在Scratch教學(xué)中如何培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維

謝新燕

摘? 要：計算思維是信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，而Scratch軟件是一款可以培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的熱門軟件。Scratch軟件將指令模塊化，學(xué)生不需要掌握枯燥的代碼指令編寫規(guī)則，只需要拖積木式的指令模塊搭建起來就可以實現(xiàn)程序組建。在這整個通過教師引導(dǎo)的問題學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的算法思維、邏輯思維、任務(wù)分析能力和程序優(yōu)化能力都能夠得到充分的提高，進而計算思維得到有效培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：計算思維;Scratch軟件;小學(xué)生

【中圖分類號】G623.5??? 【文獻標識碼】A?????? 【文章編號】1005-8877（2019）18-0037-01

1.計算思維的概述

周以真教授在《計算思維》中下的定義：“計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為。如同所有人都具備是非判斷、文字讀寫和進行算術(shù)運算一樣，計算思維也是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維能力。”在我們遇到問題的時候，大腦就會調(diào)用這種思維能力，設(shè)計算法進行問題求解，它是一種我們都應(yīng)具備的思維能力。

2.Scratch軟件概述

Scratch是由麻省理工學(xué)院專為少兒開發(fā)的一款可視化編程軟件，它將指令模塊化，就如同一塊一塊功能各異的積木，擺放在代碼區(qū)。學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的需求，以拖積木式的方式將指令塊拖拽到編輯區(qū)，根據(jù)一定的邏輯性將這些代碼塊依次疊放在一起，從而實現(xiàn)代碼組建，而且學(xué)習(xí)者只需雙擊代碼塊就可以查看編程結(jié)果。這種積木式、動畫式的編程環(huán)境，為小學(xué)生學(xué)習(xí)編程提供了極大的便利，他們不需要去識記那些代碼規(guī)則，可以將更多的時間放在算法、問題解決上。

3.在Scratch教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維

根據(jù)小學(xué)生的身心發(fā)展特點，他們正處于具體思維向抽象思維發(fā)展的階段，計算思維還有很大的提升空間，而我們正好可以借用Scratch課程為其培養(yǎng)計算思維。那我們該如何在Scratch課程中培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維呢？筆者認為可以從以下幾個方面著手。

（1）創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的抽象能力

小學(xué)階段學(xué)生正處于具體思維向抽象思維發(fā)展的階段，但即使是高年級也仍處于抽象思維的初級階段，怎么引導(dǎo)學(xué)生成為關(guān)鍵。我們可以以問題解決為中心，創(chuàng)設(shè)情境化抽象為具體，引導(dǎo)學(xué)生進入問題情境，從而可以有效地引導(dǎo)學(xué)生解讀抽象問題，開啟問題解決模式。在這個過程中，學(xué)生的抽象思維可以得到有效培養(yǎng)，而抽象思維正是計算思維的本質(zhì)。

（2）借助案例教學(xué)，提高小學(xué)生計算思維的遞歸思想

在Scratch教學(xué)中，我們可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗列舉案例，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實際去分析問題，找出問題解決的算法。例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師引導(dǎo)學(xué)生進行任務(wù)分析的時候，要讓學(xué)生研究游戲規(guī)則設(shè)計和相關(guān)技術(shù)設(shè)計，讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗找到游戲活動的相關(guān)因素，這就是在調(diào)用其已有知識去分析問題，從而進一步內(nèi)化新知識，遞歸能力得到培養(yǎng)。

（3）梳理問題求解的思路，培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的任務(wù)分析和邏輯能力

Scratch中的每一項任務(wù)，都需要學(xué)生先進行分析，而后再根據(jù)各個任務(wù)和要求思考問題解決的方式方法，最終選擇和設(shè)計出各類符合自己需求的指令算法或流程圖。我們要引導(dǎo)學(xué)生知道我們最終要完成的任務(wù)是什么，而為了完成這個最終任務(wù)，我們可以將它細分成幾個便于先后執(zhí)行的具有邏輯順序的小任務(wù)，在無形中，學(xué)生將一個大問題一步一步細化成了一個個我們可以解決的具有邏輯關(guān)系的小任務(wù)，在腦海中，形成算法般的步驟，就這樣，學(xué)生梳理好問題求解的思路。而問題求解的整個過程正是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的任務(wù)分析和邏輯能力。

例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師給學(xué)生安排游戲設(shè)計任務(wù)“小貓走迷宮”，教師先設(shè)定最終目標。首先，需要思考小貓怎么才可以走出迷宮，進而思考要怎么控制小貓前后左右行走，怎么判斷小貓有沒有走出迷宮，怎么反饋已成功走出迷宮。在這思考過程中，將任務(wù)細分為一個個可被解決的具有邏輯關(guān)系的小任務(wù)，并尋找解決方案，如在控制小貓方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好使用鍵盤或是鼠標進行操作。緊接著，老師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建迷宮的同時，不斷添加游戲規(guī)則，最后使用偵測、控制等模塊代碼來解決相關(guān)的問題。在整個問題分析過程中老師可以有效開發(fā)學(xué)生計算思維的任務(wù)分析和邏輯能力。

（4）選擇最佳解決方案，培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的程序優(yōu)化能力

所謂“條條道路通羅馬”，在Scratch的程序編寫階段，我們也能夠察覺到實現(xiàn)某個目標并非只有一種編寫方式，學(xué)生可以采用不同的編寫方案來完成同一目標，如用循環(huán)語句或者分步語句。而在這么多方案中，學(xué)生需要尋找到最佳的方案，這便是計算思維的優(yōu)化問題。例如在《小貓畫圖形》一課中，老師布置繪制數(shù)字8，因為小貓的起點可以不一樣，行走方向不一樣，從而導(dǎo)致繪制數(shù)字8的方法有很多。在這一課，學(xué)生還只能采用分步前進的方法來控制小貓行走，代碼塊非常冗長。緊接著在下一課的《小貓排隊行》中，就針對這提出了程序優(yōu)化方法即重復(fù)指令的使用，優(yōu)化了解決方法和大大提高了工作效率，這就滲透著計算思維的程序優(yōu)化能力的培養(yǎng)。

4.結(jié)語

在實際教學(xué)中，很多學(xué)生的操作與創(chuàng)新思維遠遠超出了筆者的預(yù)期。如在《小貓畫圖形》一課中，就有同學(xué)研究出如何用鍵盤控制小貓上下左右前進、抬筆和落筆，將小貓生動地設(shè)計成一只會行走的“筆”。這就是一個程序優(yōu)化、創(chuàng)新創(chuàng)作的過程。整個教學(xué)過程，教師的引導(dǎo)作用也非常重要，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況進行教學(xué)設(shè)計，選擇合適的引導(dǎo)方法。這也要求我們老師需要不斷提升自己，才能更好地促進學(xué)生計算思維能力的提升。

參考文獻

[1]秦琛.Scratch教學(xué)如何培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維[J].讀與寫（教育教學(xué)刊），2017.14（01）：218

[2]董欣欣.基于scratch的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的教學(xué)案例研究[J].中小學(xué)電教，2017（Z2）：121-123