□张虎
随着AI时代的到来,大数据等新兴技术深刻影响着人们的生活和学习,计算思维已成为适应社会的关键因素。《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》提出,计算思维是信息科技课程四大核心素养之一。图形化编程以其可视化的积木拼搭方式,大幅降低了语法门槛,使小学阶段的编程教学成为可能,但实践中不少课堂仍停留在模仿操作层面,学生能照着步骤搭出完整程序,却难以在新情境中独立运用分解、识别与调试等思维策略。如何让图形化编程从“学会操作工具”走向“发展高阶思维”,成为当前信息科技教学亟须破解的核心命题。
积木拆搭,以模块重组驱动问题分解。面对一个完整的编程任务,学生往往不知从何入手,根源在于缺乏将复杂目标拆解为若干可操作单元的意识。教师可先引导学生观察任务的整体结构,再以“功能切片”的方式,将其逐层剥离为独立模块,在反复拼拆之间建立“大任务由小模块组合而成”的认知框架。具体而言,教师可设计“倒推式任务单”——先展示一段角色沿迷宫行走的完整动画,随后要求学生从终点回溯,逐步标注角色在每个路口需执行的动作:转向、前进、判断墙壁、循环检测。每标注一个节点,学生便在Scraino中找到对应积木块并单独测试,确认无误后再按路径顺序拼接。拼接过程中,教师应设置“断点验证”环节,即每拼入两到三个模块就运行一次程序,观察角色行为是否符合预期,若出现偏差则只需回退到最近断点排查,而非推翻全部重来。这种由终点向起点倒推、由局部向整体拼合的操作路径,能帮助学生自然形成“先分后合”的分解策略。
闯关进阶,以规律捕捉激活模式识别。模式识别的核心不是记忆某个固定套路,而是在看似不同的任务之间敏锐地捕捉到可复用的结构。教师设计关卡时,应有意在相邻两关之间埋入“隐性同构”——表面场景不同,底层逻辑却高度相似,促使学生在闯关中主动迁移已有经验。以Scraino弹球游戏的三关设计为例:第一关要求编写小球碰到边缘后反弹的程序,核心逻辑是“碰边检测+方向取反”;第二关场景切换为水族箱,鱼游到缸壁后需掉头折返,学生若识别出底层逻辑相同,便可直接复制反弹模块,并仅修改角色造型;第三关变为太空飞船遇陨石后弹开,虽增加了随机角度变量,但“碰撞+方向改变”的基本模式依然成立。每关结束后,教师不宜直接点明规律,而应设置“关卡回看表”,让学生自行对比三关积木结构截图,用彩色标注标记重复出现的代码片段,再尝试将其封装为自定义积木块。从具象场景中剥离出抽象模式的过程,正是模式识别能力生长的关键节点。
剧本编创,以故事链接贯通算法逻辑。算法对小学生而言高度抽象,若以纯技术视角讲解顺序、循环与分支,极易陷入枯燥的指令堆砌。将算法逻辑嵌入故事线索之中,学生便能在叙事推进中不自觉地完成程序结构的搭建。教师可设计“分支剧情创编”项目,要求学生以Scraino制作包含多结局的互动故事:主角走到岔路口时玩家作出选择,不同选择触发不同情节。以“森林探险”为例,学生先在纸面上画出故事的树状分支图,标注每个节点的条件判断——选择左边小路遇到河流需搭桥,进入循环结构反复搬运木板直到桥面铺满;选择右边小路遇到守卫需答谜题,进入条件嵌套答对放行、答错提示后重新作答。纸面剧本完成后,学生将每条故事线逐一转化为积木序列,此时顺序、分支与循环不再是孤立术语,而是情节向前推进的内在引擎。教师还可鼓励同桌互换作品试玩,以玩家视角检验剧情流转是否顺畅,倒逼编写者审视算法结构的严密性。
角色建模,以特征提炼深化概念抽象。抽象思维的培养难点在于,学生习惯关注事物的外在细节,却难以主动剥离表象、提取共性特征。教师可从“宠物收容站”项目切入,要求学生设计多种虚拟宠物——小狗、小猫、鹦鹉、仓鼠,每种宠物都能被喂食、抚摸并查看心情值。初始阶段多数学生倾向于为每种宠物分别编写独立代码,但随着种类增多,重复劳动的负担迅速暴露出来。此时教师可引导学生将四种宠物的行为清单并列对比,发现“进食后饱腹值增加”“被抚摸后心情值上升”“长时间无互动则心情值下降”等逻辑在所有角色中完全一致,差异仅在数值参数与外观造型上。在此基础上学生可创建一个“通用宠物”自定义积木模板,将共性行为封装其中,再为每种宠物输入不同参数——小狗每次喂食饱腹值加10,小猫加8,鹦鹉加5。从“逐个编写”到“提炼模板再实例化”的转变,让学生真切体会到抽象并非丢弃信息,而是在保留核心结构的前提下实现更高效表达。
协同调试,以迭代纠错培育反思评估。编程教学中最容易被忽视的环节往往是调试,多数课堂将重心放在“写出能运行的程序”上,却很少给学生留出系统排查与反思的空间。教师可引入“结对调试”机制,让两名学生交换各自存在缺陷的作品,以“代码侦探”的身份为对方查找并修复问题,同时在“调试记录卡”上逐条写明:发现的异常现象、推测的原因、尝试的修改方案以及修改后的实际效果。以“自动绘制多边形”项目为例,某学生的程序本应绘制正五边形,运行后却始终无法闭合图形;接手的同伴逐块检查循环体内的旋转角度,发现原作者将外角误设为60度而非72度,修正后图形顺利闭合。完成修复并非终点,教师还应组织“调试复盘圈”,让若干组学生依次展示记录卡中最具代表性的错误案例,共同讨论同类错误的预防策略。先交叉排查、再集体复盘的双层反馈结构,能将零散的纠错经验转化为可迁移的元认知能力,使学生面对新问题时具备自主诊断与修正的意识。
综上所述,计算思维的培养并非一套固定的技术训练流程,而是需要教师将任务分解、模式识别、算法构建、抽象建模与反思评估等能力要素融入真实的编程任务情境之中,让学生在“做中思、思中悟”的过程里逐步内化为自觉的认知习惯。未来,随着人工智能技术在基础教育领域的深度渗透,图形化编程的教学边界还将持续拓展,教师应在实践中不断探索更具开放性与生成性的任务设计,为学生从“学会编程”迈向“用编程思维理解世界”搭建更为坚实的成长阶梯。
(作者单位:淄博文昌湖省级旅游度假区范阳小学)