重視程序規(guī)劃，培養(yǎng)計(jì)算思維能力

顧偉潔

【摘? ?要】Scratch編程教學(xué)中的程序規(guī)劃是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的重要路徑。教師可以通過謀劃情境呈現(xiàn)方式、籌劃圖示構(gòu)思方法、規(guī)劃腳本搭建步驟三個方面，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的程序規(guī)劃，從而幫助學(xué)生感知對象關(guān)系，提升建模能力，培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

【關(guān)鍵詞】Scratch編程;程序規(guī)劃;計(jì)算思維能力

Scratch操作簡單、趣味性強(qiáng)，降低了小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的門檻，使學(xué)生逐漸走進(jìn)信息技術(shù)課堂。Scratch編程教學(xué)不是為了單純傳授技術(shù)，主要是為了傳遞編程思想與思維的方式，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分教師過于追求編程的結(jié)果，忽視了編程的前奏——程序規(guī)劃。

程序規(guī)劃，是指在程序編寫前對程序中的元素、內(nèi)容等進(jìn)行整理，制訂出編寫計(jì)劃，為程序搭建提供思路和依據(jù)，是培養(yǎng)計(jì)算思維能力的重要路徑。因此，教師可以從情境、構(gòu)思、搭建三個方面，引導(dǎo)學(xué)生謀劃做什么，籌劃怎么做，規(guī)劃為什么做，為學(xué)生Scratch編程提供思維支架，使學(xué)生能夠基于程序規(guī)劃，有序搭建程序，尋找指令進(jìn)行程序創(chuàng)編，提升計(jì)算思維能力。

一、謀劃情境呈現(xiàn)方式，感知對象關(guān)系

情境是信息技術(shù)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，但Scratch編程教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)與一般的信息技術(shù)教學(xué)不同。它不只是為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因?yàn)槠淝榫潮尘啊⑺夭亩际浅绦虻闹匾?，即Scratch編程教學(xué)的情境不能單一呈現(xiàn)，應(yīng)與后續(xù)學(xué)習(xí)的程序內(nèi)容緊密相關(guān)。因此，教師要在程序規(guī)劃中謀劃情境呈現(xiàn)的方式，讓學(xué)生從情境中感知各對象之間的關(guān)系，為編程奠基。

以六年級下冊第7課《角色對話》為例，第一次試教時，教師呈現(xiàn)了貓和老鼠對話的文字，請學(xué)生分角色朗讀。雖然學(xué)生演繹得繪聲繪色，達(dá)到了激趣的目的，但到了創(chuàng)編程序階段，學(xué)生完全混淆了兩個角色的先后順序，使腳本編寫一片混亂。因?yàn)樾W(xué)生正處于具體形象思維向抽象邏輯思維發(fā)展的過渡階段，往往要借助直觀的圖像來解決問題。所以，教師改變了貓和老鼠對話的呈現(xiàn)方式，把文字形式改為圖文對應(yīng)形式（見圖1）。

由于本次編程要求兩個角色同步說話，教師就用課件展示了動態(tài)對話的過程，甚至可以讓學(xué)生模擬角色表演情境。高度仿真的情境，幫助學(xué)生厘清了兩個對象的對話順序，初步感知其同步關(guān)系。由于教師有效謀劃了情境的呈現(xiàn)方式，使學(xué)生迅速理解了貓和老鼠對應(yīng)的關(guān)系，為后面Scratch編程教學(xué)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。

二、籌劃圖示構(gòu)思方法，提升建模能力

學(xué)習(xí)編程的目的是為了提高學(xué)生的思維能力和將具體問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言的建模能力。因此，教師在編程構(gòu)思階段要引導(dǎo)學(xué)生以思維導(dǎo)圖、流程圖、作品設(shè)計(jì)卡等圖示方式分解自己的想法，對作品的程序設(shè)計(jì)做一個簡單的籌劃，為Scratch編程建好模型。

（一）借助思維導(dǎo)圖，呈現(xiàn)程序設(shè)計(jì)流程

思維導(dǎo)圖是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形思維工具。在Scratch編程教學(xué)中使用思維導(dǎo)圖比較節(jié)省時間，能將無形的思維過程轉(zhuǎn)化為直觀有形的圖形，讓學(xué)生一目了然地了解各種角色的聯(lián)系。

如《口算練習(xí)》一課中用到了算術(shù)、判斷、循環(huán)和變量、隨機(jī)函數(shù)等元素。雖然學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)編程有一段時間了，但要設(shè)計(jì)復(fù)雜程序依然有難度。于是，教師在編寫程序前出示了思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生全面了解該程序的基本設(shè)計(jì)流程，借助圖形思考程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，從而使作品的關(guān)鍵問題與圖像、對象等建立聯(lián)結(jié)，與程序的各元素一一對應(yīng)，形象展示程序設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃（見圖2）。

（二）利用模型結(jié)構(gòu)圖，厘清問題解決思路

流程圖是使用圖形表示算法的思路的常用方法，是程序語言中構(gòu)思程序的好方法。但小學(xué)生的邏輯思維還不發(fā)達(dá)，如果在程序規(guī)劃時就使用流程圖，依然過于抽象和枯燥。因此，教師可以利用與流程圖類似的模型結(jié)構(gòu)圖，幫助學(xué)生厘清解決問題的基本思路。

依然以《角色對話》為例，“通過編寫貓鼠對話的程序，感受順序結(jié)構(gòu)程序編寫的方法，體驗(yàn)創(chuàng)作Scratch作品的一般過程”是本課的教學(xué)目標(biāo)之一?？扇绾巫寣W(xué)生感受、了解、掌握順序結(jié)構(gòu)程序編寫的方法呢？教師先請學(xué)生觀察圖1，然后向?qū)W生提問：“觀察對話情境圖可以發(fā)現(xiàn)，先說話的是老鼠。當(dāng)老鼠說話時，貓?jiān)诟墒裁?？”學(xué)生答：“等待?！薄暗诙湓捠秦埾日f的。當(dāng)貓說話時，老鼠又在干什么？”“等待?！苯處煾鶕?jù)學(xué)生的回答相機(jī)板書，共同繪制出模型結(jié)構(gòu)圖（見圖3）。形象的模型結(jié)構(gòu)圖將學(xué)生的思維過程可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生初步感知兩個角色同步關(guān)系及程序自上而下的結(jié)構(gòu)，了解順序結(jié)構(gòu)程序編寫的一般方法。

（三）采用作品構(gòu)思卡，整理編程所需素材

在Scratch編程教學(xué)中，教師要幫助學(xué)生樹立規(guī)劃優(yōu)先，先設(shè)計(jì)后制作的意識，但學(xué)生往往有了創(chuàng)意，卻不知怎么表達(dá)。這也是Scratch編程教學(xué)的難點(diǎn)。而突破難點(diǎn)的關(guān)鍵是讓學(xué)生學(xué)會整理素材，知道自己要做什么，需要什么素材。根據(jù)主題設(shè)計(jì)的作品構(gòu)思卡就能在腳本編寫前，幫助學(xué)生厘清設(shè)計(jì)思路，輕松整理編程素材。

以六年級下冊第9課《鍵盤觸發(fā)》為例，在編寫腳本前，教師布置了獨(dú)立設(shè)計(jì)“作品構(gòu)思卡”的任務(wù)。從學(xué)生設(shè)計(jì)的作品構(gòu)思卡來看（見圖4），學(xué)生已經(jīng)梳理出作品創(chuàng)作所需要的元素及設(shè)計(jì)腳本的關(guān)鍵——按鍵的設(shè)置，也給學(xué)生創(chuàng)造了一個發(fā)揮想象和創(chuàng)意的機(jī)會，有效提高了學(xué)生設(shè)計(jì)程序和規(guī)劃程序的能力。

三、規(guī)劃挑戰(zhàn)步驟形式，輔助腳本搭建

雖然教師利用情境規(guī)劃和圖示規(guī)劃，為學(xué)生搭建程序做好了頂層設(shè)計(jì)，但要將程序設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)化為程序搭建過程中的具體步驟，對學(xué)生而言，依然是一道難以逾越的障礙。

如六年級下冊第6課《初識Scratch》是“Scratch趣味編程”單元的起始課，需要學(xué)生掌握基本編程過程。傳統(tǒng)的任務(wù)卡往往用文字表示，學(xué)生雖能理解內(nèi)容，但不知道如何完成一個完整的程序。即使有學(xué)生無意間找到自己所需要的指令，也無法規(guī)劃編程步驟。于是，教師將傳統(tǒng)任務(wù)卡修改成圖表結(jié)合的挑戰(zhàn)卡（見表1），清楚呈現(xiàn)編程過程，幫助學(xué)生厘清思路，自上而下、層層遞進(jìn)地進(jìn)行編程。

挑戰(zhàn)卡通過“選一選”“試一試”“評一評”三個步驟輔助學(xué)生搭建腳本，體現(xiàn)了編程規(guī)劃層層遞進(jìn)的設(shè)計(jì)思路。學(xué)生通過反復(fù)練習(xí)，就能掌握Scratch編程的方法，學(xué)生的計(jì)算思維能力也得以培養(yǎng)。

綜上所述，編程規(guī)劃決定了Scratch編程的質(zhì)量。教師在關(guān)注作品創(chuàng)意的同時，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生思維的品質(zhì)，這樣才能為后續(xù)的編程做好準(zhǔn)備，讓學(xué)生帶著信心創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品。Scratch編程作為一門新興的課程，教師應(yīng)多關(guān)注學(xué)生的需要，通過教學(xué)方式的改變，去提高學(xué)生的編程技能，更要在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力。

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（浙江省海寧市馬橋中心小學(xué)? ?314419）