基于計(jì)算思維培養(yǎng)的編程教學(xué)策略探究

吳瑩穎

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維已經(jīng)成為小學(xué)信息技術(shù)課堂中重要的教學(xué)目標(biāo)之一。然而，如何將計(jì)算思維這一抽象的概念在課堂教學(xué)中落地，成為信息技術(shù)教師的重要挑戰(zhàn)。文章主要基于計(jì)算思維的定義，探索小學(xué)可視化編程教學(xué)策略，通過具體教學(xué)實(shí)踐，為小學(xué)信息技術(shù)課堂利用可視化編程培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維提供有效參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；可視化編程；教學(xué)策略

一、計(jì)算思維的概念與內(nèi)涵

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）將計(jì)算思維確定為一項(xiàng)重要的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。《標(biāo)準(zhǔn)》指出，具備計(jì)算思維的學(xué)生，在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案；總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題的解決中。

二、基于計(jì)算思維概念的編程教學(xué)環(huán)節(jié)

隨著可視化編程課程進(jìn)入小學(xué)信息技術(shù)課堂，基于可視化編程的計(jì)算思維培養(yǎng)成為了焦點(diǎn)。文章主要以閩教版《義務(wù)教育教科書·信息技術(shù)》六年級(jí)下冊(cè)第三課Scratch編程課“小貓排隊(duì)形”為例，說明基于計(jì)算思維的可視化編程教學(xué)。結(jié)合計(jì)算思維的定義，將其融入到教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)過程，將基于計(jì)算思維的培養(yǎng)教學(xué)過程設(shè)計(jì)為幾個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程：（1）界定問題。采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題，對(duì)應(yīng)案例里小貓排隊(duì)形導(dǎo)入部分；（2）分析問題（抽象特征，建立模型）和解決問題（評(píng)估方案）。抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)活動(dòng)，判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的活動(dòng)方案：活動(dòng)一“小貓畫正三角形”、活動(dòng)二“小貓排隊(duì)形”；（3）遷移應(yīng)用。總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題的解決中，對(duì)應(yīng)活動(dòng)三“創(chuàng)意隊(duì)列”。通過這幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

三、基于計(jì)算思維的編程教學(xué)多元策略

“小貓排隊(duì)形”這節(jié)課的計(jì)算概念為循環(huán)，具體體現(xiàn)為學(xué)習(xí)重復(fù)命令。重復(fù)命令是Scratch語言中的一個(gè)難點(diǎn)，體現(xiàn)了由單一的命令過渡到抽象復(fù)合命令。因此，在教學(xué)過程中需要采用多元策略，不斷引導(dǎo)學(xué)生，從而掌握重復(fù)命令，培養(yǎng)計(jì)算思維。

1.情境導(dǎo)入，明晰問題

教師通過“我說你做”的口令，引導(dǎo)學(xué)生猜想口令形成的圖形，再通過具體的視頻現(xiàn)實(shí)模擬，重現(xiàn)圖形，總結(jié)通過直線行走轉(zhuǎn)動(dòng)角度。角度不同、重復(fù)次數(shù)不同，將形成不同的圖形，從而引出本節(jié)課的課題，充分激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，分析問題

通過以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，提出活動(dòng)任務(wù)：用Scratch編程軟件讓小貓排隊(duì)形。教師引導(dǎo)學(xué)生通過流程圖的方式思考如何讓小貓排隊(duì)形：先畫出正三角形，再讓小貓沿著三角形邊沿排列。展示學(xué)生的作品，對(duì)比教師的畫法，引出重復(fù)命令。通過重復(fù)命令，可以將重復(fù)的命令簡(jiǎn)化成循環(huán)結(jié)構(gòu)的腳本。學(xué)生認(rèn)識(shí)重復(fù)命令之后，再次提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考正五邊形、正六邊形的畫法。通過小組討論，歸納總結(jié)觀察圖形，從而展示畫正多邊形的公式。在這一活動(dòng)環(huán)節(jié)中，教師采用了多種教學(xué)策略，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、提問法、自主探究法、小組討論法等多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)。

3.問題啟發(fā)，改進(jìn)方案

教師提出活動(dòng)任務(wù)后，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材，揭示畫圖模塊中的圖章指令，并讓學(xué)生觀察圖形，找到重復(fù)體，與重復(fù)命令結(jié)合，形成小貓隊(duì)列。在整個(gè)活動(dòng)過程中，教師不斷提問，層層推進(jìn)，由易到難，引導(dǎo)學(xué)生不斷地改進(jìn)程序。在此次活動(dòng)中，教師采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、自主探究法、問題啟發(fā)法等教學(xué)策略，其中以問題啟發(fā)法為主要教學(xué)策略。通過步步深入，由易到難，逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、建立模型、解決問題、改進(jìn)設(shè)計(jì)。

4.自主探究，遷移應(yīng)用

教師通過此環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試排出創(chuàng)意隊(duì)形，完成后展示學(xué)生作品，讓學(xué)生進(jìn)行生生互評(píng)。此環(huán)節(jié)促進(jìn)了知識(shí)的遷移，拓寬了學(xué)生思維，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生正確評(píng)價(jià)自己，并學(xué)會(huì)合理表達(dá)，從而提升學(xué)生的計(jì)算觀念，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維的遷移應(yīng)用。

通過上述案例，我們可以反思一些內(nèi)容。首先，可視化編程教學(xué)在學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)方面起到了一定的作用，但是在教學(xué)過程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)貜膶W(xué)生的興趣出發(fā)，在教學(xué)主題上應(yīng)該選取一些與學(xué)生生活實(shí)踐相關(guān)的主題內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的興趣；其次，因?yàn)閷W(xué)生在可視化編程教學(xué)中會(huì)有顯著的差異，所以教師要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整教學(xué)策略，通過小組合作、問題啟發(fā)等方式，引導(dǎo)學(xué)生不斷靠近自己的最近發(fā)展區(qū)；最后，重視評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在自己的作品上發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而提出最優(yōu)的方案，促進(jìn)計(jì)算思維的提升。

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