基于計(jì)算思維的創(chuàng)意編程教學(xué)

盧義峰

基于新課程理念，在《簡(jiǎn)單動(dòng)畫的制作》教學(xué)案例中，筆者以問題為起點(diǎn)，通過發(fā)現(xiàn)問題—探究學(xué)習(xí)—解決問題—交流分享的學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。

● 教材內(nèi)容分析

《簡(jiǎn)單動(dòng)畫的制作》是Scratch創(chuàng)意編程中通過為角色選取適當(dāng)?shù)脑煨?，并使用重?fù)執(zhí)行模塊和下一個(gè)造型模塊編寫腳本，實(shí)現(xiàn)角色的動(dòng)畫效果。在教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際接受能力和認(rèn)知能力，確定了四個(gè)新知識(shí)模塊，包括重復(fù)執(zhí)行模塊、遇到邊緣就反彈模塊、左右旋轉(zhuǎn)模式模塊和下一個(gè)造型模塊。四年級(jí)的學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩節(jié)課的Scratch編程，能夠做出順序結(jié)構(gòu)的角色動(dòng)畫。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：通過分析、設(shè)計(jì)角色“走”的動(dòng)畫，了解動(dòng)畫產(chǎn)生的原理，能夠?yàn)榻巧O(shè)置適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵造型。

過程與方法目標(biāo)：通過編寫角色“走”的動(dòng)畫腳本，掌握編寫實(shí)現(xiàn)角色動(dòng)畫效果的腳本，體驗(yàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行方式。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過解決角色“走”腳本中的問題，初步了解調(diào)試腳本的方法，提升學(xué)生的計(jì)算思維能力，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)成功的樂趣。

● 教學(xué)重點(diǎn)

使用重復(fù)執(zhí)行和下一個(gè)造型模塊實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單動(dòng)畫效果。

● 教學(xué)難點(diǎn)

選取適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵造型，實(shí)現(xiàn)角色的動(dòng)畫。

● 教學(xué)過程

1.問題導(dǎo)入，激發(fā)求知欲

教師展示范例作品，提問：“你對(duì)角色走的樣子滿意嗎？希望它怎么走？”由此引出學(xué)生創(chuàng)作的內(nèi)部需求：如何讓角色從一條腿漂移變成“走”的動(dòng)作。

教師讓學(xué)生通過手翻書實(shí)踐了解動(dòng)畫原理。

學(xué)生分組研究手翻書，通過探究學(xué)習(xí)總結(jié)圖片由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)效果的產(chǎn)生原理：由走路動(dòng)作的多幅關(guān)鍵圖，快速連續(xù)播放形成動(dòng)態(tài)畫面。

設(shè)計(jì)意圖：導(dǎo)入問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，同時(shí)為后面規(guī)劃解決“走”問題的方法、分解“走”的動(dòng)作做好鋪墊。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引發(fā)探究

（1）任務(wù)一：設(shè)置角色造型。首先，結(jié)合動(dòng)畫原理，學(xué)生擺弄自身肢體動(dòng)作，提煉“走”的兩個(gè)關(guān)鍵造型。教師接著指出：關(guān)鍵動(dòng)作圖片在Scratch中表現(xiàn)為角色的兩個(gè)造型。接著，學(xué)生在任務(wù)的引領(lǐng)下，為自己的角色添加“走”或“飛”的關(guān)鍵動(dòng)作。

設(shè)計(jì)意圖：以手翻書動(dòng)畫發(fā)現(xiàn)每頁(yè)內(nèi)容的聯(lián)系為支架，學(xué)生用自己的肢體感受“走”的動(dòng)作，很快能提出實(shí)現(xiàn)角色“走”的關(guān)鍵造型，由此突破為角色選取適當(dāng)?shù)年P(guān)鍵造型的難點(diǎn)。

（2）任務(wù)二：編寫角色腳本。主要由提出、嘗試、調(diào)試解決方案三步構(gòu)成。

首先，提出問題解決的方案。教師再次出示手翻書，提問引導(dǎo)：根據(jù)動(dòng)畫原理，這兩個(gè)靜態(tài)的關(guān)鍵造型怎么做才能有動(dòng)畫效果呢？學(xué)生提出兩個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作：依次出現(xiàn)、重復(fù)。

其次，嘗試問題解決方案。教師出示任務(wù)：用模塊實(shí)現(xiàn)角色“飛”或“走”。由于學(xué)生初學(xué)Scratch，對(duì)模塊了解有限，因此教師引導(dǎo)學(xué)生：與造型有關(guān)的模塊都在外觀庫(kù)，要通過語言描述功能找模塊、試效果的過程嘗試解決問題，由此滲透在想法和模塊之間建立聯(lián)系的方法。

最后，調(diào)試解決方案。由于這是學(xué)生第一次有目的地編寫程序，沒有獨(dú)立分析、解決編程問題的方法和意識(shí)，因此采用展示學(xué)生編程作品、師生共同分析的方式調(diào)試解決方案，過程如下：

第一步，展示學(xué)生典型的編程方式，測(cè)試效果，學(xué)生提出問題——沒實(shí)現(xiàn)重復(fù)，并提出解決方案——加重復(fù)執(zhí)行模塊。由此學(xué)生體驗(yàn)到下一個(gè)造型、重復(fù)執(zhí)行模塊的作用，有效突破了教學(xué)重點(diǎn)。

第二步，調(diào)試腳本。學(xué)生在調(diào)試時(shí)遇到的問題包括兩個(gè)造型變太快、沒移動(dòng)、跑出舞臺(tái)、角色遇邊頭朝下。教師引導(dǎo)學(xué)生通過測(cè)試方案—發(fā)現(xiàn)新問題—解決問題的流程解決問題，滲透調(diào)試程序的方法。

第三步，小結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生說出下一個(gè)造型和重復(fù)執(zhí)行模塊的作用。此時(shí)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)模塊的認(rèn)識(shí)是基于表面現(xiàn)象的，為了形成學(xué)生對(duì)它們正確的認(rèn)識(shí)，筆者通過問題引導(dǎo)小結(jié)，給出下一個(gè)造型模塊和重復(fù)執(zhí)行模塊的準(zhǔn)確內(nèi)涵。

第四步，學(xué)生按照調(diào)試思路進(jìn)一步完善自己的腳本。

3.回顧總結(jié)，知識(shí)梳理

教師課件回顧解決問題的過程，梳理知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)下一個(gè)造型和重復(fù)執(zhí)行模塊組合成的腳本是為角色制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫效果的常用編程方式。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，提升解決編程問題的能力。

4.分層創(chuàng)作，提升能力

教師出示一個(gè)范例，讓學(xué)生猜一猜：這兩個(gè)造型是角色的什么動(dòng)畫？讓學(xué)生思考：角色的動(dòng)畫可以用在什么故事情境中？

教師展示范例作品，同時(shí)提示學(xué)生可以嘗試拓展的模塊。

設(shè)計(jì)意圖：任務(wù)一和任務(wù)二只是實(shí)現(xiàn)了角色的一個(gè)“走”的動(dòng)畫效果，而在實(shí)際創(chuàng)作中，角色必須要與特定的情境相結(jié)合才有意義。因此，這一環(huán)節(jié)讓學(xué)生經(jīng)歷想象單獨(dú)動(dòng)畫—?jiǎng)?chuàng)設(shè)故事情境—體驗(yàn)編程實(shí)現(xiàn)方法的過程，為學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)作做好鋪墊。

教師出示任務(wù)三：制作簡(jiǎn)單的故事情境，包括三個(gè)難度，學(xué)生自選一個(gè)進(jìn)行實(shí)踐。

設(shè)計(jì)意圖：分層任務(wù)的設(shè)計(jì)，既有橫向的拓展，例如，腳本的不同組合及應(yīng)用，多個(gè)角色的并行與互動(dòng)，又有縱深的拓展，為不同層次的學(xué)生提供了多種可選擇的空間。

5.欣賞評(píng)價(jià)，思辨體驗(yàn)

學(xué)生展示自己的作品，介紹實(shí)現(xiàn)方式。師生共同對(duì)作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)學(xué)生思辨體驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和分析、判斷問題的能力。

6.拓展延伸，回歸生活

教師出示三個(gè)模塊，告訴學(xué)生，使用它們都可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)。接著出示上節(jié)課作品，讓學(xué)生說一說：如何用循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化？循環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

教師課件展示，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的循環(huán)現(xiàn)象，滲透計(jì)算思維存在于生活中的觀念。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過改寫腳本，感受在編程中循環(huán)結(jié)構(gòu)的重要作用。

● 教學(xué)反思

本節(jié)課有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）從學(xué)生起點(diǎn)制訂課程目標(biāo)。本課的三維目標(biāo)的制訂都指向?qū)W生的學(xué)習(xí)行為，能夠從目標(biāo)中看到學(xué)生具體學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)和過程。在具體行為的描寫上，意義明確，詳細(xì)具體，可操作性強(qiáng)。本節(jié)課的重難點(diǎn)確立適當(dāng)：本課重點(diǎn)的選擇來源于教材內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果的腳本是制作Scratch編程作品的基礎(chǔ)操作;難點(diǎn)來源于學(xué)生的認(rèn)知，從具體的角色動(dòng)畫到抽象的角色造型，學(xué)生需要教師進(jìn)一步的指導(dǎo)。

（2）教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)方法得當(dāng)。本節(jié)課教師更多地給學(xué)生探究的機(jī)會(huì)。學(xué)生編程過程中自然是一條一條地編寫“下一個(gè)造型”，教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)——“重復(fù)”“下一個(gè)造型”，引導(dǎo)學(xué)生通過文字內(nèi)涵聯(lián)系找模塊，根據(jù)“語言描述—找模塊—試效果”的過程，滲透在想法和模塊之間建立聯(lián)系的方法，最終確立用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題。

（3）有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。本節(jié)課課堂氣氛活躍，學(xué)生舉手發(fā)言積極，既有對(duì)問題的解答，又有遇到難題時(shí)的質(zhì)疑，學(xué)生的思維被有效調(diào)動(dòng)。特別是在學(xué)生匯報(bào)如何實(shí)現(xiàn)角色動(dòng)畫效果的腳本時(shí)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)學(xué)生沒有成功解決問題時(shí)，后續(xù)的兩個(gè)學(xué)生采用了不同的編程方法解決了問題，雖然在編程技巧上還有欠缺，但是學(xué)生能主動(dòng)思考解決問題的方法，敢于嘗試和分享。

（4）基于學(xué)生認(rèn)知過程調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行有效生成。在新授環(huán)節(jié)，教師在學(xué)生探究后，請(qǐng)學(xué)生展示自己作品解決的方法，從而讓學(xué)生體驗(yàn)編程解決問題的一般過程。在引出“將旋轉(zhuǎn)模式設(shè)置為”這個(gè)模塊時(shí)，由于學(xué)生對(duì)角色的旋轉(zhuǎn)模式進(jìn)行了提前設(shè)置，角色遇到邊緣返回時(shí)并沒有出現(xiàn)頭朝下的象，教學(xué)處于“無問題”可解的局面。在這種情況下，教師并沒有生硬地將這個(gè)模塊提出，而是表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)學(xué)生解決問題的過程，然后讓他們繼續(xù)修改完善作品。很快，那些沒有提前設(shè)置的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問題，并紛紛舉手尋求幫助，此時(shí)，教師再次引導(dǎo)學(xué)生共同解決問題，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)模塊的應(yīng)用場(chǎng)景。

（5）學(xué)習(xí)效果好，每位學(xué)生都獲得了不同的發(fā)展。從學(xué)生任務(wù)一和任務(wù)二的完成情況來看，每位學(xué)生都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)角色“走”或“飛”的動(dòng)畫效果，而且每一位學(xué)生都對(duì)任務(wù)三進(jìn)行了探索，制作了符合自己興趣和認(rèn)知水平的作品，他們都在原有水平的基礎(chǔ)上得到了提升。從學(xué)生的編程過程來看，他們開始習(xí)慣“調(diào)試”腳本，雖然技巧還不夠熟練，但這是一個(gè)養(yǎng)成良好編程習(xí)慣的開端。

Scratch軟件是一款有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的載體，如果整節(jié)課只圍繞某幾個(gè)模塊展開，強(qiáng)調(diào)內(nèi)涵和作用，而缺少有效的任務(wù)情境，也只是教編程。教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)流程，以學(xué)生的內(nèi)需為切入點(diǎn)確立問題，最終讓學(xué)生感受到編程的快樂，同時(shí)提升學(xué)生的計(jì)算思維的能力。