基于計算思維的Scratch教學

徐萍

摘 ?要：計算思維是一個問題解決的過程，該過程包括制定問題、分析數據、抽象、設計算法、選擇方案、推廣等6個步驟，對應在Scratch教學中即制定問題、角色分析、畫流程圖、搭建腳本、調試程序、分享與再創作。論文通過一個教學案例分析，嘗試說明基于計算思維的教學可以如何設計與實施，希望對小學的Scratch教學提供借鑒。

關鍵詞：計算思維 ?核心素養 ?教學案例

一、計算思維分析

計算思維最早是由Logo語言創始人西蒙·帕佩特教授提出。“計算思維涉及運用計算機科學的概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。計算思維涵蓋了反應計算機科學之廣泛性的一系列思維活動。”

義務教育階段信息技術學科核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任等方面。“算法與程序設計”模塊更加能體現出對學生計算思維能力的培養，Scratch從內容設置角度來說，屬于“算法與程序設計”模塊的內容。計算思維是一個問題解決的過程，該過程包括制定問題、分析數據、抽象、設計算法、選擇方案、推廣等6個步驟，對應在Scratch教學中即制定問題、角色分析、畫流程圖、搭建腳本、調試程序、分享與再創作。

二、基于計算思維的Scratch教學案例分析

如何在Scratch課堂教學中培養學生的計算思維，下面通過小學五年級第11課“動物表演”教學案例分析闡述并構建基于計算思維的Scratch教學的六步操作過程：制定問題→角色分析→畫流程圖→搭建腳本→調試程序→分享與再創作。

創設情境：同學們，森林里要舉行“元旦聯歡會”，小動物們正在緊張地排練節目——小貓在翻跟頭，小猴子在變魔術，大象在重復擊鼓。可是，它們正在為演出的順序犯愁呢，你們能給它們提供一些幫助嗎？

（一）制定問題

信息技術課的程序設計可以類比于語文課的寫作，就是用特有的語言符號來表達自己的思想內容。因此在看完創設的情境后，要引導學生用自然語言把情境所表現的內容表達出來，找到問題，理清思路。

根據創設的情境，程序中包含以下三個問題：

1.編排演出順序：編排小貓、小猴、大象三個小伙伴的節目表演順序。

2.修改演員腳本：根據表演節目內容，依次修改每一個小伙伴的演出腳本。

3.設計退出舞臺：三個小伙伴都在舞臺上表演，有點眼花繚亂，所以節目還是一個一個的表演，第一個表演者先進入舞臺，然后離開舞臺，第二個再出場……

（二）角色分析

Scratch程序設計的過程是基于角色的。程序中有幾個角色，每個角色有哪些動作都需要引導學生去自主分析。在分析過程中，可以鍛煉學生的抽象能力、分解能力、邏輯設計能力等。因此，在本課角色分析中，由于學生已經有了前面學習的基礎，可以運用任務驅動法，讓學生自主分析并添加角色到舞臺中。

（三）畫流程圖

經過角色分析之后，學生對于主要角色的動作已經有了初步的了解，接下來需要將角色的運動邏輯用流程圖的方式表現。在畫流程圖之前，先解決“（一）制定問題”中的三個問題：

1.編排演出順序問題：可以從元旦表演節目的例子出發，讓學生理解“廣播消息并等待”控件的應用，探究“新建消息”的方法，理解消息名稱就是角色互動的唯一標識。

2.修改演員腳本問題：根據編排的演出順序，理解“接收消息”控件的使用以及其與“廣播消息并等待”控件的一一對應關系，具體每一個小動物的節目內容也可以讓學生自由發揮。

3.設計退出舞臺問題：順序和演出內容安排好了，下面安排進出舞臺，進入舞臺用什么模塊？離開舞臺有什么模塊？可以讓學生小組合作探究這些問題，經過討論后進行如下小結：

第一小步：沒開始表演所有角色是離開舞臺的，怎么設置？

解決方法：在每位動物演員的腳本中“當綠旗被點擊”后加入“隱藏”控件。

第二小步：接著設置演員收到消息進入舞臺，如何設置？

解決方法：在每位動物演員的腳本中加入“當接收到消息”控件。

第三小步：表演結束離開舞臺，怎么設置？

解決方法：在每位演員演出結束后再次添加“隱藏”控件。

以上三個問題解決后，學生根據情境中角色的運動邏輯可以輕松的畫出流程圖。

（四）搭建腳本

Scratch積木式的搭建程序的方式簡單易懂，通過前面三個步驟，在流程圖中已經具有Scratch程序的框架雛形，就像工程師手中有了圖紙，這時再有原材料就可以進行施工了。此時，學生可以按照流程圖根據自己的思路自主選擇積木塊進行搭建。

（五）調試程序

學生在對“廣播和接收消息”指令有了深入的理解后，對應指令的使用方法相對而言就簡單了很多，可以用小組合作的形式進行探究學習同時加入學生自己的創意。但在編寫程序的過程中難免會遇到一些困難，出現一些bug，這時可以通過小組成員之間的相互找“bug”的方法找出不能正常運行程序的漏洞，也可以通過參考教師提供的自學微視頻，找出程序的不足之處。

（六）分享與再創作

Scratch編程一直提倡“想象、創意、分享”的理念。我們可以通過如下方式分享與再創作：

1.分享

（1）班級分享：班級內部作品展示并將作品保存上傳到班級“云課堂”。

（2）學校分享：可以將作品上傳到Scratch官方社區進行分享。

（3）家庭分享：我們提倡學生將作品與自己的家人和朋友分享。這樣做不僅可以滿足學生自我展現的心理需要，更重要的是當父母知道孩子會用編程去解決一些實際問題時，來自家人與朋友的鼓勵會更大的激發學生學習的熱情。Scratch的魅力還可能會吸引家長參與到孩子的編程學習中，逐步形成濃厚的親子編程的家庭氛圍。

2.再創作

Scratch官方社區網站給學生提供了“再創作”的機會，學生可以在別人已經設計好的程序基礎上，加入自己的創意想法進行優化再創作，這也是鍛煉學生計算思維的一個非常好的平臺。

結語

通過以上Scratch教學案例分析可以看出，為了培養學生的計算思維，教師做了專門的基于計算思維的Scratch教學設計的六步框架。此設計框架可以看作是一種輔助工具，借助它來引導學生進行規劃設計和思維訓練，再逐步過渡到具體的操作訓練。若沒有這些輔助的設計，教學就依然停留在操作訓練的層面上。作為一名信息技術學科教師，只有能夠正確認識和把握計算思維，才有可能進行基于計算思維的教學設計并予以實施，同時取得一定的教學效果。

參考文獻

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