基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養(yǎng)

沈浩

【摘 要】在信息技術快速發(fā)展的當今時代，編程成為了小學生需要要學習的重要內(nèi)容，計算思維也是學生需要掌握的必備技能。結合數(shù)字化信息和人工智能的有效利用，加大計算思維素質(zhì)的培養(yǎng)是極其重要的。尤其是針對游戲化編程的設計，讓小學生在擁有興趣的同時，拓展在計算思維能力方面的潛能開發(fā)。在游戲化教學的基礎上，設計計算思維的教學模式。本文按照皮亞杰的建構主義理論觀點為核心，從游戲化的編程教學入手，來分析學生的指向計算思維能力的提升。

【關鍵詞】游戲化編程;小學生;計算思維;策略

從建構主義的核心出發(fā)，在每位小學生擁有不同“圖式”的基礎上，讓他們?nèi)绾稳ダ斫膺@個世界，如何對接觸到的新事物進行認知是比較關鍵的。建構主義對于知識的看法，它們覺得知識不屬于客觀和確定性的，而是處于動態(tài)的變化過程。同時，每位小學生的經(jīng)驗并不相同，在以后的課堂教學實踐活動中，應該避免那種填鴨式教學，利用游戲化的編程設計，發(fā)展計算思維的新策略。

一、建構主義學習理論與計算思維能力培養(yǎng)的聯(lián)系

1.情境植入。在設計游戲化編程的基礎上，創(chuàng)造獨特的學習環(huán)境。把教學環(huán)節(jié)或者課堂設計為游戲，在情境背景豐富的前提下，從小學生的思想和角度出發(fā)，有利于計算思維能力的拓展。

2.協(xié)作完成。游戲化的教學目標能夠?qū)⑺腊宓某绦蛘Z言，編成趣味的游戲活動，借助學生的團結協(xié)作來構建趣味的課堂。這種協(xié)作方式的運用，也能夠培養(yǎng)小學生們的團隊意識。

3.主動學習。建構主義強調(diào)學習中個體的主動性，游戲化教學進程中，游戲自身就能夠激發(fā)小學生們的挑戰(zhàn)欲望，從而提供了學習的動機。小學生們是信息處理的主體，也屬于意義的主動建構者，老師的作用更像是活動的組織者和促進者。

4.意義建構。學習是從不同經(jīng)歷中創(chuàng)造意義的過程，教師需要根據(jù)自己的經(jīng)驗去進行構建，游戲化編程方法在實施過程中，是不會完全依賴背誦記憶能力的。在計算思維能力不斷得到提升的過程中，逐漸讓學習者自身學會構建知識體系。

二、基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養(yǎng)

（一）基于游戲化編程活動的培養(yǎng)計算思維的策略研究之“解構能力”的研究

在分析問題以后，教師就可以進行方案的設計，從而引導學生進行子部分的解決方案分析。但是在此之前教師都要完成對故事元素的分解訓練。在運用解構能力的基礎上，構思完成整個作品，要將每一項基礎角色進行制作。按照操作實例來進行分析，在創(chuàng)建機甲悟空角色中，包括火焰狀態(tài)和迷霧山洞的背景地圖等，對這些故事元素需要全面了解。最終在不同編輯指令下，可以實現(xiàn)整個游戲進程。

（二）基于游戲化編程活動的培養(yǎng)計算思維策略研究之“模式識別能力”的研究

在處于各個模式中，明確本單元要完成的目標，包括在按住空格鍵以后，對游戲中任務角色進行的上升或者下落進行控制。在編程沒有完成前的一段時間內(nèi)，可以對情節(jié)進行抽象認知。對于造型的布置和人物狀態(tài)的區(qū)分，利用算法思維加以識別。由于在實際訓練中，對不同狀態(tài)的人物要進行明顯區(qū)分，機甲悟空選擇飛行還是前進，在針對的具體模式面前，應該培養(yǎng)識別能力。在觸碰到地圖的邊緣時，可以通過選擇語言的方式進行條件判斷。

（三）基于游戲化編程活動的培養(yǎng)計算思維策略研究之“算法設計能力”的研究

在游戲化編程中，對算法設計能力有較高的要求。對游戲操作中的控制，需要依據(jù)算法的設計為前提。利用坐標的移動，在算法設計時借助編程來執(zhí)行。小學生在思考的過程中，會對出現(xiàn)的狀態(tài)進行自主創(chuàng)意設計，通過循環(huán)、克隆等方式置入程序。在創(chuàng)建空中激光的時候，將激光的狀態(tài)圖分別設計。實施背景移動和地圖拓展，加強隨機數(shù)代碼的實現(xiàn)和效果的呈現(xiàn)。

（四）基于游戲化編程活動的培養(yǎng)計算思維策略研究之“模式歸納能力”的研究

在認識到針對同一問題的存在時，會有不同種的解決方案，結合算法思維的抽象化理解，加強循環(huán)變量的使用。按照變量程序控制的實施，用計算思維來加以體現(xiàn)。只有熟悉掌握整個游戲全程的模式變化和狀態(tài)類型，才能夠加強最終的歸納能力培養(yǎng)。對于機甲悟空在完成每項任務后，游戲界面出現(xiàn)的不同字母和畫面需要進行區(qū)分。實現(xiàn)機甲悟空在碰觸能量球的過程中，分數(shù)也在不斷增長的狀態(tài)。在運行的程序結束以后，達到成功統(tǒng)計和保存的目的。在歸納所有的控制量和算法的基礎上，加強計算思維的培養(yǎng)。

三、結束語

在實際的課堂中，游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力培養(yǎng)需要加強對每一步驟的控制。借助學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過程來對學生的計算思維能力進行提升。在皮亞杰建構主義理論的基礎上，分析基于游戲化編程活動的小學生指向計算思維能力，開展對“解構能力”“模式識別能力”“算法設計能力”“模式歸納能力”的研究，最終促使小學生的計算思維能力得到提升。

【參考文獻】

[1]莫青云.基于游戲化編程培養(yǎng)小學計算思維的教學研究述評[J].電腦編程技巧與維護，2020，No.418（04）：33-34.

[2]高晗.芻議如何在游戲化的程序設計中啟迪學生的計算思維[J].新教育時代電子雜志（學生版），2018，000（047）：8.