在Scratch社團(tuán)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

毛巧靈

信息科技課程的培養(yǎng)目標(biāo)是提高學(xué)生的信息素養(yǎng)以及解決問題的綜合能力。計(jì)算思維，即通過約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個(gè)看起來困難的問題闡釋成一個(gè)個(gè)可以解決的問題序列。學(xué)生能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維解決復(fù)雜問題，對(duì)于信息素養(yǎng)及問題解決能力的提升具有重要意義。

Scratch創(chuàng)意設(shè)計(jì)社團(tuán)課——激發(fā)“計(jì)算思維”的天地

1. Scratch軟件是提升學(xué)生計(jì)算思維的載體

Scratch軟件在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維方面有很大優(yōu)勢(shì)。首先，積木式的指令簡(jiǎn)單易懂；其次，在創(chuàng)意設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生有機(jī)會(huì)去分析問題，思考問題解決方案，找到有效的方案，按步驟去解決問題。信息技術(shù)教育具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，Scratch為學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)提供了良好的載體。

2. 社團(tuán)課是提升學(xué)生計(jì)算思維的歷練場(chǎng)

如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)歷、體驗(yàn)并逐步建立起學(xué)科獨(dú)特的思維方式呢？學(xué)校豐富的平臺(tái)資源，給予社團(tuán)課很大的支持。學(xué)生基于對(duì)編程的興趣，采取自由報(bào)名的方式進(jìn)入社團(tuán)。社團(tuán)課2節(jié)課連上，可以給學(xué)生提供比較充足的實(shí)踐時(shí)間。在社團(tuán)課進(jìn)行的過程中，可以循序漸進(jìn)地對(duì)學(xué)生展開培養(yǎng)。

3. 不斷改進(jìn)的教學(xué)是提升學(xué)生計(jì)算思維的階梯

Scratch社團(tuán)課最初以知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)為主線，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分塊。然而，這樣一講一練的幾段式課堂教學(xué)模式不利于思維的訓(xùn)練。學(xué)生通過范例模仿，能夠做到舉一反三，但綜合能力較弱。面對(duì)新問題、整體項(xiàng)目，急于下手，缺少整體思考及規(guī)劃，作品制作中遇到難點(diǎn)較容易有挫敗感。

接著，我們將課程改進(jìn)為以“項(xiàng)目活動(dòng)”為主體，再把大項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)樾∪蝿?wù)，每節(jié)課解決某個(gè)或幾個(gè)具體問題。在項(xiàng)目實(shí)踐中，學(xué)生會(huì)經(jīng)歷問題抽象、問題分解的過程，進(jìn)一步理解算法思維，學(xué)會(huì)對(duì)問題進(jìn)行抽象、分解、建模，即運(yùn)用計(jì)算思維解決問題。社團(tuán)課開展的過程中，我們的教學(xué)也在不斷改進(jìn)。

精心的課程設(shè)計(jì)——孕育“計(jì)算思維”的土壤

在Scratch社團(tuán)活動(dòng)中，我先“自上而下”設(shè)計(jì)課程，再“自下而上”落實(shí)教學(xué)。

1.“自上而下”進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，形成計(jì)算思維訓(xùn)練框架

課程設(shè)計(jì)就好比土壤，土壤好不好，直接影響到秧苗的成長(zhǎng)。

Scratch課程設(shè)計(jì)打破了零散概念的教學(xué)，以項(xiàng)目活動(dòng)的形式設(shè)計(jì)單元，在每個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)中把知識(shí)點(diǎn)、思維訓(xùn)練點(diǎn)細(xì)分。知識(shí)的學(xué)習(xí)、計(jì)算思維的運(yùn)用都直接面向問題的解決。

2. 按認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行課程規(guī)劃，循序漸進(jìn)地開展計(jì)算思維訓(xùn)練

課程按動(dòng)畫制作項(xiàng)目活動(dòng)、游戲設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)、綜合實(shí)踐項(xiàng)目活動(dòng)的順序呈現(xiàn)，先易后難，層層深入。

動(dòng)畫制作項(xiàng)目活動(dòng)，學(xué)生容易上手。在課程中，學(xué)生會(huì)逐漸學(xué)習(xí)算法思維。例如，“湯姆貓去舞會(huì)”單元，學(xué)生會(huì)了解順序執(zhí)行、事件概念，通過角色不斷向前行走，會(huì)了解循環(huán)的概念；中國(guó)文化單元，學(xué)生通過多個(gè)角色，可以了解并行的概念。

游戲設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)，學(xué)生具有濃厚的興趣，在游戲過程中，可以很容易獲得成就感。在游戲設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)中，要逐步滲透算法思維。如猜數(shù)字中包含了順序、二分查找等算法思維。

綜合實(shí)踐項(xiàng)目，是課程中最高層次的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，自主地進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)作、修改、分享、反思。在制作過程中，學(xué)生要對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄，分階段螺旋式地進(jìn)行修改。老師需要通過查閱資料檔案（項(xiàng)目分析、計(jì)劃書、劇本草稿、細(xì)致設(shè)計(jì)、腳本初稿、測(cè)試反饋記錄），來跟進(jìn)并且進(jìn)行指導(dǎo)。所謂螺旋式修改是指每個(gè)階段都要進(jìn)行“策劃——建?！獦?gòu)建——測(cè)試——分享——進(jìn)入下一階段”的過程。

3. 關(guān)注學(xué)生的興趣點(diǎn)，設(shè)計(jì)有趣味、有層次的項(xiàng)目活動(dòng)

關(guān)注學(xué)生年齡特點(diǎn)，選擇學(xué)生感興趣的活動(dòng)內(nèi)容。例如，為新年嘉年華設(shè)計(jì)互動(dòng)游戲，為藝術(shù)節(jié)制作投票器等項(xiàng)目活動(dòng)。結(jié)合學(xué)校的藝術(shù)節(jié)、科技節(jié)等活動(dòng)來設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生會(huì)積極響應(yīng)。整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)層層深入，使得活動(dòng)具有連續(xù)性、趣味性。學(xué)生在完成的過程中，也會(huì)越來越熟練，能體會(huì)到自己的進(jìn)步。

靈動(dòng)的課堂，萌發(fā)“計(jì)算思維”的種子

1.“自下而上”將項(xiàng)目化整為零、化難為易

自下而上先解決局部問題，然后再組合各局部的解決方案，從而形成最終解決問題的方案。在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生先解決局部問題，層層深入、循序漸進(jìn)地進(jìn)行，最后完成整個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)。學(xué)生在化整為零、化難為易的過程中將問題逐一解決，更能體會(huì)計(jì)算思維的妙處。

2. 啟發(fā)式的課堂教學(xué)激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維

Scratch課堂的教學(xué)模式是：創(chuàng)設(shè)問題情境——啟發(fā)探究思路——選擇合適的方法或工具——嘗試解決問題——遷移應(yīng)用。

（1）創(chuàng)設(shè)問題情境：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，需要根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)選擇合適的主題。課前設(shè)立一定的情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。例如，湯姆貓去舞會(huì)，會(huì)設(shè)計(jì)表2所示三個(gè)情境。

（2）啟發(fā)探究思路或工具：引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決該問題，子任務(wù)是什么。在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，主要通過制訂項(xiàng)目計(jì)劃，幫助學(xué)生分解問題，明確子任務(wù)。例如：在游戲設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)中，學(xué)生要為嘉年華設(shè)計(jì)互動(dòng)游戲。需要引導(dǎo)學(xué)生考慮嘉年華活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)情況，判斷哪些游戲可以用，需要哪些硬件支持，計(jì)劃中包含了：地點(diǎn)、硬件、人員、游戲設(shè)計(jì)。經(jīng)歷反復(fù)的“策劃——建模——構(gòu)建——測(cè)試——分享——進(jìn)入下一階段”后，任務(wù)才能完成。

（3）選擇合適的方法或工具：教師會(huì)提供案例和教程，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的情況來選擇方法。例如，在動(dòng)畫項(xiàng)目中，老師提供教程和素材，學(xué)生可以選擇合適的方法進(jìn)行角色設(shè)計(jì)，可以繪制也可以使用素材。在游戲項(xiàng)目中，進(jìn)行猜數(shù)字游戲，向?qū)W生提供幾種方式，隨機(jī)、順序、二分查找，讓學(xué)生自己嘗試，并進(jìn)行總結(jié)。

（4）嘗試解決問題：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或者合作學(xué)習(xí)。為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，借助教學(xué)平臺(tái)幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。例如，在解決綜合實(shí)踐項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生常常需要查找大量的資料，并回顧許多學(xué)過的知識(shí)。我們通過學(xué)校的教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生準(zhǔn)備了大量可以自主學(xué)習(xí)的資料，比如知識(shí)手冊(cè)。又如，學(xué)生在動(dòng)畫項(xiàng)目中，要學(xué)會(huì)背景的透視效果、人物的三視圖繪制，我們會(huì)利用視頻課，來引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)。學(xué)生在這些資料的幫助下，自己嘗試解決問題。

（5）遷移應(yīng)用：學(xué)生的創(chuàng)意點(diǎn)子很多，有很多新的想法。知識(shí)遷移應(yīng)用的過程中，他們的綜合能力提高很快。

積極的評(píng)價(jià)滋養(yǎng)“計(jì)算思維”的成長(zhǎng)

良好的評(píng)價(jià)能幫助學(xué)生樹立信心，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)同計(jì)算思維的價(jià)值。

1. 多樣的評(píng)價(jià)與交流方式，幫助學(xué)生定位

在Scratch教學(xué)中，借助先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)，采取自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)的方式，有自查問卷調(diào)查、作品互評(píng)、學(xué)習(xí)檔案評(píng)價(jià)（計(jì)劃書、劇本、反饋表）、單元知識(shí)檢測(cè)等。在項(xiàng)目制作過程中，教師運(yùn)用作品檔案分析法來進(jìn)行評(píng)價(jià)，作品完成階段主要是基于作品的訪談法來定位作品。

2. 在交流分享中，促進(jìn)學(xué)生的自我反思

先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)的支撐，為在線交流、共享提供了很好的條件。活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要將文檔提交到平臺(tái)上。一方面教師可以跟進(jìn)各小組的學(xué)習(xí)情況，另一方面學(xué)生可以相互學(xué)習(xí)，互相提高。

3. 積極組織學(xué)生參賽，給學(xué)生提供鍛煉的舞臺(tái)

上海近年開展了Scratch的比賽，學(xué)生積極性很高。去年的現(xiàn)場(chǎng)比賽，學(xué)生取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

信息科技教育具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，如果不給學(xué)生思考和實(shí)踐的時(shí)間與空間，就不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

社團(tuán)課給我們開辟了一片天地。我們不斷地改進(jìn)，為的是灌溉學(xué)生成長(zhǎng)沃土，讓計(jì)算思維的種子在沃土中生根發(fā)芽，茁壯成長(zhǎng)。

面向未來，唯有化整為零，循序漸進(jìn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改變教學(xué)方法，圍繞“實(shí)踐性”這個(gè)學(xué)科特點(diǎn)，找出一條培養(yǎng)計(jì)算思維的道路。我們還在路上，還要繼續(xù)努力。

（作者單位：上海市閔行中學(xué)）