面向计算思维培养的图形化编程项目学习设计

一、基于科学规范理论指导的合理性研究框架

（一）建构主义学习理论

知识通过交互主动构建，新旧知识互动丰富知识体系。项目化学习作为经典模式，学生利用已有知识和经验创造新意义和知识。

（二）计算思维

计算思维指应用计算机科学的思想方法解决问题，包括抽象、分解、建模、算法设计等。具备此能力的学生能分析问题、设计解决方案，并优化与迁移应用这些方案解决其他问题。

（三）项目化学习

本研究采用夏雪梅定义：学生深入探索驱动性问题，创造性解决问题并形成公开成果，在此过程中深化对核心知识的理解，并能在新情境中迁移应用。

（四）图形化编程

图形化编程（G 语言）简化了编程过程，通过拖拽积木块实现程序设计，适合低龄段孩子使用。它支持故事、游戏、动画制作，并提供直接监测和效果检测功能，结合学习与娱乐，为本研究提供了技术基础。

二、问题聚焦

综合上述内容，本文在已有研究基础上，依托项目化学习，结合计算思维这一核心素养开展实践，具体包括以下内容：

1. 课标对学生计算思维的要求在编程项目化教学内容的选取；

2. 如何设计并实践面向计算思维的项目化学习；

3. 项目化学习的应用，是否有利于培养学生计算思维。

三、面向计算思维的项目化学习设计

（ 一）课标对学生计算思维的要求在编程项目化教学内容的选取

小学生低年级儿童以具体的形象思维为主。对事物的认知需要借助有形的实物，不能认识到事物的本质，对事物本质的概念不理解。中年级儿童的思维已经从具体形象思维开始了转变，处于一个过渡阶段。高年级以抽象逻辑思维占主导。他们可以理解抽象的知识，基本能够认识到并乐于探究事物的本质。图形化编程以小学生为主要学习对象，需要教师根据学生的思维发展特点，对图形化能制作的项目进行系统化和结构化分析，找到知识的内在逻辑联系，要结合小学生生活实际，以课程标准和教材为依托，整体把握图形化编程教学体系，甄别和选取符合小学生认知水平特点，富含知识性、趣味性、工具性和实用性，适合小学生不同学习阶段的学习项目，在不同的梯度和层次培养学生的计算思维。

（二）面向计算思维培养的小学 图形化编程项目化学习实施

为了更有效地培养学生的计算思维在实际的信息技术编程课堂上，教师还要有针对性的采取一系列项目式学习方式，始终以学生为中心在有主题、有目标的小组合作力量下，完成具有挑战性的任务或项目。这种方法不仅有助于培养学生的团队合作和创新能力，还能使他们在实践中深化对计算思维的理解和应用。

以下是《接猴子接水果》为案例

1. 项目规划

（1）从简单的“接苹果”游戏开始，让学生通过图形化编程控制角色接苹果，熟悉编程的基本概念和操作。

（2）通过项目实践和小组合作，培养学生的团队协作精神和创新能力。

例如：在编程社团教学《猴子接水果》一课时，项目中需要实现不同的水果从舞台上方不断掉落的效果，这样的效果如何实现呢？

教师首先需要引导学生将这一效果尝试进行分解：一是在水果舞台最上方不断出现；二是不停地往下落。进而再根据这两个动作去引导学生构建具体代码——利用“移到坐标、随机数控件”实现第一个效果；利用“减小 Y 坐标、重复执行控件”实现水果往下落。

基于这样分解式的引导，让学生能够体会到分解任务的作用，体验到把一个复杂问题分解成若干个小问题、小步骤的过程。

其次，通过这样的项目式学习，学生能够巩固所学的编程知识，在实践中培养团队合作和创新能力，此外还要从团队力量角度不断发挥自身优势，通过与他人合作解决问题来尝试全新的解题思路，并为后续的解决方案设置提供更多参考和方向。

最后，在项目完成后教师还要组织学生走上讲台，代表整个“项目组”进行展示和分享，让其他小组了解他们的作品和解决问题的思路，促进不同项目小组之间的交流学习。

学生完成作品后，教师应该设置开放性拓展任务，鼓励学生通过独立自主、同伴互助或小组合作的形式在已完成的项目基础上，通过添加新的代码块来完善项目功能或实现新的项目。教师对项目设计的评价，学生对程序设计的自评、互价，就是一次次思维火花的碰撞，也是一次次计算思维的提升的过程。不仅仅局限于学生的作品完成度，还要注重学生在制作过程中的表现，如创新思维、团队协作能力和计算逻辑的实际应用水平，以加全面地反映学生的综合素质为目标进行推进。

（三）项目化学习的应用，是否有利于培养学生计算思维

信息素养（图形化编程）社团成立于 2018 年，现有初阶班编程社团和高阶班编程社团共有学生 60 名。这群孩子来自不同班级，不同年龄，却因为同一个梦想而聚集在一起。在各级各类活动、比赛中获得了诸多的赞誉。在2024 年市级社团被评为“信息素养”优秀社团，在2024 年全国青少年信息素养大赛，我带的7 名小学组选手晋级国赛。本次国赛我们获得了 1 个全国一等奖，1 个二等奖，5 个全国三等奖，通过本次比赛，孩子们对编程更加热爱了，也了解到了国家对于科技型、创新型人才的培养。

为了真正培养学生的计算思维，作为教师不能仅仅局限于课堂内的教学，相反需要打开教室大门引导学生走向更广阔的实践天地。在充分结合学生兴趣和特点的同时，参加举办的县级的图形化编程挑战赛信息素养大赛为培养学生计算思维的一个重要阶梯。一方面，编程比赛也是检验学生计算思维能力的绝佳平台，通过比赛，学生需要在规定的时间内解决一系列编程问题，这不仅要求他们具备扎实的编程基础，还需要他们灵活运用计算思维，从不同角度分析问题、寻找最优解。在实践中这种竞赛的形式可以多种多样的，以此来满足不同学生的参与需求，让更多的小学生都能够在不断巩固和拓展自己计算思维的同时，从激烈的竞争中锻炼其抗压能力和团队合作精神。另一方面，除了编程竞赛外，教师也要开展一些优秀作品分享会活动为学生提供一个交流学习的平台。在这里，学生可以与志同道合的伙伴一起探讨编程技巧、分享学习心得，还可以共同参与一些小型项目、将所学知识付诸实践。在这种学习方式的激发下，不仅能够增强学生的编程实践能力，还能培养他们的创新精神和团队协作能力。

最后，为了确保各种课外编程活动开展的有效性，教师还需要在活动的组织和实施上下足功夫。首先要确保活动的针对性，根据学生的实际情况和兴趣点来设计和安排活动内容；其次，要加强活动的监督和管理，确保每个学生都能够积极参与其中；最后，要及时总结和反馈活动成果，以便更好地指导后续的教学实践。

综上所述，实施过程中对学生团队 合作、作品创作和完成情况的评价，以及动态调整评估内容，根据不同学生素养情况，个性化地评价更是当前学科教师需要尝试的方向。 我们的技术发展到今天，教师对学生的评价也应该与时俱进，用包容的心态看待每个学生多元智能的不同，而在信息科技课程中展现出来的才能和“滞后”。而不是一刀切，只用最终作品评价学生。本文通过探讨小学信息科技信息素养（图形化编程）社团教学中计算思维的培养方法与实践应用，但是实际的计算思维培养却是一个长期而复杂的过程，需要我们不断探索和创新方可实现。