编程对小学生逻辑思维能力提升实践与研究

发表时间:2021/4/25   来源:《中国教师》2020年第35期   作者:刘忠彬
[导读] 当今社会,信息技术的发展度和推广度在一步步提升

        刘忠彬
        甘肃省临泽县滨河小学   734200

        摘要:当今社会,信息技术的发展度和推广度在一步步提升,随着素质教育的扩展,教育不再只是注重学生的文化成绩,更多时候开始侧重于学生的综合能力,少儿编程开始在基础教育方面发挥着重要作用。学习编程有利于培养小学生的计算能力,逻辑思维能力和自身的创新能力。同时,编程思维也将进一步促成学生的创造力,团队协作能力和系统性思维的养成。目前,多元化的编程教程已经走进了小学信息教学的课堂,极大程度上满足了当下教育的需求。实现信息教育的良好规划,才能让编程进一步的融入小学教育之中。因此,在信息教学中应该引导学生在趣味教学和互动中发展编程思维能力,实现编程在小学教育中的良性发展。
关键词:小学生;趣味编程;编程思维;
引言:
        随着时代的迫切需要,智能时代已经来临,学习编程是时代的需要。如今很多欧美国家将编程能力作为与阅读、写作、算数能力并列的四大基本能力之一,少儿编程成为了欧美中小学生的主流课程之一,在国内也得到了很大重视,由此编程学习的低龄化已成为近年来全球教育的新趋势。小学中高年级的学生,处于他们抽象思维培养的重要启发和蓄势阶段,初中和高中阶段则是抽象思维质变期和成熟期。对于小学生来说,成熟前的思维可塑性更大,而在初中思维质变期之前,做好抽象思维的蓄势和启发准备显然至关重要,而编程设计,无疑是该阶段非常合适的一门课程。
1.编程对小学生思维、能力的影响
1.1关于逻辑思维
        逻辑思维是指将思维内容联结、组织在一起的方式或形式。思维是以概念、范畴为工具去反映认识对象的。这些概念和范畴是以某种框架形式存在于人的大脑之中,即思维结构。这些框架能够把不同的范畴、概念组织在一起,从而形成一个相对完整的思想,加以理解和掌握,达到认识的目的。因此,思维结构既是人的一种认知结构,又是人运用范畴、概念去把握客体的能力结构。[ 萧浩辉,决策科学词典:人民出版社,1995]
        教师应该注重培养学生的逻辑思维能力,以此来开发儿童的智力。逻辑思维,也被称为抽象思维,思维是人脑的功能,同时也是人脑的特征,是人脑反映客观事物的总概括。
         
1.2编程设计培养学生系统和抽象的逻辑思维能力
        在信息化课堂编程教学中,学生通过学习编程语言,学会在每个程序任务前进行整体性的分析:把一个复杂的大问题拆解成多个可执行、易理解的小问题,高效地解决细分后的问题,聚焦于最重要的信息,忽视其中的无用细节,设计一步一步的解决路径,直到解决整个问题。尤其是在学生面对复杂度较高的任务时,学生首先需要学会将复杂任务拆分为一个个简易的小任务,然后达到逐个击破,最终解决问题、完成任务。而在这个任务拆分又重新组合的过程中,锻炼了学生须立足于整体,从整体和部分的相互作用过程中认识和把握整体的意识。
        培养学生在编程设计中经常以编程思维模式进行思考,有利于潜移默化地加强他们自身的思维习惯,在学习算法过程中,尤其能锻炼学生的抽象思维能力。编程中只有“0”与“1”,即“对”与“错”,没有其他值的存在。学生在编程调试过程中,不断对程序进行合理性以及是否符合逻辑等情况的判断,来分析程序是否无法正常运行或运行结果与期望值不符,一旦证明算法中出现了错误,就说明程序中出现了bug,我们就要把整个任务重新走一遍并关注每一步任务的结果,通过不断的对程序代码进行回溯、调试和纠错,使程序得以成功运行。
1.3程序设计教学与思维能力
        信息技术教学对逻辑思维能力的培养逐步起着至关重要的作用,培养学生的逻辑思维能力对学生素质的全面发展和提高,以及张扬学生个性方面都起着独特作用。小学阶段的程序教学主要侧重于培养学生良好的计算机操作基础,强化学生的基本操作学习,让学生对计算机课程充满兴趣,为今后的计算机学习开端奠定良好的基础。

而从高年级开始,逐步把教学的重点放在如何培养学生的逻辑思维能力上,小学创客在编程教学中注重趣味性,强调互动场景,在小学中通过游戏化和体验化的方式来开展,以实现“玩中学”为主。
2.编程教学设计的实践
2.1 小组合作学习法---LOGO程序设计实践
        LOGO程序设计是现在中小学信息技术教育的重要内容之一。LOGO语言具有较强的功能,同时因其语言的简单性又容易被青少年或初学者所掌握。
        在当下的新课程教育理念中,小组合作是一种值得提倡的教学方法,能够让学生共同完成学习目标。在小学信息技术的编程教学中.遵循学生认知规律的客观性,教师应该科学地安排协作学习小组,让学生在编程设计中通过相互合作.逐步形成计算能力、逻辑推理能力。
        例如,在带领学生学习《小金鱼画爱心》时,教师应策划学生小组协作的发挥:“同学们,大家认为小金鱼能够游出怎样的路线呢?”,学生们就会七嘴八舌地说出圆形,三角形等内容,教师引导各个小组选择其中的一种图形,带领他们熟悉“右转”“左转”“后退”等一系列命令的基础操作,引导学生们在小组中不断
        尝试。学生们通过小组合作,在探究中学会分析并解决问题,学生的编程思维能力得到提高。
2.2 快乐学习法---scratch程序设计实践
        scratch,是美国麻省理工学院开发的、专为八岁以上儿童设计的一 款图形化开源编程软件,其语言很简单,以搭积木的方式来完成程序的编写。另外它还有一个视觉图像库,能将不同类型的媒体,如图像、音乐、声音等互相组合。它能以编程的方式完成各种交互类的游戏、动画、故事片、音乐,并能模拟物理现象,非常适合小学生学习,为信息技术课堂增添了新的活力。通过实践发现,scratch为培养学生的逻辑思维能力、解决问题能力提供了帮助,更重要的是,通scratch教学,学生创新能力的培养得到了很好的落实。[ 张琰,程序设计教学对儿童逻辑思维的影响研究:2014
]
        Scratch语言的学习,对于小学生学习编程来说,可以脱离写代码来完成编程-只需要拖动图形化程序块即可学习编程,让学生可以在轻松创造的过程中学习编程能力。
        例如,在scratch教学中知道打地鼠小游戏:
        (1)教师带领学生共同对打地鼠程序进行总体的分析设计确定程序的流程图。
        (2)教师对学生进行程序的角色分析和动作分析。
        教学过程的设计就必须以学生为中心,立足于学生独立性的发展,实践教与学的真实互动。
结论:
        LOGO程序设计和Scratch程序设计课程教学对小学生的逻辑思维能力的提升有显著效果。学习程序设计对学生理解抽象概念,养成解决问题的思维能力有积极影响。
注:本文为2019年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“利用信息化创意智造对小学生创新能力提高的研究"(课题立号:GS[2019]GHB0726)成果论文
         
参考文献:
        [1]张源源.基于培养计算思维的小学编程教育课程的开发与实践[J].计算机与网络,2020,46(13):39.
        [2]莫青云.基于游戏化编程培养小学计算思维的教学研究述评[J].电脑编程技巧与维护,2020,(4):31-32.
        [3]徐建华,李晓明,顾问,李菲.基于STEAM教育理念的少儿编程教育研究[J].电脑知识与技术,2020,16(28):168-169.
        [4]周艺添.小学编程教学中抽象思维的培养[J].教育信息技术,2020,(5) : 19-22.
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