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摘要：随着职业教育改革工作的深入推进，各高校越来越重视高素质技能型人才的培养工作。中职作为职业教育的起点，在专业课程设计和教学改革的过程中，要进一步强化对学生学科思维及专业思维的培养。计算机类专业一直以来都是职业类院校的热门专业，尤其是伴随着近年来信息产业的快速发展，社会对信息技术类专业人才的需求与日俱增。在中职计算机专业中，计算思维是发现问题、解决问题的一种基本思维方式，在程序设计与图形化编程学习中具有重要的基础性作用。因此，在具体的教学实践中，教师需高效培养学生的计算思维，提高学生的计算机专业能力。本文着重针对图形化编程教学中学生计算思维培养的途径展开分析和研究。
关键词：图形化编程；学生；计算思维；培养
Research on the cultivation of computational thinking of middle school students in Graphic Programming
Chen Chaofei
(Yangchun Teacher Development Center,Yangchun Guangdong,529600)
Abstract:With the deepening of vocational education reform,colleges and universities pay more and more attention to the cultivation of high-quality skilled talents.As the starting point of vocational education,secondary vocational education should further strengthen the cultivation of students'subject thinking and professional thinking in the process of professional curriculum design and teaching reform.Computer majors have always been popular majors in vocational colleges,especially with the rapid development of the information industry in recent years,the society's demand for information technology professionals is increasing day by day.In secondary vocational computer majors,computational thinking is a basic way of thinking to discover and solve problems,and it plays an important fundamental role in programming and graphical programming learning.In this way,in specific teaching practice,teachers should effectively cultivate students'computational thinking and improve students'computer professional ability.This paper focuses on the analysis and research on the ways of cultivating students'computational thinking in graphical programming teaching.Key words:graphical programming;students;computational thinking;training
程序设计是中职计算机专业的必修课程[1]。在以往的专业课教学中，教师大多采用VB开展教学，但相比于VB，图形化编程具有更大的教学优势。图形化编程是将功能代码封装成命令图标，由学习者对命令图标进行拖拽连线，然后完成相对应的文本式编程任务。图形化编程可以有效降低学习难度，激发学生的学习兴趣，提高学生的编程能力。因此，当前在中职计算机类专业的程序设计模块学习中，图形化编程课程已经成为引导学生入门编程的重要抓手。本文主要结合图形化编程教学阐述中职计算机专业学生计算思维培养的优化策略。
一、图形化编程教学及计算思维概述
(一)图形化编程
提到计算机专业，很多人都会想到编程、程序员这一类的名词。而提及编程，在大多数人的认知里，编程就是写代码。对中职学校的学生来说，他们大多是初次接触编程这一类的专业知识，加上中职阶段学生的思维能力和认知能力都处于发展阶段，因此，对学生来说，要学好这部分的内容存在一定困难。为了更好地帮助学生接受和理解相应的编程知识，中职计算机专业正在逐步引入图形化编程的教学模式[2]。简单来说，图形化编程就是编写有界面的程序。在进行程序设计时，学生可绘制图形、图标来代替传统代码，高效开展程序的编写工作。图形化编程的教学能够很好地帮助学生完成编程的入门学习，并为后续更高层次的编程学习奠定坚实基础。当前，图形化编程的应用范围非常广泛，尤其是在人机交互领域，软件部分大多采用图形化编程的手段，更方便用户进行直观操作[3]。图形化编程教学旨在通过相应的训练，培养和提升学生的创新思维、计算思维和编程思维，帮助他们更好地掌握计算机科学的底层逻辑，有效解决在未来学习中遇到的各种问题。相比于传统的代码编程，图形化编程更加简洁、直观、易上手。
(二)计算思维
随着信息时代的到来，计算思维已经成为当前社会发展进程中一种不可或缺的基本思维方式。具体来看，计算思维主要指个体在应用计算机科学及相关知识解决问题时的思维活动。计算思维强调的是思维过程，关注的是人们能否清晰、直观地将抽象复杂的问题以信息处理的方式有效表达出来。近年来，各级、各类学校都非常重视对学生计算思维的培养，而培养学生的计算思维，开展和实施编程教学是有效路径[4]。对中职学校来说，其本身就设有计算机类专业，中职学校应立足自身的专业优势，切实提高计算思维培养的质量和效率。在中职学校的传统计算机专业课程教学中，大部分是以计算机实操为核心开展相关知识和技能的教学，而伴随着计算思维这一概念的提出，中职计算机专业逐渐转变为以知识传授为核心的教育理念，并基于计算思维更多地关注学生在信息科学领域的概括能力、构造能力及推演能力的培养[5]。具体来说，概括能力是学生在相应的情境中发现问题和思考问题，并在思考问题的过程中对主要的、共性的内容进行提取，然后依靠计算模型对其加以抽象化表达的能力。构造能力是学生进行过程设计的能力。计算思维的核心是自动化，自动化是指将复杂的事情进行程序化处理，而在程序化处理和设计的过程中就考验着学生的构造能力。推演能力是学生通过具体的操作和预演发出相应的指令，看指令响应后与结构图或流程图设计的结果是否一致，再根据具体执行情况进行优化的能力。
二、基于计算思维的中职图形化编程教学框架设计
(一)宏观框架设计
在中职图形化编程教学中，教师要想培养学生的计算思维，首先需做好相应的宏观教学框架设计。一般来说，在组织课堂教学的过程中，教学过程分为课前、课中、课后三个阶段，也就是前期分析、教学过程和课后评价这三个方面。从具体内容来看，前期分析包括学习者分析、教学目标分析及教学内容分析；教学活动设计包括教学进度、教学策略及教学工具；教学评价包括过程性评价和总结性评价。其中，在教学活动设计过程中，教师需要明确相应的学习目标，并通过图形化编程实例引导学生思考，助力他们养成对应的计算思维概念。在教学活动的实施过程中，教师应培养学生的计算实践能力，使之完成相应的编程任务，并不断加以完善和调试。
(二)微观框架设计
基于图形化编程方式的微观教学框架设计应包括创设情境、提出问题、知识回顾这三部分。首先是创设情境，教师针对教学内容及其特点为学生创设具体的学习情境，让学生能够在情境中加深对知识的理解。其次，在完成情境创设后，教师要提出相应的问题，通过口头提问或媒体演示的方式来激发学生的探究欲望。比如，教师提问：“同学们，通过老师的图形化编程演示，你们想知道这样的功能是如何实现的吗？你们想不想也编出一个这样的程序？”这种形式的提问能够引发学生的思考，使学生在心理上产生求知欲，引导学生用计算思维将大问题分解为小问题。最后是知识回顾，在整个教学过程中，知识回顾是非常重要的一个环节。教师在讲授新课时，要注意将当下学习的知识点与之前学习过的知识联系起来，尤其是算法和程序的教学。相比于代码教学，图形化编程更有利于学生记忆，但是如果不能及时复习，也会导致学习效果不佳。教师要指导学生进行旧知识的延伸，指导学生进行知识分析并用计算思维解决问题，以此使学生通过独立思考完成知识的过渡。
三、中职图形化编程教学中学生计算思维培养的策略
(一)通过优化教学内容培养学生计算思维
在中职图形化编程教学中，教师要想培养学生的计算思维，首先要实现对教学内容的优化整合，以计算思维为导向对教学内容进行模块化设计。当前，在各中职学校的计算机专业教学中，关于图形化编程的教材使用并不统一，有些教材无法很好地满足计算思维培养的需求。这时，就需要相关专家和一线教师共同努力，对教材进行深入挖掘，以计算思维的培养为导向，对教材内容加以整合，做好模块化设计，把握好图形化编程教学的方向[6]。同时，将图形化编程与当前社会生活紧密结合，在每个教学模块中设定对应的计算思维培养着力点。比如，在人机交互和场景应用模块，研究人员可以将培养学生的构造能力作为着力点。模块教学内容之间要有一定的衔接性，能更好地体现计算思维的连贯性和一致性，使学生在运用计算思维思考问题和解决问题时能够高效实现知识迁移。除此之外，在图形化编程教学中，每个教学模块都要设计对应的模块任务，学生完成任务的过程就是完成知识内化的过程。其间，能实现计算思维能力的提升。
(二)通过联系生活实际培养学生计算思维
教师要做好有关教学资源和案例的整合，将与图形化编程设计有关的真实案例和生动的生活情境引入课堂，对学生进行有针对性的计算思维培养。如此，不仅能够丰富图形化编程教学的内容，还能够让同学们更好地将计算思维与生活场景相结合，切实提高学生的计算思维应用能力[7]。比如，在图形化编程教学中，教师给出一个具体的情境：厨师在做菜时，一共有三个灶头，后厨中锅碗瓢盆的总量是不变的，厨师在上菜时，一个灶头做荤菜，一个灶头做素菜，还有一个灶头专门用来做甜点，教师可引导学生根据这个情景来设计合理高效的做菜流程图。通过创设这样一个生活情境，教师能够将流程设计的抽象问题具象化。对具备计算思维的学生来说，既要考虑做菜的效率，又要考虑上菜时荤素及甜品的搭配。从计算思维的角度来说，联系生活实际可以在有限的资源范围内进行并行流程设计，从而加强学生对图形化编程中并行计算这一部分内容的运用。在现实生活中还有很多类似的情境，比如购物时会有明确的分类标识，这对应计算机中的分类分组内容。再比如，人们在丢失物品之后往往第一时间会原路返回寻找丢失物品，这对应计算机中的回溯算法。这些实际问题的解决都离不开对计算思维的运用。在具体教学的过程中，教师要善于选取生活中的常见情境，引导学生将图形化编程设计思维运用于实际生活，让学生在解决这些现实问题的同时实现计算思维的培养。
(三)通过创新教学模式培养学生计算思维
在中职图形化编程教学中，要想培养学生的计算思维，教师要不断创新教学模式，优化计算思维培养的方式方法，切实提升计算思维培养的质量和效率。在具体教学过程中，专业教师要更加关注学生的兴趣和学生的实际需求，比如可以采取任务驱动、游戏教学等多种方式来培养学生的计算思维，提高学生的学习热情和兴趣。例如，教师在完成相对应的模块学习后，可以让学生自主完成相应的结构图设计。同时，教师可以采取任务驱动教学法，将学生分成不同的小组，让每个小组自主完成图形设计和指令设计并进行相应的预演，以确保指令的顺利执行[8]。每个小组在完成相应的任务之后，可以在课堂上逐一进行演示。在演示的过程中，学生可能会遇到诸多问题，这时教师需及时对相关问题进行分析、归纳和总结，并在解决问题的过程中训练和培养学生的计算思维。之后，教师要对每个小组的任务完成情况进行综合评价，了解学生计算思维的体现和运用程度。小组评价能够让学生对图形化编程知识产生兴趣，达到事半功倍的教学效果。
四、结语
在中职图形化编程教学中，教师要想培养学生的计算思维，就必须实现教学内容的模块化设计、生活情境的创设及教学方式方法的创新，在培养学生计算思维的同时，促进学生信息素养、创新意识及逻辑思维的全面发展，切实提高教学效率和计算机专业人才培养质量。
【参考文献】
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[3]费晓燕.浅谈中职信息技术教学中学生计算思维的培养[J].中学教学参考，2021(27).
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[5]罗川兰，张川，邓江华.小学生计算思维培养——以“吃火锅”编程教学为例[J].中小学信息技术教育，2021(04).
[6]唐上观.初中编程猫教学中计算思维培养的策略[J].教育信息技术，2021(03).
[7]邱磊，李娟.基于可视化编程培养中学生的计算思维[J].天津教育，2020(01).
[8]刘睿.中文可视化编程对中学生计算思维培养策略的研究[J].高考，2018(16).
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