圖形化編程對小學(xué)生邏輯思維能力提升實踐與研究

【摘? 要】邏輯思維能力是基礎(chǔ)教育的重要培養(yǎng)內(nèi)容，是提升小學(xué)生接觸社會、應(yīng)用知識、破解現(xiàn)實問題的根本所在，教師通過引入圖形化編程課程及相關(guān)工具，能有效培養(yǎng)小學(xué)生的邏輯思維能力，使小學(xué)生用理性的思維看待現(xiàn)實世界，挖掘現(xiàn)實世界的內(nèi)在特征及運作機理。如何應(yīng)用圖形化編程培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，成為我國小學(xué)普遍面臨的問題。

【關(guān)鍵詞】圖形化編程;小學(xué)生;邏輯思維能力

中圖分類號：G623? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：0493-2099（2020）32-0082-02

【Abstract】Logical thinking ability is an important training content of basic education. It is the foundation for improving elementary school students exposure to society， applying knowledge， and solving real problems. Teachers can effectively cultivate their logical thinking ability by introducing graphical programming courses and related tools to make them use Rational thinking looks at the real world and discovers the inherent characteristics and operating mechanism of the real world. How to apply graphical programming to cultivate students' logical thinking ability has become a common problem faced by elementary schools in our country.

【Keywords】Graphical programming; Primary school students; Logical thinking ability

一、圖形化編程的理論內(nèi)涵

圖形化編程語言也稱為G語言，是相對編程語言而形成的新概念及新思路，能結(jié)合我國傳統(tǒng)文化的精髓，提供更便捷、更方便的計算機編程方法，使編程環(huán)境簡單明了、直觀清晰。在編程方式上，圖形化編程主要由圖標(biāo)模塊構(gòu)成，將文本指令替換成“圖形標(biāo)志”，使編程過程變?yōu)閳D形的簡單排列與組合。如“選擇結(jié)構(gòu)”和“循環(huán)結(jié)構(gòu)”等文本指令都可用圖標(biāo)模塊來表達，操作者可通過簡單的排列，實現(xiàn)既定的編程目標(biāo)或功能。簡而言之，在圖形化編程中，不同的圖形模塊都代表著不同的代碼塊，擁有不同的編程功能，將其進行羅列或拼接，能實現(xiàn)簡單的動作演示，而這種“動作”又可通過反復(fù)的重組與羅列，構(gòu)建出完整的程序系統(tǒng)。在操作過程中，編程者可通過鼠標(biāo)拖拽，實現(xiàn)對文本語言的編織及程序的構(gòu)建。在圖形化編程理念不斷完善與發(fā)展的過程中，我國先后推出了游戲化編程工具，即將電子游戲中的闖關(guān)升級、任務(wù)設(shè)置及角色道具等元素融入圖形化編程中，使學(xué)生在升級闖關(guān)中感受到編程的樂趣，進而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)編程教學(xué)刻板生硬、枯燥乏味的問題，極大地提升了編程教學(xué)的實效性與有效性。

二、圖形編程與邏輯能力的聯(lián)系

邏輯思維能力主要指合理、正確思考的能力，即對客觀事物進行分析、比較、觀察、概括、抽象、綜合、推理及判斷的能力，采用合理的邏輯手段，有條理而準(zhǔn)確地表達自己思維的能力。在基礎(chǔ)教育階段，邏輯思維能力是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力，同時也是處理現(xiàn)實問題所必備的主要能力。小學(xué)教師要想培養(yǎng)學(xué)生扎實的邏輯思維能力，必須從知識應(yīng)用能力、想象能力、語言能力、識圖能力等方面出發(fā)，通過知識的積累和應(yīng)用，了解客觀事物的本質(zhì)和差異，進而延伸事物的邏輯范疇，使事物間的內(nèi)在聯(lián)系有效地呈現(xiàn)出來，隨后用語言將事物的邏輯特征及內(nèi)在聯(lián)系進行具體而全面的表達。如，為了讓圖形程序工具中的角色動起來，小學(xué)生需要厘清圖形編程工具中的跑步動作和擺臂動作等之間的聯(lián)系，從而排列出有效的動作組合，實現(xiàn)既定的編程目標(biāo)。而在日常教學(xué)過程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生用語言表達自己的編程過程，梳理程序或動作間的邏輯結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的語言表達能力，使小學(xué)生的邏輯思維能力培養(yǎng)更全面、更具體、更有針對性，更符合現(xiàn)代教育體系的發(fā)展需求。

三、圖形化編程在邏輯思維能力培養(yǎng)中的應(yīng)用

（一）創(chuàng)設(shè)情境和任務(wù)驅(qū)動

教師通過演示已完成的編程作品，能有效地激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)作的積極性與熱情，使學(xué)生真正地有興趣、有意識地參與到圖形化編程課程中。首先，教師應(yīng)營造積極歡快的教學(xué)情境，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)枯燥沉悶的課堂氛圍，提升課堂的活躍度。通過成果展示的方式，引導(dǎo)學(xué)生感受已完成作品的優(yōu)勢和效果，并以“同學(xué)們，其實你們也能做出這樣的作品來”的話語，引導(dǎo)學(xué)生參與到圖形編程的創(chuàng)作過程中，以此實現(xiàn)基本的情景創(chuàng)設(shè)和任務(wù)導(dǎo)入目標(biāo)。其次，構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動。教師應(yīng)制定出符合學(xué)生性格特征及學(xué)習(xí)特點的教學(xué)任務(wù)，幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式下，積極地探索并挖掘圖形化編程知識。最后，架設(shè)游戲情境，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，將圖形編程課程作為游戲課程、通識課程或娛樂課程，使游戲中的等級體系、獎勵及懲罰機制有效融入課程教學(xué)中，從而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主觀能動性。

（二）知識導(dǎo)入和功能實現(xiàn)

圖形化編程教學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容是介紹并傳授圖形模塊的功能和作用，然而這部分內(nèi)容較為枯燥，學(xué)生難以有效地掌握所有的知識內(nèi)容。所以在課堂實踐中，教師應(yīng)以目標(biāo)設(shè)立的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐漸掌握圖像模塊的基本內(nèi)容和功能。筆者在課堂授課時，通常以移動圖形角色作為功能介紹的媒介，使學(xué)生在目標(biāo)實現(xiàn)的過程中，逐漸探索出相應(yīng)的知識點。如：“同學(xué)們，我們在現(xiàn)實生活中是怎么跑或怎么走的？”小學(xué)生會自然而然地說“用腳和腿”，隨后，筆者便通過多媒體設(shè)備，展示代表“腿”和“腳”或擁有移動功能的模塊，以此類推，使學(xué)生在潛移默化中掌握復(fù)雜的圖形化編程知識，進而幫助學(xué)生從“動作”和“控制”模塊入手，逐漸了解“外觀”“聲音”“函數(shù)”“物理”“運算”等圖形模塊功能。在整個知識導(dǎo)入的過程中，教師應(yīng)保留幾個較為簡單的圖形模塊，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、判斷、實踐探究特定圖形模塊的功能特征及編程作用，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

（三）編程實踐與邏輯培養(yǎng)

創(chuàng)設(shè)情境、知識導(dǎo)入是教師利用圖形化編程課程提升學(xué)生邏輯思維能力的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，教師可在知識導(dǎo)入部分簡單地培養(yǎng)學(xué)生的問題分析、觀察及判斷能力。教學(xué)中，教師應(yīng)通過編程實踐深化圖形編程知識，鞏固并深化學(xué)生的邏輯思維能力。首先，以競賽游戲為媒介，引導(dǎo)學(xué)生分析圖形模塊的邏輯聯(lián)系及應(yīng)用依據(jù)。如在劃船游戲中，學(xué)生要想讓船只動起來，需要在動作模塊中尋找相應(yīng)的動作功能，并分析如何利用圖形模塊提升角色的速度，隨后在正式比賽過程中（利用互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用機制，將不同學(xué)生的圖形模塊端口聯(lián)系起來，構(gòu)建出基本的網(wǎng)絡(luò)游戲模式），引導(dǎo)學(xué)生利用已有的編程框架，進行競賽。其次，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生在競賽中的表現(xiàn)情況，總結(jié)學(xué)生所存在的問題，并引導(dǎo)學(xué)生利用“想象”和“邏輯推理”的方式，發(fā)掘問題的形成原因，徹底解決當(dāng)前所存在的問題，提升學(xué)生的邏輯思維能力。此外，教師也可通過引導(dǎo)學(xué)生比較自己和其他同學(xué)的差異，了解圖形編程的方法和技巧，增強自身的編程能力。

四、結(jié)語

圖形編程邏輯嚴密、功能強大，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，然而在教學(xué)實踐中，教師應(yīng)準(zhǔn)確把握教學(xué)重點，將邏輯思維能力培養(yǎng)作為教學(xué)核心，通過情景架設(shè)、知識導(dǎo)入、編程實踐等方式，循序漸進、有層次地培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，提升學(xué)生問題分析和解決能力，從而為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

注：本文為中國教育技術(shù)協(xié)會“十三五”規(guī)劃重大研究項目《基于游劃化學(xué)習(xí)的教育創(chuàng)新實踐研究》“區(qū)域?qū)嵤┮杂嬎闼季S培養(yǎng)為核心的人工智能暨編程教育的策略研究”（項目編號：P132YXHXX064）的研究成果。

參考文獻：

[1]王禹.中職Arduino單片機圖形化編程教學(xué)實踐——以單片機控制LED燈閃爍課程為例[J].職業(yè)，2015（09）.

作者簡介：荀達（1988-），男，漢族，山東省萊陽市人，本科，二級教師，研究方向：小學(xué)信息技術(shù)教育教學(xué)。

（責(zé)任編輯? 王小飛）