在SCRATCH教學(xué)中提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維

宋莉萍

【摘要】計(jì)算機(jī)思維是一種本質(zhì)的、所有人都應(yīng)具備的思維方式。Scratch是一款面向兒童的簡易編程軟件，它的出現(xiàn)給培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維提供了良好的載體。本文根據(jù)Scratch的教學(xué)模式，從情境導(dǎo)入，誘發(fā)思維；分析問題，理清思維；實(shí)踐創(chuàng)作，訓(xùn)練思維；提升完善，創(chuàng)新思維；交流總結(jié)，分享思維這五個教學(xué)環(huán)節(jié)中闡述如何促進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】SCRATCH教學(xué) 計(jì)算機(jī)思維 學(xué)生發(fā)展

近階段，核心素養(yǎng)成為教育領(lǐng)域探討的“熱詞”。信息技術(shù)的核心素養(yǎng)包括信息意識、計(jì)算機(jī)思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任，其中計(jì)算機(jī)思維是信息技術(shù)學(xué)科的核心思維。所謂計(jì)算機(jī)思維，周以真教授認(rèn)為是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。周教授為了讓人們更易于理解，又將它更進(jìn)一步地定義為：通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個看來困難的問題重新闡釋成一個我們知道問題怎樣解決的方法。在信息技術(shù)課堂上如何培養(yǎng)計(jì)算機(jī)思維呢？Scratch 的出現(xiàn)很好地解決了這個問題。Scratch是面向兒童開發(fā)的編程軟件，它積木式的指令簡單易懂，學(xué)生在遇到問題可以自己嘗試解決，長此以往可逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維。因此，Scratch為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維提供了良好的載體。

針對Scratch軟件的特點(diǎn)，筆者在Scratch課堂的教學(xué)模式是：創(chuàng)設(shè)情境—分析問題—實(shí)踐創(chuàng)作—調(diào)試完善—交流總結(jié)。計(jì)算機(jī)思維可以滲透到其中的每一個環(huán)節(jié)，本文就以《大魚吃小魚》游戲?yàn)槔?，來談一談如何培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維。這是一節(jié)綜合練習(xí)課，基礎(chǔ)要求是：大魚吃小魚，大魚吃到小魚會逐漸變大，小魚被大魚吃到后消失x秒再顯示。

一、情境導(dǎo)入，誘發(fā)思維

俗話說：好的開始是成功的一半。效果佳的導(dǎo)入能成功誘發(fā)學(xué)生創(chuàng)作的欲望，引發(fā)思維?！洞篝~吃小魚》的課堂導(dǎo)入從游戲著手，小學(xué)生對游戲活動充滿樂趣，所以讓他們先來玩一玩這個游戲，不僅可以讓學(xué)生了解到這個游戲的規(guī)則，還能成功誘發(fā)學(xué)生的思考：這個游戲是怎么做的？進(jìn)而激發(fā)他們的創(chuàng)作欲望。

當(dāng)然導(dǎo)入的方式還有許多：問題導(dǎo)入、故事導(dǎo)入、歌曲導(dǎo)入……不管哪種導(dǎo)入方式都應(yīng)該激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)與興趣，這樣學(xué)生才會主動思考。

二、 分析問題，理清思維

分析問題的過程其實(shí)就是轉(zhuǎn)化的過程，將一個大問題分解成幾個小問題，并逐一解決。分析問題過程中可以采用表格、純文字、思維導(dǎo)圖、流程圖等方式來記錄。如《大魚吃小魚》這個游戲就是采用表格式：

弄清了每一個角色的功能，接著在此基礎(chǔ)上可以來分析一下每一個角色腳本以及使用到的控件或者分析程序的核心。

通過對游戲的分析，學(xué)生理清了每一個角色的相互關(guān)系，并了解了簡單的指令依據(jù)，這不僅可以很好地為實(shí)踐創(chuàng)作做鋪墊，而且促進(jìn)了學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)。

三、 實(shí)踐創(chuàng)作，訓(xùn)練思維

實(shí)踐創(chuàng)作環(huán)節(jié)是將自然語言轉(zhuǎn)換成腳本語言的過程，也是學(xué)生訓(xùn)練思維的重要環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)可以先讓學(xué)生的獨(dú)立自主嘗試，再不斷地進(jìn)行調(diào)試糾錯，直至運(yùn)行成功。

學(xué)生自主嘗試時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的資源：教材、教師、同伴等，也可以借助于微視頻，教師可以事先利用Camtasia Studio軟件將難點(diǎn)內(nèi)容制作成微視頻，當(dāng)學(xué)生遇到問題時可以通過微視頻來開展自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在獨(dú)立搭建腳本的過程中，訓(xùn)練自己的計(jì)算思維。

糾錯調(diào)試就是反復(fù)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，它貫穿在整個制作過程中。當(dāng)游戲運(yùn)行出錯時，學(xué)生一般會逐一閱讀腳本，并思考每一條腳本的作用，想象著理論上這一步腳本應(yīng)該出現(xiàn)的結(jié)果，再跟實(shí)際結(jié)果做對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩者不一致時就必須進(jìn)行糾錯調(diào)試，運(yùn)行、調(diào)試……在反復(fù)磨煉的過程中，學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維也會有所提升。在教學(xué)中，很多學(xué)生遇到這樣的問題。第一次運(yùn)行腳本很正常，但是第二次運(yùn)行時，大鯊魚跟第一次結(jié)束時的大小一樣，教師可以引導(dǎo)學(xué)生給大鯊魚的大小設(shè)置一個初始值，由此，學(xué)生們就會知道為什么有的小魚被大魚吃掉后就一直處于隱藏狀態(tài)，解決方法也是給小魚設(shè)置一個顯示的初始值。將一個問題的解決方式遷移到另一個問題中，這也是計(jì)算機(jī)思維的一種表現(xiàn)。

學(xué)生的年齡小，可能在調(diào)試過程中并不能找出自己的問題所在，那可以借助于小組同伴或者老師的力量。學(xué)生通過對腳本的不斷調(diào)試鍛煉自己的計(jì)算機(jī)思維能力。

四、 提升完善，創(chuàng)新思維

調(diào)試成功并不意味著游戲制作就成功了，我們可以利用“如何加大游戲難度”這個問題來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。從任務(wù)角度來看，完成樣例是基礎(chǔ)任務(wù)，加大游戲難度就是提升任務(wù)了，遞進(jìn)的任務(wù)讓學(xué)生的思維走向深入。實(shí)踐證明，這一問題的確能讓學(xué)生開啟頭腦風(fēng)暴，有了很多創(chuàng)新的想法：添加角色的造型、加上時間的限制，顯示大鯊魚吃小魚的數(shù)量，小魚可以分成可吃與不可吃，再添加一些能克制大鯊魚的魚，大鯊魚碰到這些魚就要縮小……這就是思維的飛躍。

五、交流總結(jié)，分享思維

展示交流不僅是對學(xué)生的肯定，也是學(xué)生再學(xué)習(xí)的一種方式。就像在《大魚吃小魚》的拓展環(huán)節(jié)，每一個學(xué)生對游戲難度的提升方式不盡相同，所以在展示的時候可以選擇各種不同的游戲。如展示加入計(jì)時器的游戲，那么同類做法的同學(xué)可以將自己做的與展示者的做一個比較。在這樣的交流分享中，對展示者而言，是鍛煉語言表達(dá)能力的好時機(jī)，也是對知識進(jìn)行歸納總結(jié)的過程，從中更能體會分享思維的快樂；與聽者而言，即是學(xué)習(xí)的過程也是思考的過程，能讓自己的作品比原來的更有想法，更有創(chuàng)意。

通過多年的Scratch 教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)作和想象能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期，而且他們還能實(shí)現(xiàn)自己的想法，這不是使用計(jì)算機(jī)思維的最好證明嗎？我們學(xué)習(xí)信息技術(shù)不僅是要學(xué)生掌握某個知識點(diǎn)或某項(xiàng)技能，更重要的是要訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維，讓計(jì)算機(jī)思維伴隨著我們的生活和學(xué)習(xí)一起成長。