計(jì)算思維培養(yǎng)與“問·思·行”模式結(jié)合的實(shí)踐探究

張琪

摘要：“問·思·行”課堂教學(xué)改革模式認(rèn)為課堂教學(xué)總是根據(jù)問題進(jìn)行設(shè)置、推進(jìn)與解決。在新課改背景下，小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)成為熱點(diǎn)話題，文中從理論切入研究，探討Scratch課堂教學(xué)中，基于計(jì)算思維的“問·思·行”模式的應(yīng)用流程，并結(jié)合課堂教學(xué)應(yīng)用案例展開實(shí)例研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;“問·思·行”模式;Scratch課堂教學(xué)在教學(xué)實(shí)踐過程中，教師開展了Scratch課堂教學(xué)案例的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，探求基于計(jì)算思維的“問·思·行”課堂設(shè)計(jì)要素構(gòu)建，形成Scratch課堂教學(xué)流程。下面結(jié)合案例展開具體設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析。

一、教材分析

以《我是游戲設(shè)計(jì)師——打地鼠》一課為例，該課是Scratch單元模塊的主題活動(dòng)課，是學(xué)生對(duì)Scratch知識(shí)的綜合運(yùn)用，任務(wù)主要是讓學(xué)生了解用Scratch設(shè)計(jì)游戲的理念和流程，制作出有趣的游戲。這其中的教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)首先讓學(xué)生明白打地鼠的現(xiàn)實(shí)游戲過程，通過任務(wù)分解、分析角色動(dòng)作后用Scratch語言表達(dá)，完成程序編寫，并對(duì)所設(shè)計(jì)游戲進(jìn)行迭代和優(yōu)化、發(fā)布和分享，在過程中體會(huì)游戲設(shè)計(jì)的一般流程和團(tuán)隊(duì)合作的重要。該教學(xué)中教師配合“問·思·行”模式設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，期待學(xué)生在課堂中真正思考、深層思考。

二、學(xué)情分析

流程圖是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、抽象思維具體化、嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)邏輯進(jìn)行問題解決的有效手段。本課教學(xué)對(duì)象為小學(xué)五年級(jí)學(xué)生，已經(jīng)掌握了Scratch積木式編程的基礎(chǔ)功能，學(xué)生在生活中都接觸過游戲，對(duì)游戲十分感興趣，學(xué)習(xí)動(dòng)力強(qiáng)，五年級(jí)學(xué)生的邏輯思維也正在形成的階段，但綜合程序分析的能力、用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的算法與程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的能力不強(qiáng)。通過教師引導(dǎo)和小組交流，在共同探討中讓思維可見。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一） 了解用Scratch設(shè)計(jì)游戲的一般流程。

（二） 學(xué)會(huì)分析游戲過程，抽象成計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的算法和程序設(shè)計(jì)，形成設(shè)計(jì)方案。

（三） 學(xué)會(huì)運(yùn)用Scratch各模塊的命令，編寫程序，解決實(shí)際問題。

（四） 養(yǎng)成良好的游戲習(xí)慣，不沉迷游戲，選擇適合年齡的游戲。

（五） 體驗(yàn)游戲設(shè)計(jì)中團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。

四、教學(xué)過程

（一）問——規(guī)劃分析

問題是課堂教學(xué)的核心。從教師角度看，在備課過程中要思考教材中哪些內(nèi)容能促發(fā)學(xué)生思考，這些內(nèi)容轉(zhuǎn)化為什么樣的問題能達(dá)到提升學(xué)生思維的目的;從學(xué)生角度看，學(xué)生的學(xué)習(xí)始于問題，好的問題能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。在Scratch程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，每一個(gè)完整作品一般都是解決某一個(gè)實(shí)際問題，這些問題不同于學(xué)生在課本中常見的結(jié)構(gòu)優(yōu)良的問題，學(xué)生不能直接根據(jù)學(xué)到的某些知識(shí)獲得需要的答案，要擺脫簡單的線性思維去分析和解決問題。

1. 體驗(yàn)游戲，進(jìn)入情境。

試玩經(jīng)典游戲《打地鼠》，用自然語言描述一下游戲規(guī)則，今天我們就來體驗(yàn)游戲設(shè)計(jì)師，制作Scratch主題游戲——《打地鼠》。

2. 分析問題，任務(wù)驅(qū)動(dòng)。

師：如果你是游戲設(shè)計(jì)師，你會(huì)如何制定游戲規(guī)則？

學(xué)生交流自己的游戲設(shè)計(jì)想法。

師：你的游戲中有幾個(gè)角色？分別做了什么動(dòng)作？

在設(shè)計(jì)“打地鼠”游戲的規(guī)劃分析環(huán)節(jié)，教師通過“如果你是設(shè)計(jì)師，會(huì)怎樣設(shè)計(jì)這個(gè)游戲？”“你的游戲中有幾個(gè)角色？”等以學(xué)生為中心的問題，可以將學(xué)生置于全局規(guī)劃的高度，針對(duì)這一開放性的問題，學(xué)生會(huì)嘗試通過不同的途徑解決問題、觸發(fā)思考，是計(jì)算思維培養(yǎng)的有效引導(dǎo)。

（二）思——編寫程序

思就是學(xué)生解決問題的思維過程。在Scratch課堂教學(xué)中體現(xiàn)在學(xué)生解決問題時(shí)的思維可視，被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能。

思維可視化更加注重了解知識(shí)表征背后的各種思維規(guī)則、思想方式、思維路徑，在進(jìn)行思維可視化時(shí)更加強(qiáng)調(diào)了對(duì)其思考的方式和途徑進(jìn)行梳理和呈現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)“思維可視”的技術(shù)主要分為兩類：圖示技術(shù) （如：思維引線、模型圖、流程框架圖、概念框架等）和用來生成思維圖示信息的軟件技術(shù)。

活動(dòng)一：結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中打地鼠游戲，規(guī)劃和分析游戲的背景、角色和動(dòng)作。

活動(dòng)要求：

1. 了解游戲：觀看打地鼠視頻，觀察游戲過程。

2. 描述游戲步驟：通過游戲視頻說一說游戲中的背景和角色，游戲步驟。

3. 抽象與建模：通過小組討論，分解角色動(dòng)作，以流程圖的形式進(jìn)行抽象建模。

打地鼠游戲中，地鼠和錘子兩個(gè)角色動(dòng)作的程序設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。編寫程序環(huán)節(jié)，教師通過兩個(gè)關(guān)鍵性的問題：一是游戲中的角色分別進(jìn)行了哪些動(dòng)作;二是角色的動(dòng)作如何轉(zhuǎn)化為Scratch語言表示，來促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思維。同時(shí)，結(jié)合流程圖的形式進(jìn)行小組分析討論，幫助學(xué)生梳理思路、明確算法，體現(xiàn)抽象思維具體化。流程圖中對(duì)地鼠和錘子兩個(gè)角色的動(dòng)作，做了提示和關(guān)鍵處留白，等待學(xué)生自行探索得出結(jié)論，過程中，教師則扮演了指導(dǎo)者的角色，對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行引導(dǎo)和歸納，讓學(xué)生真正發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，讓思維更有廣度和深度。

（三）行——迭代優(yōu)化，發(fā)布分享

“問·思·行”模式中的學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐，著力關(guān)注了“行”的時(shí)機(jī)、內(nèi)容和方式，以便更好地促進(jìn)其他兩個(gè)要素的落實(shí)。在人類實(shí)踐活動(dòng)中，源自計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的迭代思想已經(jīng)由一種算法逐步升級(jí)發(fā)展為一種方法、理念和思維模式。

活動(dòng)二：發(fā)揮想象，對(duì)游戲進(jìn)行迭代升級(jí)。

知識(shí)技能：綜合運(yùn)用循環(huán)、判斷等語句結(jié)合Scratch命令，優(yōu)化游戲設(shè)計(jì)。

活動(dòng)要求：

1. 我的金點(diǎn)子：學(xué)生結(jié)合平時(shí)的游戲經(jīng)驗(yàn)，小組交流，說一說優(yōu)化游戲設(shè)計(jì)的“金點(diǎn)子”，想一想可能用到的Scratch命令。

2. 優(yōu)化升級(jí)：根據(jù)自己的設(shè)想，嘗試編寫程序，實(shí)現(xiàn)想法。

3. 突出作品展示：教師發(fā)現(xiàn)突出作品進(jìn)行展示評(píng)價(jià)。

4. 游戲體驗(yàn) （機(jī)動(dòng)）：出示“打地鼠2.0”，鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)計(jì)。

當(dāng)搭建好錘子和地鼠角色的腳本，打地鼠的游戲已經(jīng)初步完成，游戲的特點(diǎn)就是，可以根據(jù)玩家的體驗(yàn)不斷進(jìn)行迭代升級(jí)。結(jié)合學(xué)生以往玩游戲的經(jīng)驗(yàn)，貼近學(xué)生需要，順理成章地提出對(duì)游戲進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。這一目標(biāo)充分體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)意和個(gè)性化，讓他們成為設(shè)計(jì)師，小組相互說出自己的“金點(diǎn)子”，分析可能用到的命令，每個(gè)人的思考都得到表達(dá)和討論，再動(dòng)手搭建腳本，既鍛煉了學(xué)生的計(jì)算思維能力和語言表達(dá)能力，又避免了游戲設(shè)計(jì)的盲目性。

（一）貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)

所謂的貼近經(jīng)驗(yàn)，有兩種含義。第一，Scratch是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的理想載體，教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，要貼近學(xué)生的真實(shí)感受和體驗(yàn)，從生活實(shí)際中發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題;第二，小學(xué)生的設(shè)計(jì)規(guī)劃能力以及邏輯思維能力較弱，程序設(shè)計(jì)對(duì)他們來說有一定的難度，教師在教學(xué)過程中，考慮將復(fù)雜問題分解成多個(gè)小任務(wù)，以“問”逐個(gè)擊破，才能更好地幫助學(xué)生由淺入深構(gòu)建新知，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的方法解決實(shí)際問題。

（二）面向?qū)W習(xí)，促進(jìn)思維方式轉(zhuǎn)變

要想讓學(xué)生的思維可見，教師要學(xué)會(huì)在問題解決過程中以連接者身份出現(xiàn)。在實(shí)踐過程中，必然涉及到認(rèn)知與思維能力、操作與問題解決能力等多維度能力整體發(fā)展，教師要將思維方式的系統(tǒng)訓(xùn)練融入“問·思·行”模式，才能有效提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

我們還將繼續(xù)針對(duì)小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科中的不同模塊進(jìn)行實(shí)踐研究，尋找問思行三要素的最佳組合方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生的向?qū)W之心。