基于Scratch課堂的學生計算思維培養措施研究

徐升波

摘 要：Scratch軟件是一種可視化編程工具，與學生計算思維的培養理念非常符合。為此，文章先對Scratch編程軟件、計算思維進行了分析，在此基礎上提出Scratch課程目前的教學方式以及教學效果，對學生計算思維的培養的實踐方式進行研究，從而提高學生信息素養。

關鍵詞：小學;信息技術;Scratch課堂;計算思維;培養措施

隨著新一輪教育改革的深入，課程標準將計算思維納入信息技術學科核心素養當中，并明確提出培養學生學科核心素養的重要性，讓學生學習利用計算思維解決相關問題。Scratch編程操作相對簡單，將其應用內容加入信息技術課堂教學中，不僅可以減輕小學生的心理負擔，還可以增強學生學習興趣，從而提高信息技術能力。當前，關于Scratch課程的研究非常多，利用Scratch課程培養學生的計算思維也成了主要課題之一，針對此實踐研究，文章進行了分析探討。

一、 計算思維與Scratch編程

（一）計算思維

計算思維的最早提出者是周以真教授，從該概念被提出一來，越來越多的學者和組織開始深層次研究。在研究中，得出的概念最具代表性的就是國際教育技術協會與計算機科學教師協會的共同結論。他們認為：計算思維其實就是解決問題的一個過程，在這個過程中，主要包括問題的提出、數據分析、思維抽象、算法設計、方案選擇、推廣等要素。2017版的信息技術課程明確提出：計算思維主要就是指個人在使用計算機過程中的思維與方法，及問題解決與方案生產的過程中形成的思維活動。

（二）Scratch編程

Scratch源于美國，由麻省理工學院所開發的，屬于一種圖形化開源編程軟件。在具體應用中，就是通過樂高的方式在命令的指導下搭建程序，完成程序的編寫，在這個過程中的，只需要拖動鼠標，將指令模塊拖到程序編輯區就可以進行動畫、編故事、游戲、繪畫等操作，趣味性非常強。Scratch軟件在操作的時候非常簡單，在使用的時候也可以快速上手，再加上指令多樣、內容豐富以及強大的功能性，將其應用在信息技術教學中，不僅可以增強課堂的教學效果，還可以為培養學生的計算思維提供支持。

二、 Scratch課程教學方式

（一）采用游戲設計教學，培養學生的計算思維，激發學生學習興趣

在對Scratch游戲進行創作的時候，所涉及的編程知識非常多，甚至可以說全部編程思維，如選擇語句、變量、循環語句、表達式等等，這個游戲編程的是培養學生計算思維的良好時機。因此，教師在信息技術具體教學中，不能直接按照教材內容以及教學方法，從變量到表達式，再到編程三大結構這種簡單方法，必須讓學生自己對Scratch游戲流程熟悉并分析，然后根據自己的興趣以及游戲需求進行創作程序。另外，Scratch編程所采用的指令主要是積木化，學生根據游戲的進程非常容易理解什么是變量，什么是循環語句，什么是選擇語句等相關知識點。就拿《大魚吃小魚》這一游戲的創作中，想要讓大魚真正“吃到”小魚，就需要采用循環語句、分支語句以及變量知識（如圖1所示）。又如在《Plane》這一游戲的創作中，想要讓敵機不斷地重復出現、降落等動作，創作者就需要采用循環、表達式、選擇、隨機等多種知識點和指令（如圖2所示）。在這兩個小游戲當中，采用了Scratch編程的代碼，這種代碼與自然語言更相接近，學生在編寫的時候就相當用筆將自己的想法寫出來，這種編寫方式簡單且有趣，學生玩中學，從而樂于學。

（二）采用“翻轉課堂”，嘗試全新課程教學模式

在小學信息技術課堂教學中，經常發現一節課40分鐘的時間完全不夠用，學生在課堂上難以完成作品，對此，教師可以采用翻轉課堂教學模式，也就是將重難點知識劃分為多個小任務，并制作成微視頻，并將相關練習納入其中，然后將其上傳到相關網站上，讓學生根據自己的學習情況、學習能力自主選擇相應的微視頻，完成相關知識的學習。

在翻轉課堂教學中，利用微視頻不僅可以復習上節課知識，還可以為下節課知識的學習做好準備。這樣一來，課前預習目標就得到真正實現，學生對自己的實際學習情況也有較好的把握。而在課堂實際教學中，教師可以提問學生：“你們在課前自主學習中，遇到了哪些困難，有什么地方不明白？”讓學生將自己的疑惑全部都說出來，然后有針對性地進行講解，起到“翻轉課堂”的效果。比如，在《花朵繽紛》這節課中，學生一節課很難完成最終作品，可以將花瓣如何畫的內容制作微視頻，并在視頻中進行啟發式教學，讓學生思考“一朵花是怎樣形成的，每一個花瓣重復了幾次，每重復一次需要旋轉多少度”等等，這樣學生初步數學思維形成，有助于后期教學效果的提升，真正上課時，學生完成作品效率提升，成就感也會增強。

（三）放手讓學生動手操作，培養學生自主探究的學習方法

在小學信息技術教學中，教師對Scratch軟件編程的運用實現了課堂主體的轉變，讓教師轉變成引導者，學生成為學習者，課堂教學也由“教師教學”轉變為“學生自主探索”，讓學生在質疑、發問、思考中說出自己的想法，而不是將教師的想法“強加”給學生，這種教學模式更容易提升學生的思維能力，從而實現教學目標。在Scratch編程的教學中，發現小學生有多種解決問題的方法，游戲效果也均能達到，甚至還發現有些學生所編寫的程序比教師還簡潔，程序也更加高效，還有些學生能找到教師所編寫程序中存在的問題和漏洞，并能自豪地將自己的意見表達出來。就拿《接雞蛋》這一小游戲來說，游戲規定：在有限的時間內，誰接到雞蛋多，誰就獲勝。第二課時教學時，有一位學生改變了教師所制定的游戲，而是變成誰的雞蛋落地便失敗。在學生展示自己作品的時候，大部分學生都認為“雞蛋落地便失敗”這一創意好，更符合游戲的思維。又如在《下墜的小鳥》游戲中，讓學生根據自己的興趣設計相應的關卡;在《超級瑪麗》這一游戲中，有的小學生根據角色跳躍設計出其他小游戲，為《憤怒的小鳥》。由此可見，學生從課堂教授的小游戲中獲得啟發更重要，不是機械地學習一個知識，需要舉一反三，從而學會創作其他小游戲，激發他們創作靈感，提高他們的計算思維與動手能力。