基于計算思維的小學(xué)《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材課例應(yīng)用探究

許紹麗

摘? 要：在新時代教育理念下，學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)極為重要，而計算思維作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的有效思維路徑，在Scratch教學(xué)中是必不可少的。本文以計算思維作為理論基礎(chǔ)，闡述了基于計算思維的小學(xué)《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材的課例應(yīng)用的探究過程和教學(xué)案例反思，為Scratch創(chuàng)意編程教學(xué)提供了有效的教學(xué)實踐案例和學(xué)生創(chuàng)新能力、計算思維培養(yǎng)的有效途徑。

關(guān)鍵詞：計算思維；校本教材；課例；應(yīng)用探究

為了響應(yīng)國務(wù)院新印發(fā)的《關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》^[1]文件中提及并建議的“實施全民智能教育項目，在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣”。因此，筆者所在學(xué)校將Scratch創(chuàng)意編程引入到信息技術(shù)課堂中，在四、五年級開展Scratch編程教學(xué)，為了更好地開展教學(xué)，學(xué)校設(shè)計和開發(fā)了符合學(xué)生發(fā)展和學(xué)生特色的《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)造力、計算思維并發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

1 核心概念界定

1.1計算思維

計算思維（Computational Thinking，CT）^[2]是指像計算機科學(xué)家一樣解決問題，或者像計算機科學(xué)家一樣思考問題，這是一個邏輯思維的過程，主要涉及對問題的理解用一種計算機可以表達的方式得出解決方案。換言之，計算思維是使用計算機科學(xué)中的算法概念和策略來制定、分析和解決問題。計算思維不僅僅涉及邏輯思維，還涉及到了合作與創(chuàng)造力培養(yǎng)，這對于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。

1.2校本教材

校本教材^[3]主要是指從學(xué)生的實際情況出發(fā)，從各校的個性化發(fā)展需求出發(fā)，結(jié)合學(xué)校的優(yōu)勢資源，以學(xué)校的校長和教師為開發(fā)主體，為了更好地達成校本課程的教學(xué)目標，為了提高校本課程的教學(xué)效率，圍繞校本課程的內(nèi)容和學(xué)校實際情況進行組織和研發(fā)，制定和形成的教與學(xué)的素材合集。本研究中的校本教材所指由筆者所在學(xué)校自主研發(fā)的Scratch編程校本教材——《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》。

2 基于計算思維的《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材課例應(yīng)用——以《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》為例

2.1 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學(xué)目標及教學(xué)重難點分析

本課是筆者所在學(xué)校開發(fā)的校本教材《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》中畫筆模塊以及自定義模塊的提升應(yīng)用，主要講了scratch的畫筆模塊和自定義模塊的應(yīng)用，讓學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識進行遷移，繪制出正多邊形花朵。本課的教學(xué)目標如下所示：

知識與技能：能夠清楚地分清畫筆顏色增加規(guī)律；利用畫筆模塊及移動、旋轉(zhuǎn)繪制正多邊形；找到正多邊形的規(guī)律并利用自定義模塊及簡單的運算繪制正多邊形；通過簡單的旋轉(zhuǎn)和重復(fù)將繪制出正多邊形花朵。

過程與方法：通過自主探究，自主繪制多邊形；通過教師講解及師生共同探討，找出正多邊形繪制規(guī)律，能夠利用自定義模塊及簡單的運算符繪制正多邊形；通過小組協(xié)作，能夠繪制漸變的正多邊形花朵。

情感態(tài)度價值觀：通過本課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識進行遷移，學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和藝術(shù)修養(yǎng)。

根據(jù)《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材內(nèi)容，本課的重難點分析如下所示：

重點：利用畫筆模塊及移動旋轉(zhuǎn)繪制多邊形；找出多邊形繪制的規(guī)律；自定義模塊的應(yīng)用。

難點：自定義模塊及運算符的組合應(yīng)用；繪制漸變色多邊形花朵。

2.2 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學(xué)流程探析

（1）展示圖片，激趣導(dǎo)入

教師展示Scratch繪制好的花朵圖片，問：同學(xué)們觀察下老師展示的花朵，你能想一想，這是用Scratch的畫筆模塊結(jié)合哪些模塊完成的嗎？學(xué)生回答教師提出問題。教師通過圖片激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）開門見山，引出課題

教師在PPT展示課題，講解今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容《妙筆生花——自定義繪制花朵》，學(xué)生思考繪制方法。

（3）任務(wù)一：繪制正三角形

①PPT展示任務(wù)圖形

教師講解知識點：在繪制多邊形花朵之前，我們先繪制最簡單的正多邊形——正三角形，同學(xué)們可以用手進行比劃，看看是怎樣繪制出來的？學(xué)生利用手進行正三角形的繪制，并思考Scratch繪制方法。

②任務(wù)驅(qū)動，自主探索

布置任務(wù)：自主探究，利用畫筆及動作模塊完成正三角形的繪制。學(xué)生自主探究，小組協(xié)作，教師巡視指導(dǎo)。

③師生合作，共同繪制

教師展示學(xué)生程序，講解繪制要點。師生共同繪制，突破教學(xué)難點。

（4）任務(wù)二：繪制正方形、正五邊形及正多邊形

①布置任務(wù)，深入探究

教師布置任務(wù)：自主探索正方形、正五邊形及正多邊形的繪制。學(xué)生自主完成任務(wù)，完成任務(wù)者與同桌交流繪制正多邊形的方法。學(xué)生完成任務(wù)后，教師展示學(xué)生程序，講解演示易錯點操作。

②自定義模塊講解

師生共同探索正多邊形的繪制規(guī)律：a、重復(fù)的次數(shù)是正多邊形的邊數(shù)；b、旋轉(zhuǎn)的角度是360°/邊數(shù)。

教師布置任務(wù)：自主探索自定義模塊，完成正多邊形繪制的自定義程序。學(xué)生完成任務(wù)，教師巡視指導(dǎo)。

（5）任務(wù)三：繪制絢麗的正多邊形花朵

觀察圖片，探索正多邊形花朵繪制方法。教師布置任務(wù)：完成五朵花瓣的正三角形花朵。師講解漸變色的繪制方法。學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，繪制更多漂亮的正多邊形花朵。

（6）總結(jié)與提升

教師展示點評學(xué)生作品。接著，師生共同總結(jié)本課所學(xué)知識。最后，教師布置課后探索作業(yè)。

2.3 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學(xué)反思

本課是一節(jié)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的課程，與數(shù)學(xué)學(xué)科相整合，主要讓學(xué)生通過編程尋找正多邊形規(guī)律，最終能夠利用自定義模塊繪制正多邊形花朵。

在本課中，主要采用的是PBL（Project Based Learning/Problem Based Learning）項目式學(xué)習(xí)和基于問題式學(xué)習(xí)的方式進行整個教學(xué)活動，通過多種教學(xué)方法和策略幫助學(xué)生解決問題，以學(xué)生為主體，突破教學(xué)中遇到的問題和教學(xué)重難點，引導(dǎo)學(xué)生完成本課學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在做中學(xué)，玩中學(xué)，學(xué)中思，通過一個個活動讓學(xué)生學(xué)習(xí)新知，同時，突破教學(xué)重難點，在本課中與數(shù)學(xué)學(xué)科整合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和計算思維。

3 總結(jié)

本文基于筆者所在學(xué)校自主設(shè)計和開發(fā)的信息技術(shù)校本教材《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》，以計算思維作為理論基礎(chǔ)，并以教材中的《妙筆生花——繪制正多邊形花朵》一課為例，探究了學(xué)生計算思維培養(yǎng)的課例應(yīng)用教學(xué)，該研究案例與多學(xué)科進行整合，打破學(xué)科壁壘，采用項目式學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動等多種教學(xué)方式，為《有趣的Scratch創(chuàng)意編程》校本教材的真實應(yīng)用提供了教學(xué)實踐案例，并提出了學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)造力、小組協(xié)作能力和動手實踐能力的課堂培養(yǎng)教學(xué)模式，為創(chuàng)意編程的教學(xué)提供了參考和方向。

參考文獻

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[3]? 魏苗. 基于計算思維培養(yǎng)的Scratch編程校本課程的開發(fā)與實施[D].華中師范大學(xué)，2018.

[4]? 張漢城.Scratch小學(xué)編程校本教材的開發(fā)[J].西部素質(zhì)教育，2019，5（01）：232+234