在Scratch教學(xué)中如何培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維

謝新燕

摘? 要：計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，而Scratch軟件是一款可以培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的熱門軟件。Scratch軟件將指令模塊化，學(xué)生不需要掌握枯燥的代碼指令編寫規(guī)則，只需要拖積木式的指令模塊搭建起來就可以實(shí)現(xiàn)程序組建。在這整個通過教師引導(dǎo)的問題學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的算法思維、邏輯思維、任務(wù)分析能力和程序優(yōu)化能力都能夠得到充分的提高，進(jìn)而計(jì)算思維得到有效培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;Scratch軟件;小學(xué)生

【中圖分類號】G623.5??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?????? 【文章編號】1005-8877（2019）18-0037-01

1.計(jì)算思維的概述

周以真教授在《計(jì)算思維》中下的定義：“計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為。如同所有人都具備是非判斷、文字讀寫和進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算一樣，計(jì)算思維也是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維能力?！痹谖覀冇龅絾栴}的時候，大腦就會調(diào)用這種思維能力，設(shè)計(jì)算法進(jìn)行問題求解，它是一種我們都應(yīng)具備的思維能力。

2.Scratch軟件概述

Scratch是由麻省理工學(xué)院專為少兒開發(fā)的一款可視化編程軟件，它將指令模塊化，就如同一塊一塊功能各異的積木，擺放在代碼區(qū)。學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的需求，以拖積木式的方式將指令塊拖拽到編輯區(qū)，根據(jù)一定的邏輯性將這些代碼塊依次疊放在一起，從而實(shí)現(xiàn)代碼組建，而且學(xué)習(xí)者只需雙擊代碼塊就可以查看編程結(jié)果。這種積木式、動畫式的編程環(huán)境，為小學(xué)生學(xué)習(xí)編程提供了極大的便利，他們不需要去識記那些代碼規(guī)則，可以將更多的時間放在算法、問題解決上。

3.在Scratch教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維

根據(jù)小學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)，他們正處于具體思維向抽象思維發(fā)展的階段，計(jì)算思維還有很大的提升空間，而我們正好可以借用Scratch課程為其培養(yǎng)計(jì)算思維。那我們該如何在Scratch課程中培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維呢？筆者認(rèn)為可以從以下幾個方面著手。

（1）創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的抽象能力

小學(xué)階段學(xué)生正處于具體思維向抽象思維發(fā)展的階段，但即使是高年級也仍處于抽象思維的初級階段，怎么引導(dǎo)學(xué)生成為關(guān)鍵。我們可以以問題解決為中心，創(chuàng)設(shè)情境化抽象為具體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入問題情境，從而可以有效地引導(dǎo)學(xué)生解讀抽象問題，開啟問題解決模式。在這個過程中，學(xué)生的抽象思維可以得到有效培養(yǎng)，而抽象思維正是計(jì)算思維的本質(zhì)。

（2）借助案例教學(xué)，提高小學(xué)生計(jì)算思維的遞歸思想

在Scratch教學(xué)中，我們可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)列舉案例，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際去分析問題，找出問題解決的算法。例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析的時候，要讓學(xué)生研究游戲規(guī)則設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)找到游戲活動的相關(guān)因素，這就是在調(diào)用其已有知識去分析問題，從而進(jìn)一步內(nèi)化新知識，遞歸能力得到培養(yǎng)。

（3）梳理問題求解的思路，培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的任務(wù)分析和邏輯能力

Scratch中的每一項(xiàng)任務(wù)，都需要學(xué)生先進(jìn)行分析，而后再根據(jù)各個任務(wù)和要求思考問題解決的方式方法，最終選擇和設(shè)計(jì)出各類符合自己需求的指令算法或流程圖。我們要引導(dǎo)學(xué)生知道我們最終要完成的任務(wù)是什么，而為了完成這個最終任務(wù)，我們可以將它細(xì)分成幾個便于先后執(zhí)行的具有邏輯順序的小任務(wù)，在無形中，學(xué)生將一個大問題一步一步細(xì)化成了一個個我們可以解決的具有邏輯關(guān)系的小任務(wù)，在腦海中，形成算法般的步驟，就這樣，學(xué)生梳理好問題求解的思路。而問題求解的整個過程正是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的任務(wù)分析和邏輯能力。

例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師給學(xué)生安排游戲設(shè)計(jì)任務(wù)“小貓走迷宮”，教師先設(shè)定最終目標(biāo)。首先，需要思考小貓?jiān)趺床趴梢宰叱雒詫m，進(jìn)而思考要怎么控制小貓前后左右行走，怎么判斷小貓有沒有走出迷宮，怎么反饋已成功走出迷宮。在這思考過程中，將任務(wù)細(xì)分為一個個可被解決的具有邏輯關(guān)系的小任務(wù)，并尋找解決方案，如在控制小貓方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好使用鍵盤或是鼠標(biāo)進(jìn)行操作。緊接著，老師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建迷宮的同時，不斷添加游戲規(guī)則，最后使用偵測、控制等模塊代碼來解決相關(guān)的問題。在整個問題分析過程中老師可以有效開發(fā)學(xué)生計(jì)算思維的任務(wù)分析和邏輯能力。

（4）選擇最佳解決方案，培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的程序優(yōu)化能力

所謂“條條道路通羅馬”，在Scratch的程序編寫階段，我們也能夠察覺到實(shí)現(xiàn)某個目標(biāo)并非只有一種編寫方式，學(xué)生可以采用不同的編寫方案來完成同一目標(biāo)，如用循環(huán)語句或者分步語句。而在這么多方案中，學(xué)生需要尋找到最佳的方案，這便是計(jì)算思維的優(yōu)化問題。例如在《小貓畫圖形》一課中，老師布置繪制數(shù)字8，因?yàn)樾∝埖钠瘘c(diǎn)可以不一樣，行走方向不一樣，從而導(dǎo)致繪制數(shù)字8的方法有很多。在這一課，學(xué)生還只能采用分步前進(jìn)的方法來控制小貓行走，代碼塊非常冗長。緊接著在下一課的《小貓排隊(duì)行》中，就針對這提出了程序優(yōu)化方法即重復(fù)指令的使用，優(yōu)化了解決方法和大大提高了工作效率，這就滲透著計(jì)算思維的程序優(yōu)化能力的培養(yǎng)。

4.結(jié)語

在實(shí)際教學(xué)中，很多學(xué)生的操作與創(chuàng)新思維遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了筆者的預(yù)期。如在《小貓畫圖形》一課中，就有同學(xué)研究出如何用鍵盤控制小貓上下左右前進(jìn)、抬筆和落筆，將小貓生動地設(shè)計(jì)成一只會行走的“筆”。這就是一個程序優(yōu)化、創(chuàng)新創(chuàng)作的過程。整個教學(xué)過程，教師的引導(dǎo)作用也非常重要，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇合適的引導(dǎo)方法。這也要求我們老師需要不斷提升自己，才能更好地促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維能力的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]秦琛.Scratch教學(xué)如何培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維[J].讀與寫（教育教學(xué)刊），2017.14（01）：218

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