結合scratch培育小學信息技術核心素養(yǎng)計算思維

毛新悅

摘 要：計算思維是信息技術學科核心素養(yǎng)之一，也是人們適應現(xiàn)代社會應該具備的基本素質，利用scratch教學，能夠有效地培養(yǎng)小學生的計算思維。scratch作為一款全新的編程工具，符合小學生的認知規(guī)律。文章針對小學信息技術學科學生計算思維的培養(yǎng)，展開對stratch教學的研究，以期提高利用程序算法來培養(yǎng)小學生計算思維的效率。

關鍵詞：小學信息技術計算思維;scratch教學

隨著信息技術的發(fā)展，社會對于人才的要求越來越高，要求人們能夠更好地適應社會信息化的發(fā)展。為了更好地滿足社會發(fā)展的需求，小學信息技術課堂中加入了編程的內容，教學內容從原先的logo變成如今的scratch，無一不顯示著程序設計能力在當代社會的重要性。計算思維就是學生在學習編程過程中所形成的一種思維方式。

一、相關概念

計算思維是由周以真教授在2006年首次提出的，隨后計算思維成為世界認可的一種思維方式。在信息課程標準中，對于計算思維的定義是;個體運用計算機科學領域的思維方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動，包括抽象思維、分解思維、可視化思維、算法思維、自動化思維、評估思維和概括思維。

Scratch是一種專門為青少年開發(fā)設計的一種編程工具，它能夠為青少年提供免費的類似于搭積木的編程語言以及在線交流的環(huán)境，它包括十大類的積木模塊，含有100多個功能，能夠直接使用鼠標拖拽來實現(xiàn)積木語言，創(chuàng)造出交互式的故事游戲和動畫等。對于小學信息技術教學中的scratch編程內容，學生的學習興趣比較高，愿意積極主動地進行探究，因此能夠有效培養(yǎng)學生的計算思維能力。

二、scratch在小學信息技術學科中的應用策略

（一）培養(yǎng)小學生的計算思維

scratch軟件針對的兒童年齡主要是8—16歲，也就是小學到初中階段的學生。這款軟件的特點就是為用戶提供積木式的編程指令，這相對于成人所用的編程軟件而言，不需要學生會敲代碼，學生可以直接學習編程。在學習編程的過程中，借由思考分析和總結形成計算思維，能夠讓學生將復雜的問題分解成若干個小的問題，在探索每一個小的問題中完成任務，并且將這些小的問題按照一定的規(guī)律和順序進行組合，從而形成一個全新的系統(tǒng)，自動地解決復雜的問題。由此可見，計算思維具有三個屬性：模型化、系統(tǒng)化和自動化。縱觀scratch的界面，可以看出其所有的腳本都是固定好的，并采用不同的模塊來提高學生的學習熱情，以防止枯燥的代碼學習引起學生的反感情緒。在這一系統(tǒng)中，編程就像搭積木一樣，借由不同的組合形成全新的程序，該程序會如系統(tǒng)一樣自動運營，幫助學生設計游戲或者動畫。利用scratch軟件進行設計，能夠有效地培養(yǎng)學生的計算思維，幫助老師完成培養(yǎng)目標。

（二）構建全新的學習模式

在小學信息技術課程中，老師一般用任務的方式來引導學生進行學習，用scratch進行教學也是如此。老師所設計的任務難度決定了學生學習的方式。因此，在信息技術課堂設計中，老師要根據(jù)學生的學習需求來設計任務，保證任務設置的難度，如此既能夠給學生帶來足夠的學習成就感，同時也不會因為過難而消減學生的學習興趣。教學可以通過層次分明的任務設計，讓學生用自主探索的方式進行學習：對于簡單的內容，可以讓學生根據(jù)課本以及老師所列的學習清單進行學習;而對于比較難的學習任務，可以讓學生以小組方式進行學習;對于任務比較復雜且知識涵蓋量比較大的任務，可以讓學生用合作的方式進行探索，共同完成。

（三）強調算法設計的應用

培養(yǎng)學生計算思維的重要方式，是在程序設計中用計算機來解決算法問題，一般是采用以下幾個步驟。首先要分析問題，明確接下來要做什么，然后根據(jù)分析的問題設計算法，尋求解決問題的方法，再根據(jù)確定的方法，將算法翻譯成程序設計語言，并且上機運行和調試。想要借由計算機來解決問題，就需要在思維中模擬計算機解決的方法，老師在教學過程中要有意識地讓學生模擬計算機來設計算法，以此培養(yǎng)學生的計算思維。培養(yǎng)學生的計算思維，主要是要讓學生形成發(fā)散性思維，并且由思維決定算法，由算法形成程序，這是學生形成計算思維的關鍵。由于人腦的思維活動是獨立的，因此其決定的問題方案也是不同的。

比如，在《下雪了》這一教學內容當中，動畫中雪花連綿不斷地往下落，學生不可能單憑添加就能完成整個雪景，因此就需要用到scratch軟件中的克隆功能。對于克隆這一功能，很多學生對其的認知還停留于復制層面，克隆出來的克隆體其實是具有母體性質的。由于母體性質這一概念比較抽象，老師如果直接采用口頭講述的方式給學生進行講解，學生很難理解和掌握。因此，老師可以讓學生先將克隆的需求和步驟詳細寫下來，形成算法流程圖，讓學生在清晰明確的流程圖中看出克隆體的特性，從而能夠比較明確地設計出雪的動畫。算法是學生從自然語言問題情境中抽象出的一種能夠讓計算機所識別的模型，就是將原本自然語言下的問題模型轉化為可供計算機識別的模型，最終通過程序自動化在計算機內解決問題，而這一個過程也是學生計算思維養(yǎng)成的過程。

三、具體教學實踐

由于小學生的年齡較小，其思維方式仍然以形象思維為主，隨著年級的升高，學生會逐步形成抽象思維能力。老師要抓住學生的這一思維發(fā)展特性，適時培養(yǎng)學生的抽象思維能力，讓學生能夠更加客觀地認識事物，掌握事物發(fā)展的規(guī)律。在scratch的學習過程中，學生能夠通過生動形象的畫面，并在老師的引導下，將原本復雜的問題簡單化、抽象化，最終形成解決問題的思路和方法。

比如，在教學《鯊魚吃小魚》時，老師可以先用多媒體設備播放動畫視頻，創(chuàng)設教學情境，讓學生觀看有趣的動畫，看各種各樣的小魚原本在海底暢游，但是鯊魚的存在卻讓這些小魚心驚膽戰(zhàn)，一旦遇到鯊魚，小魚就會被吃掉。借由觀看這一段動畫來提高學生的學習興趣。在觀看完視頻之后，老師可以引導學生進行討論：制作完成這樣一段動畫需要哪些流程？在老師的引導下，學生進行交流和討論，將原本復雜的問題簡化為可以理解的自然語言以及明確的步驟流程圖。這樣的方式可以鍛煉學生的抽象思維能力，降低學習的難度，幫助學生樹立起學習的信心。

在學生清晰地設計步驟之后，老師可以引導學生學習相關的算法知識，讓學生學會運用這部分知識來解決實際問題。比如，老師可以讓學生編寫一個鯊魚吃小魚的腳本，用任務驅動的方式進行教學，引導學生學習相關的算法知識。在學生嘗試編寫測試腳本的過程中，老師要做好指導和觀察工作，對于學生提出的問題及時進行引導和答疑。

四、結語

計算思維是解決問題的一種思維方式，通過scratch的學習，能夠有效培養(yǎng)學生的計算思維能力，但是老師要認識到，計算思維并不等于編程教學，要將計算思維的培養(yǎng)滲透到日常生活中，讓學生具備解決實際問題的能力，從而更好地完成信息技術教學的目標。

參考文獻

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