Scratch環境下學生計算思維的培養

【摘要】：Scratch作為培養學生計算思維的一款軟件，其本身擁有簡單易操作，畫面豐富的特點，非常吸引學生。而學生在完成設計的過程中不斷調整自己的思路和方法，從中獲得解決問題的一整套思路。并且可以將這些思路方法應用到其他學科和生活中，解決遇到的問題。同時對教師也有一定的啟示，在Scratch環境下，充分挖掘學生的創意，給學生足夠的空間去完成自己的作品。

【關鍵詞】：計算思維；信息技術教育；學科融合

計算思維是當前國際教育界和計算機領域關注的一個重要概念，在高職院校，很多教師嘗試在VB環境下培養學生的計算思維，取得了一定的成果。目前引入我國的Scratch 和APP Inventer 深受學生和教師喜愛，它們突破傳統信息技術課程的束縛，不再局限于對計算機的基本操作的學習，而是將教學與現代科技發展融為一體，引領學生緊跟時代發展的腳步，給予學生更大的發展空間，為學生的思維能力開發提供了有力的平臺。由于Scratch可以在線下操作，對網絡環境依賴性較低，所以非常有利于在中小學開展。只需在機房安裝Scratch軟件，學生即可進行創作。

一、計算思維的來源

計算思維這一概念最早由周以真教授提出，他認為，計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。英國中小學在信息技術課程中也提到了計算思維，認為計算機用來解決問題分為兩個步驟：首先是想好解決問題的具體步驟，然后運用專業技術能力通過計算機來實現。這個理解闡釋了我們思考利用計算機解決問題的過程和方法。謝忠新等人認為，計算思維不是對計算機的思考，也不是像計算機那樣思維，因為計算機本身是沒有思維的，計算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑，是一種描述當我們思考如何利用計算機來解決問題時所采用的過程和方法。

二、信息技術課程與計算思維

中小學信息技術課程的目標使培養和提升學生的信息素養。信息素養的表現有以下幾個方面，一是使用信息技術工具獲取、加工、管理、表達與交流信息，二是有能力對信息活動的整個過程、方法、結果進行評價。中小學是思維發展的黃金時期，鍛煉學生的思維能力，發展學生的計算思維是信息技術課程的重要使命。學生在這一過程中得到的鍛煉，可以運用到其他學科，與其他學科結合，把日常的情景融入到解決問題中。Scratch作為一款新型軟件開發工具，對學生具有很大的吸引力，它豐富的畫面和有趣的素材能夠激發學生的開發欲望和挑戰欲望，在娛樂中完成一系列的練習。

三、Scratch的特色功能

（1）滿足了學生的學習興趣

在基本環境設施不變的情況下，安裝好軟件以后便可以進行教學。Scratch以形象、直觀的積木式命令語言代替了枯燥乏味的代碼指令，并且為指令取了易于學生理解的名稱。學生能夠快速理解名稱的含義，并且快速學會它的使用，就像在為自己的創意搭積木一樣，使學生樂此不疲。

（2）激發學生的想像力

在完成一個Scratch作品之前，學生必須要先對場景進行預設，想象在這個環境中都有哪些人物，會出現什么事件，如何合理安排每個角色的出場順序和每個角色的動作，語言。然后要保證在堆積命令的時候按照預設進行，不斷調整，測試，以達到自己預期的效果。這一過程需要學生不斷反思自己的設計，發揮自己的想象力，才能不斷完善作品，達到自己滿意的效果。

（3）滲透著學生的計算思維

Scratch能夠幫助學生在完成每個任務的過程中，掌握一定的思路和方法，尋求解決問題的多種途徑，無意間鍛煉學生的計算思維，使學生的計算思維得到很大的發展。在布置任務以后，學生嘗試使用一些指令來完成，在組合指令的過程中，學生頭腦中完成了解決問題的規劃。這為學生在其他學科中解決問題也提供了思路，使學生不再局限于教師提供的解題模式，而是不斷思考探索自己解題方法。

四、Scratch課堂活動設計

（1）創設教學情境。針對不同年級的學生，創設符合其認知和發展的真實情境，營造輕松、愉快的課堂氛圍，讓每一位學生都能從中找到自己的價值，使他們為實現自己的價值而積極思考，努力向著目標前進。

（2）課堂教學設計。

①學習任務單。在上課前，將任務單發放到學生手中，讓學生有充足的時間準備，并且填寫任務單中的相關內容。以此了解學生的準備狀態。

②課堂描述與想象。依據創設的情境，鼓勵學生積極思考，描述其中的細節，充分刺激學生的想象力，引導學生多角度思考問題，解決問題。

③任務的分解與合成。將一個較復雜的任務分解為幾個小任務，逐步呈現給學生，學生逐個完成，綜合起來就形成一個完整的場景。在這個過程中，學生不斷出現各種問題，通過討論與講解，指導學生以不同的思路解決問題。完成每個任務都要進行測試，檢驗任務的成果是否與預期一致，特別注意發現學生的創新之處。

④學生觀摩與交流。學生總是有著強烈的好奇心，他們希望欣賞同伴的作品，發現與自己不同的地方，了解別人的想法，然后與自己的作品進行對比。同時與別人分享自己的思路，互相借鑒，互相促進。教師也應該將學生的創意及時展示給其他學生，方便學生之間互相切磋，以求迸發靈感，完成更加優秀的作品。

五、計算思維與其他學科的融合

Scratch旨在鍛煉學生解決問題的思路和方法，使學生的邏輯更加清晰，思考問題更加全面，這樣的思考方法在其他學科中也有著舉足輕重的地位。學生只有學會了如何思考，才能靈活運用所學內容解決問題。在信息技術課之外，學生可能無形中就會運用完成任務的思路來思考遇到的問題，然后全面分析，找出一個最簡便最適合自己的方法，

六、對教師的啟示

對于信息技術教師，在開設Scratch課程之前，一定要非常了解這個軟件的基本功能結構，在其他模塊學習的基礎上，為學生逐步介紹Scratch的各項功能模塊，并應用Scratch指導學生完成簡單的任務。在保護學生的好奇心和興趣的前提下，盡量給學生有挑戰性的任務，這樣既可以達到鍛煉學生想象力的目標，又可以讓學生充分的思考。

在Scratch環境下完成的每項任務都是學生的成果，都應該受到教師及同學們的尊重，因此，教師要充分挖掘每一份作品的閃光點，從中發現學生的思路及想象，鼓勵學生將這樣的思考方式應用到自己生活學習的各方面，提升學生的思維能力。

參考文獻：

[1] 謝忠新，曹楊璐.中小學信息技術學科學生計算思維培養的策略與方法[J].中國電化教育，2015：116-120

[2]凌秋虹.談在Scratch環境下學生創新能力的培養[J].中小學信息技術教育，2013：51-53

[3]彭旭宏.“為創作而教”的教學模型對小學生創新能力培養的實證研究[J].教育信息技術，2015：105-107

[4]唐志國.Scratch教學如何啟發學生創新[J].教師教育，2016：8-9

[5]劉剛.創新 分享 收獲—小學信息技術Scratch教學初探[J].教學反思，2015：85

[6] 毛澄潔，彭晟.參與、實踐、創新與分享—Scratch教學流派與問題淺析[J].中國信息技術教育，2013：9-11