”的新思考，重新修订了项目教学七步法的内容，包括设计项目、（问题叠加）、制订计划、探究协作、制作作品、（问题叠加）、汇报演示、总结评价，两个“问题叠加”中间的步骤表示完成项目的内循环过程。具体教学过程如下图所示。该模式主要围绕项目的丰富和完善，通过问题分析、算法实现、测试评估环节，使得学生计算思维的发展在与可视化编程工具的交互中得以表达和呈现;教师提供问题支架，学生丰富问题情境，既解决了难度与学生差异的适配性问题，又防止了学生的思维惰性，进而促进学生计算思维的发展。在具体实施过程中需要注意师生的教学行为。1.设计项目，创设情境教师在这个阶段的主要任务是调动学生学习兴趣，提出一个基础的、易解决的任务。学生的主要任务是集中注意力，积极配合教师完成情境导入环节（如游戏导入），明确编程项目的第一个任务及应该实现的舞台效果。2.问题分解，计划制订此阶段教师的主要任务是分析问题、表征问题，运用流程图或思维导图概括问题解决流程，通过问答或对话等方法引导学生思考。学生的主要任务是认真听讲，学习问题分析的思路，理解问题表征的方法，明确自然语言与编程语言的对应关系。3.算法实现，问题解决此阶段教师的主要任务是观察学生，查看学生的程序结构和编程指令，给予学生实时反馈。学生的主要任务是自主编写程序语言，在此过程中可以寻求老师和同学的帮助，但还是以个体探究为主。4.总结评价，反思优化此阶段教师主要引导启发学生表述编译思路，维持课堂纪律。学生的主要任务是综合分析同伴们的设计思路，对比自己的编程结构，在反复修改与调式中内化问题解决一般方法，发展评估、增量迭代以及测评调试的能力。5.项目深入，问题叠加在此阶段，教师的主要任务是启发学生思考，鼓励学生表达自己的“天马行空”，如寓言故事、动漫、游戏等方面的故事情节都可以添加到编程设计中去。学生的主要任务是联系生活体验和学习经验，表达自己的真实想法。●教学实践的应用与检验1.实验过程2.实验数据（1）计算概念维度。为了了解学生计算概念的变化，笔者设计了“计算概念前测卷”和“计算概念后测卷”每道题10分，满分100分。笔者分别回收前测卷56份、后测卷56份，运用SPSS进行配对检验，对统计分数进行分析，最终前后测结果如下页表1和表2所示。根据表1和表2统计结果，实验对象计算思维概念维度总成绩前后两组数据检验结果存在显著差异，t=-10.969，P<0.05，说明实验对象学习后的总成绩（M±SD=74.46±14.64）相较于学习前的总成绩（M±SD=49.46±15.19）有所提升。分维度（分解、抽象、系统化、自动化）前后两组数据检验结果均存在显著差异，说明学生在这四个维度上都有不同程度的提升。至于算法思维前后测不存在差异，笔者分析可能的原因是：本研究课程内容与算法思维有关的知识点关联设计不足;算法本身的严谨逻辑相对于小学生来说存在一定困难。●總结与展望计算思维和读、写、算一样，是人工智能时代人类解决问题的一种普适能力，如何培养学生的计算思维无疑是一个重要的课题，本研究所设计的计算思维培养模式和开展的教学实践，可在一定程度上支持这一领域的发展。经过实验教学，学生开始从被动接受知识向主动探索学习发展，在丰富故事情节的过程中学生计算观念（创意与表达）得到了有效提升，在算法实现的过程中学生在计算实践（增量迭代、测试调试、混合复用）上的改变也表现明显，在方案综合过程中学生计算概念（分解、抽象、算法、系统化、自动化）水平在整体上得到了提升，但存在计算概念要素发展不均衡的现象，其中算法思维发展最弱。因此，需要进一步优化计算思维培养模式的操作细节和丰富课程资源，促进学生计算思维均衡、协同发展。虽然研究开展时间较短，实验对象数目较少，但应用结果初步显示本研究提出模式的有效性。在之后的研究中，不仅需要延长实验时间