培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

陳麗文

在信息時(shí)代，計(jì)算思維是人們認(rèn)識(shí)問題、解決問題的重要工具之一。周以真教授提出計(jì)算思維就是像一個(gè)計(jì)算科學(xué)家一樣思維。在計(jì)算思維學(xué)習(xí)過程中，一個(gè)人學(xué)習(xí)的是計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念。使用“計(jì)算思維”而不是“計(jì)算機(jī)編程”那是因?yàn)楦嗟氖怯?jì)算機(jī)科學(xué)而不是計(jì)算機(jī)編程。計(jì)算思維概念最初是在大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域中興起的，是為了闡述學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與從事計(jì)算機(jī)專業(yè)研發(fā)有無必然關(guān)系。計(jì)算思維努力想表明其普適性，即計(jì)算思維是對(duì)普通人都有用的，不僅僅是面對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)開發(fā)人員，也不僅僅是為了能熟練使用計(jì)算機(jī)。中小學(xué)信息技術(shù)課程存在著同樣的困惑。引入計(jì)算思維到中小學(xué)，可以讓未來的社會(huì)公民具備更強(qiáng)的信息社會(huì)適應(yīng)能力，同時(shí)也可解決信息技術(shù)課程中存在的一些問題。學(xué)會(huì)像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考有可能成為信息技術(shù)課程的目標(biāo)之一。從學(xué)生與社會(huì)的角度而言，如今所有的學(xué)生都生活在計(jì)算環(huán)境之中，現(xiàn)實(shí)的社會(huì)生活越來越離不開計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和大量的計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員。計(jì)算機(jī)科學(xué)教育不僅可以幫助學(xué)生成為熟練的技術(shù)用戶，也可以使他們成為技術(shù)革新創(chuàng)造者，提高全人類的生活質(zhì)量。事實(shí)上，一般學(xué)生都熱愛計(jì)算，無論是計(jì)算機(jī)程序給他們提供的魔力般的感覺，還是喜歡藝術(shù)組合、描述、設(shè)計(jì)、規(guī)劃并促進(jìn)個(gè)人視覺世界中的創(chuàng)造。計(jì)算思維可以為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，當(dāng)計(jì)算思維的思想與方法幫助我們解決實(shí)際問題變得更加容易時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生飛躍，拓展我們對(duì)周圍世界的理解。

選擇用scratch軟件來培養(yǎng)中學(xué)生的計(jì)算思維，是因?yàn)閟cratch是一款非常適合兒童學(xué)習(xí)編程的入門軟件，學(xué)生在也能用scratch軟件編程的時(shí)候，首先對(duì)角色的選擇，對(duì)故事情境的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的情景時(shí)，該采用什么什么樣的循環(huán)語句等等，都能鍛煉學(xué)生的問題解決能力，通過長期的學(xué)習(xí)，就對(duì)逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維起到一定得幫助作用。Scratch軟件的優(yōu)點(diǎn)在于：首先，完全免費(fèi)。Scratch軟件不僅是免費(fèi)的，而且是開源的，也就意味著Scratch軟件還蘊(yùn)藏著巨大的潛能。其次，圖文并茂。我們以往印象中的編程語言，如logo，VB等，只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的語言，沒有任何的聲音與圖片。針對(duì)于這一點(diǎn)，在Scratch軟件的庫里邊，有很多多媒體素材供學(xué)習(xí)者在編程時(shí)選擇，如圖片，聲音等，如果對(duì)于Scratch庫中的素材不是很滿意，那么還可以在網(wǎng)上找一些素材導(dǎo)入到Scratch中，在Scratch中有一個(gè)角色編輯器，在編輯器里，可以對(duì)導(dǎo)入的素材做一些簡(jiǎn)單的處理。這個(gè)編輯器的功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此，有繪畫功底的初學(xué)者還可以直接在編輯器里邊自己創(chuàng)作所需素材，以此，Scratch便大大提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。再次，容易上手。初學(xué)者無需再花費(fèi)大量的時(shí)間去記枯燥的語法。Scratch將繁瑣的編程語法以及語句結(jié)構(gòu)都做成了一個(gè)個(gè)可視化的指令塊，在Scratch中共有八大指令塊，分別是動(dòng)作，外觀，聲音，畫筆，控制，偵測(cè)，數(shù)字與邏輯運(yùn)算，變量。這八大指令塊下面又包括各個(gè)小的指令塊，初學(xué)者只需要看看指令塊上面的文字，即可知道該指令塊的功能，在用的時(shí)候，只需將所要用的指令塊拖到右邊的腳本區(qū)即可，同樣的，要?jiǎng)h除腳本區(qū)多余的指令塊時(shí)，只需將其拖到左邊的指令塊區(qū)即可刪除。如果兩個(gè)指令塊可以吸到一起，則說明語法是正確的，否則兩個(gè)指令塊就拖不到一起。這樣的設(shè)計(jì)，就可以幫助初學(xué)者省去大量的程序調(diào)試時(shí)間。

Scratch的出現(xiàn)給信息技術(shù)學(xué)科注入了新的活力，它對(duì)學(xué)生邏輯思維能力，數(shù)字文化創(chuàng)造能力以及解決問題能力的培養(yǎng)有著積極的意義，學(xué)習(xí)scratch，對(duì)初中學(xué)生理解程序結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)思想非常有幫助。計(jì)算思維包括算法思維，算法思維是計(jì)算思維的一部分。算法思維常常與程序設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起。計(jì)算思維則更廣泛，就中小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)，即使不編寫程序，只運(yùn)用現(xiàn)成的技術(shù)和軟件工具去解決問題，也需要計(jì)算思維來分析問題，建立模型，設(shè)計(jì)方法，檢測(cè)結(jié)果，等等。當(dāng)然算法思維是計(jì)算思維的核心內(nèi)容。程序設(shè)計(jì)是最能體現(xiàn)計(jì)算思維的。會(huì)不會(huì)重新走回原來枯燥乏味的老路？”在教學(xué)實(shí)踐中，程序設(shè)計(jì)課使用scratch軟件是最受學(xué)生歡迎的課，也是學(xué)生自覺自愿投入精力最多的課。在程序設(shè)計(jì)課上，學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象和創(chuàng)造力，利用所學(xué)，設(shè)計(jì)創(chuàng)作出一個(gè)又一個(gè)內(nèi)容豐富的程序作品。程序設(shè)計(jì)是最能體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科創(chuàng)新性和實(shí)踐性的內(nèi)容，同時(shí)也是最能突出學(xué)科思維方式的內(nèi)容。關(guān)鍵是要深刻理解其核心價(jià)值，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略并體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)實(shí)施上。

責(zé)任編輯 邱 麗endprint