結(jié)合scratch培育小學(xué)信息技術(shù)核心素養(yǎng)計(jì)算思維

毛新悅

摘 要：計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，也是人們適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)該具備的基本素質(zhì)，利用scratch教學(xué)，能夠有效地培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維。scratch作為一款全新的編程工具，符合小學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。文章針對(duì)小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，展開對(duì)stratch教學(xué)的研究，以期提高利用程序算法來培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的效率。

關(guān)鍵詞：小學(xué)信息技術(shù)計(jì)算思維;scratch教學(xué)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)于人才的要求越來越高，要求人們能夠更好地適應(yīng)社會(huì)信息化的發(fā)展。為了更好地滿足社會(huì)發(fā)展的需求，小學(xué)信息技術(shù)課堂中加入了編程的內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容從原先的logo變成如今的scratch，無一不顯示著程序設(shè)計(jì)能力在當(dāng)代社會(huì)的重要性。計(jì)算思維就是學(xué)生在學(xué)習(xí)編程過程中所形成的一種思維方式。

一、相關(guān)概念

計(jì)算思維是由周以真教授在2006年首次提出的，隨后計(jì)算思維成為世界認(rèn)可的一種思維方式。在信息課程標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于計(jì)算思維的定義是;個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思維方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)，包括抽象思維、分解思維、可視化思維、算法思維、自動(dòng)化思維、評(píng)估思維和概括思維。

Scratch是一種專門為青少年開發(fā)設(shè)計(jì)的一種編程工具，它能夠?yàn)榍嗌倌晏峁┟赓M(fèi)的類似于搭積木的編程語言以及在線交流的環(huán)境，它包括十大類的積木模塊，含有100多個(gè)功能，能夠直接使用鼠標(biāo)拖拽來實(shí)現(xiàn)積木語言，創(chuàng)造出交互式的故事游戲和動(dòng)畫等。對(duì)于小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的scratch編程內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣比較高，愿意積極主動(dòng)地進(jìn)行探究，因此能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

二、scratch在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科中的應(yīng)用策略

（一）培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維

scratch軟件針對(duì)的兒童年齡主要是8—16歲，也就是小學(xué)到初中階段的學(xué)生。這款軟件的特點(diǎn)就是為用戶提供積木式的編程指令，這相對(duì)于成人所用的編程軟件而言，不需要學(xué)生會(huì)敲代碼，學(xué)生可以直接學(xué)習(xí)編程。在學(xué)習(xí)編程的過程中，借由思考分析和總結(jié)形成計(jì)算思維，能夠讓學(xué)生將復(fù)雜的問題分解成若干個(gè)小的問題，在探索每一個(gè)小的問題中完成任務(wù)，并且將這些小的問題按照一定的規(guī)律和順序進(jìn)行組合，從而形成一個(gè)全新的系統(tǒng)，自動(dòng)地解決復(fù)雜的問題。由此可見，計(jì)算思維具有三個(gè)屬性：模型化、系統(tǒng)化和自動(dòng)化?？v觀scratch的界面，可以看出其所有的腳本都是固定好的，并采用不同的模塊來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，以防止枯燥的代碼學(xué)習(xí)引起學(xué)生的反感情緒。在這一系統(tǒng)中，編程就像搭積木一樣，借由不同的組合形成全新的程序，該程序會(huì)如系統(tǒng)一樣自動(dòng)運(yùn)營(yíng)，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)游戲或者動(dòng)畫。利用scratch軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，幫助老師完成培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）構(gòu)建全新的學(xué)習(xí)模式

在小學(xué)信息技術(shù)課程中，老師一般用任務(wù)的方式來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，用scratch進(jìn)行教學(xué)也是如此。老師所設(shè)計(jì)的任務(wù)難度決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的方式。因此，在信息技術(shù)課堂設(shè)計(jì)中，老師要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求來設(shè)計(jì)任務(wù)，保證任務(wù)設(shè)置的難度，如此既能夠給學(xué)生帶來足夠的學(xué)習(xí)成就感，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)檫^難而消減學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)可以通過層次分明的任務(wù)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生用自主探索的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)：對(duì)于簡(jiǎn)單的內(nèi)容，可以讓學(xué)生根據(jù)課本以及老師所列的學(xué)習(xí)清單進(jìn)行學(xué)習(xí);而對(duì)于比較難的學(xué)習(xí)任務(wù)，可以讓學(xué)生以小組方式進(jìn)行學(xué)習(xí);對(duì)于任務(wù)比較復(fù)雜且知識(shí)涵蓋量比較大的任務(wù)，可以讓學(xué)生用合作的方式進(jìn)行探索，共同完成。

（三）強(qiáng)調(diào)算法設(shè)計(jì)的應(yīng)用

培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要方式，是在程序設(shè)計(jì)中用計(jì)算機(jī)來解決算法問題，一般是采用以下幾個(gè)步驟。首先要分析問題，明確接下來要做什么，然后根據(jù)分析的問題設(shè)計(jì)算法，尋求解決問題的方法，再根據(jù)確定的方法，將算法翻譯成程序設(shè)計(jì)語言，并且上機(jī)運(yùn)行和調(diào)試。想要借由計(jì)算機(jī)來解決問題，就需要在思維中模擬計(jì)算機(jī)解決的方法，老師在教學(xué)過程中要有意識(shí)地讓學(xué)生模擬計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì)算法，以此培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，主要是要讓學(xué)生形成發(fā)散性思維，并且由思維決定算法，由算法形成程序，這是學(xué)生形成計(jì)算思維的關(guān)鍵。由于人腦的思維活動(dòng)是獨(dú)立的，因此其決定的問題方案也是不同的。

比如，在《下雪了》這一教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，動(dòng)畫中雪花連綿不斷地往下落，學(xué)生不可能單憑添加就能完成整個(gè)雪景，因此就需要用到scratch軟件中的克隆功能。對(duì)于克隆這一功能，很多學(xué)生對(duì)其的認(rèn)知還停留于復(fù)制層面，克隆出來的克隆體其實(shí)是具有母體性質(zhì)的。由于母體性質(zhì)這一概念比較抽象，老師如果直接采用口頭講述的方式給學(xué)生進(jìn)行講解，學(xué)生很難理解和掌握。因此，老師可以讓學(xué)生先將克隆的需求和步驟詳細(xì)寫下來，形成算法流程圖，讓學(xué)生在清晰明確的流程圖中看出克隆體的特性，從而能夠比較明確地設(shè)計(jì)出雪的動(dòng)畫。算法是學(xué)生從自然語言問題情境中抽象出的一種能夠讓計(jì)算機(jī)所識(shí)別的模型，就是將原本自然語言下的問題模型轉(zhuǎn)化為可供計(jì)算機(jī)識(shí)別的模型，最終通過程序自動(dòng)化在計(jì)算機(jī)內(nèi)解決問題，而這一個(gè)過程也是學(xué)生計(jì)算思維養(yǎng)成的過程。

三、具體教學(xué)實(shí)踐

由于小學(xué)生的年齡較小，其思維方式仍然以形象思維為主，隨著年級(jí)的升高，學(xué)生會(huì)逐步形成抽象思維能力。老師要抓住學(xué)生的這一思維發(fā)展特性，適時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，讓學(xué)生能夠更加客觀地認(rèn)識(shí)事物，掌握事物發(fā)展的規(guī)律。在scratch的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠通過生動(dòng)形象的畫面，并在老師的引導(dǎo)下，將原本復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化、抽象化，最終形成解決問題的思路和方法。

比如，在教學(xué)《鯊魚吃小魚》時(shí)，老師可以先用多媒體設(shè)備播放動(dòng)畫視頻，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生觀看有趣的動(dòng)畫，看各種各樣的小魚原本在海底暢游，但是鯊魚的存在卻讓這些小魚心驚膽戰(zhàn)，一旦遇到鯊魚，小魚就會(huì)被吃掉。借由觀看這一段動(dòng)畫來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在觀看完視頻之后，老師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論：制作完成這樣一段動(dòng)畫需要哪些流程？在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行交流和討論，將原本復(fù)雜的問題簡(jiǎn)化為可以理解的自然語言以及明確的步驟流程圖。這樣的方式可以鍛煉學(xué)生的抽象思維能力，降低學(xué)習(xí)的難度，幫助學(xué)生樹立起學(xué)習(xí)的信心。

在學(xué)生清晰地設(shè)計(jì)步驟之后，老師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的算法知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用這部分知識(shí)來解決實(shí)際問題。比如，老師可以讓學(xué)生編寫一個(gè)鯊魚吃小魚的腳本，用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的算法知識(shí)。在學(xué)生嘗試編寫測(cè)試腳本的過程中，老師要做好指導(dǎo)和觀察工作，對(duì)于學(xué)生提出的問題及時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)和答疑。

四、結(jié)語

計(jì)算思維是解決問題的一種思維方式，通過scratch的學(xué)習(xí)，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，但是老師要認(rèn)識(shí)到，計(jì)算思維并不等于編程教學(xué)，要將計(jì)算思維的培養(yǎng)滲透到日常生活中，讓學(xué)生具備解決實(shí)際問題的能力，從而更好地完成信息技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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