基于可视化图形编程软件培养小学生计算思维的有效策略研究

——以编程猫Kitten为例

四川省岳池县翔凤学校  蒋晓丽

摘要：随着信息科技的迅猛发展和人们对信息科技核心素养培养重视程度的进一步提高，计算思维已成为小学生必备核心素养中的“重要成员”之一。可视化图形编程软件以其直观、易学的特点成为培养小学生计算思维的重要工具。本文以编程猫Kitten为例探讨基于可视化图形编程软件培养小学生计算思维的有效策略，并通过实践案例加以验证。

关键词：可视化图形编程软件；计算思维；培养；编程猫Kitten；有效策略

计算思维，在信息技术高度发达的今天作为一种新的思维方法和问题解决的思考方式得到了人们的极度重视，原因在于这种思维方式采用的是以现代信息技术科学领域独有的基本概念、方法、思想为主要凭借的思维模式去解决问题的一种特殊思维方式。在小学阶段，培养学生的计算思维使之有抽象、分解、建模、算法设计等思维习惯有助于他们更好地适应未来的学习和工作。可视化图形编程软件以其直观、门槛低、易掌握、易上手的特点，成为很多学校培养小学生计算思维的首选工具。编程猫Kitten作为一款专为儿童设计的可视化图形编程软件自然可以获得儿童编程学习的“芳心”，其通过拖拽积木式的编程方式让儿童轻松掌握编程的基本概念，如顺序、循环、条件判断等，这样就可为培养小学生计算思维提供有力的支持和便捷。

一、编程猫Kitten软件特点及其在培养计算思维方面的优势

（一）编程猫Kitten软件具有以下特点

1.界面友好，操作简单。编程猫Kitten采用图形化界面和中文标识，通过拖拽积木的方式完成编程无需编写复杂的代码，降低了入门难度，很适合小学生使用。

2.丰富的游戏资源。编程猫Kitten内置了众多有趣的游戏资源，可以激发学生参与兴趣，让他们在玩游戏的过程中不仅能学习到编程知识还能促进学生思维逻辑建构，发展计算思维。

3.强大的功能支持。编程猫Kitten支持顺序、循环、条件判断等多种编程概念，有很好的动画效果，可以满足小学生在不同阶段的学习需求以及不同编程的思维模式。

（二）在培养计算思维方面编程猫Kitten具有以下优势：

1.直观性。通过可视化图形编程，学生可以直观地看到程序运行的过程和结果，有助于他们理解计算机的工作原理和编程思想。

2.易上手性。编程猫Kitten操作简单的特点深得学生认可，学习者只需利用鼠标拖拽如同积木的指令即可完成编程，无需具备专业的编程知识，降低了学习门槛。

3.趣味性。编程猫Kitten内置了众多有趣的游戏和动画资源，可以把让学生在玩游戏的过程中学习编程知识的梦想变成现实，从而达到激发他们学习兴趣、增强主体作用发挥动力的效果。

二、基于编程猫Kitten培养小学生计算思维的有效策略

（一）游戏化教学策略

利用编程猫Kitten丰富的游戏资源可以设计出富有趣味性的编程任务。通过完成游戏关卡营造氛围，让学生掌握编程知识，培养计算思维。例如，设计一个“接苹果”游戏学生需要编写程序控制角色移动以接住下落的苹果。在这个过程中，学生学会了使用循环和条件判断等编程概念，同时也在此过程中锻炼了问题分解和算法设计能力。

（二）项目式学习策略

引导学生利用编程猫Kitten解决实际问题或完成实际项目。通过项目式学习的组织实施让学生在解决实际问题的过程中掌握编程技能，培养计算思维。例如，设计一个“智能避障小车”项目，学生需要编写程序控制小车在遇到障碍物时自动改变行驶方向。在这个过程中，学生不仅需要运用所学编程知识还需要发挥想象力和创新精神，从而有效锻炼计算思维能力。

（三）协作式学习策略

鼓励学生分组合作，共同完成项目或解决问题。通过协作式学习，不仅可在培养学生团队合作精神的同时也还有助于提高他们计算思维能力。例如，搭建一个“编程接力赛”协作式学习活动，让每个小组接力编写程序，学生协作完成一个任务。在这个过程中，学生不但需要相互沟通、协作配合还需要考虑到效果的整体实现，这样就有效提高了学生计算思维能力和合作精神。

三、实践案例分析

在我校小学三年级的编程课程中，一教师采用上述策略进行实践。首先，教师通过游戏化教学策略引入编程猫Kitten软件，让学生在和谐有趣的氛围中开启熟悉软件操作的学习之旅。在游戏环节，学生们积极参与，通过完成“接苹果”等游戏关卡逐渐掌握了循环、条件判断等编程概念。

接着，教师采用项目式学习策略引导学生完成一个“制作动画故事”的项目。学生们根据项目需求，运用所学编程知识制作动画角色、设计故事情节等。在这个过程中，学生们充分利用已有的编程基础和发挥想象力，制作出了各具特色的动画编程效果。

最后，教师采用协作式学习策略组织学生分组合作完成一个“编程挑战赛”任务。每个小组的学生需要依次编写程序完成一个挑战任务，如控制小车沿指定路径行驶等。在这个过程中，学生们相互沟通、协作配合，共同解决了问题。这样的教学实施不仅提高了计算思维能力还培养了团队合作精神和沟通能力。

四、结论与下步打算

通过实践案例分析可以看出，基于编程猫Kitten的可视化图形编程软件在培养小学生计算思维方面具有显著效果。游戏化教学策略、项目式学习策略和协作式学习策略是有效的培养策略。这些策略不但可以在激发学生学习兴趣和增强编程动力上收到明显的实施效果，还能帮助他们在没有压力的愉悦氛围中掌握编程知识，而获得以计算思维为主要的素养培养。

然而，不足的是本研究仍存在一定局限性，如样本规模较小、实验时间较短等。在接下来的实践研究中我们将进一步扩大样本规模、延长实验时间以验证这些策略的长期效果。同时，也要更加积极地探索更多创新性的教学策略以更好地培养小学生的计算思维，甚至拓展研究空间，组织更多的研究人员加入到该阵营中去，进一步优化研究成果，获得可复制的操作方法，甚至育人模式。此外，还可以研究如何将编程猫Kitten与其他学科相结合，实现跨学科教学，进一步提高学生的计算思维，实现核心素养全面发展。

参考文献：

[1]张锦东，思维可视化工具在小学信息技术学科计算思维培养中的应用研究[J].教育观察，2017年。

[2]黄雪英，基于可视化工具的小学生计算思维培养——以Scratch教学为例[J].海外文摘·学术，2020年。