基于可视化图形编程软件培养小学生计算思维的实践研究
四川省岳池县翔凤学校 蒋薇
摘要：随着信息科技发展和数字时代的形成，作为核心素养重要组成部分的计算思维成为了大数据时代来临背景下学生必备的核心素养之一。本文稿主要探讨如何通过可视化图形编程软件培养小学生计算思维的有效方法以及相关问题。通过教学实践，发现可视化图形编程软件能够降低编程的入门难度，激发学生学习兴趣，进而在计算思维的培养上取得显著成效。本文详细介绍了教学实践的过程、方法、结果，并提出了相应的建议。
关键词：可视化图形编程，小学生，计算思维，信息技术教学
在信息化、数字化、大数据、人工智能等社会特征的背景下，计算思维作为一种利用计算机领域的思想方法解决问题的实践关键能力已逐渐被全球教育界所重视。对于小学生而言，培养计算思维不仅能够提高他们的抽象、分解的逻辑推理和设计算法形成解决方案的问题解决能力，还为他们未来的学习和生活奠定了坚实的思想、思想和方法等基础。可视化图形编程软件无需编程功底，以其直观、易学的特点成为了培养小学生计算思维的有效工具。近年来，我们以此为课题加强了利用可视化图形编程软件对小学生计算思维培养的研究。
一、计算思维与可视化图形编程
计算思维作为一种籍以现代媒介为载体解决问题的思维方式，借助计算机科学基础概念、方法、手段进行问题求解。而可视化图形编程软件随着信息技术的发展如雨后春笋般地出现在大众视野，常用的有编程猫kitten、Blockly、Scratch等，这些可视化图形编程软件一个共同特点就是通过图形化的命令模块、中文界面和叠积木式拖拽的操作方式使得编程过程变得更加直观和易于理解。这种编程方式不仅降低了编程的门槛还使得小学生能够有兴趣地更快地掌握编程的基本概念和方法，提升了他们学习信息科技的主体性和解决问题的实践能力。在全面践行以核心素养为倡导的新课标的今天其意义显得特别重要。
二、运用可视化图形编程软件培养小学生计算思维的教学实践
本研究选取了我校小学三年级学生作为实验对象而进行实施，共进行了为期12个月的教学实践和培养惠及。教学内容主要围绕可视化图形编程软件编程猫kitten展开，通过设计一系列富有趣味性和挑战性的任务引导学生逐步掌握编程的基本概念和技能，并在解决问题中培养计算思维。
（一）教学设计
在教学内容设计上我们遵循了由浅入深、由易到难、从简单到复杂的原则。初期阶段，让学生通过简单的拖拽和组合积木块了解编程的基本流程和逻辑结构。随着课程的深入，逐渐增加了变量、循环、条件判断等高级概念，通过有趣的动画游戏引导学生运用所学知识解决更加复杂的问题。
（二）教学方法
在教学方法上我们采用了项目式学习的方式。每个学生都需要完成一个自己的小项目，如制作一个动画故事、设计一个小游戏等。在项目实施过程中，学生不仅需要独立思考、分析问题、设计解决方案还要并与同学进行交流和合作。教师则作为整个项目实施的过程引导者和方法支持者，为学生提供必要的方法指导和指令帮助，让学生快速体验编程乐趣。
（三）教学评价
在教学结果评价上，我们采用了过程性评价和结果性评价相结合的方式来让学生看我到自我进步与努力方向。过程性评价主要关注学生的学习态度、合作精神和创新能力；结果性评价则通过学生的项目作品来评估他们的编程技能和计算思维水平。
三、教学实践的结果与讨论
经过12个多月的教学实践和培养惠及，我们发现学生在以下几个方面取得了显著的进步：
（一）编程技能。学生能够熟练掌握kitten软件的基本操作以及能够独立完成简单的编程任务。这是很理想的目标。
（二）计算思维。学生在解决问题的编程设计过程中能够运用计算思维的方法、途径进行问题的解决分析和指令判断，表现出较强的逻辑推理能力。
（三）学习兴趣。学生对编程操作明显具有了“我要学”的浓厚兴趣，能够主动参与到学习中来，与同学进行积极的交流和合作。
与传统的文本编程相比，可视化图形编程软件作为一种直观化的操作平台在培养小学生计算思维方面具有以下优势：首先，直观和易于理解，特别是以中文为主的界面和直观化的场景能够降低学生的认知负担，更利于学生快速走进编程世界；其次，可视化图形编程软件更加富有趣味性和互动性，能够更有效地激发学生学习信息科技的兴趣和增强编程动力，体验直观界面生成的各种益智小游戏场景；最后，可视化图形编程软件更加适合小学生的年龄特点和认知水平，能够更好地满足他们“动中学”需求。
然而，可视化图形编程软件在培养上也具有两面性，存在一定的局限性。例如，在处理复杂问题时可视化图形编程软件可能会显得力不从心；在培养学生的抽象思维和算法设计能力方面可视化图形编程软件也可能不如文本编程更加有效。因此，在未来的教学中，我们需要根据具体的教学目标和学生的实际情况来合理选择和使用不同的编程工具和方法，提高培养针对性和有效性，让更多学生参与进来并受到培养惠及。
四、结论与建议
本研究表明，基于可视化图形编程软件作平台来进行小学生计算思维的培养是可行的和有效的。通过合理的教学设计和持续化的培养实施可以有效地激发学生学习兴趣和活动参与动力，提高他们的编程技能和模拟、仿真、验证解决问题的计算思维水平。然而，在教学过程中也需要注意到可视化图形编程软件的局限性，并结合实际情况和需要进行灵活调整实施。
为了进一步推广和深化基于可视化图形编程软件的小学生计算思维培养实践我们提出以下建议：一是加强教师培训，提高教师对可视化图形编程软件和计算思维培养的认识和能力；二是开发更多优质的可视化图形编程教学资源和案例，为师生提供更多选择和支持；三是加强校际合作和交流，共享教学经验和资源，共同推动小学生计算思维培养事业的发展和信息技术教学的经验分享。
参考文献：
[1]杨伦义、郎晓安，基于可视化编程培养中学生的计算思维[J].中国现代教育装备，2022年。
[2]郁晓华等，基于可视化编程的计算思维培养模式研究——兼论信息技术课堂中计算思维的培养[J].远程教育杂志，2017年。
