在Scratch編程教學中培養學生計算思維

費愛萍

以Scratch為主要內容的程序設計模塊，是小學階段進行編程教學的主要平臺與手段。在日常的教學中，將授課內容與任務驅動教學法相結合，以知識為原點，通過構建合理的情境，引導學生根據任務需要去探索、發現并解決問題，從而完成學習任務，提升學生的信息技術素養。計算思維是一系列工程思維在信息技術學科素養的內化，有利于幫助學生提高任務解決的效率，從而更好地服務于學習與生活，為學生的發展奠定良好的基礎。將任務驅動教學與計算思維培養相結合，能夠更好地服務于教學的需要。筆者將以《小貓出題》為例，闡述如何利用任務驅動培養學生的計算思維，以及相關的教學策略。

一、教學流程設計

（一）分析要素，合理組合

雖然是小貓出題，但是在實際的教學過程中，依然可以建立實際生活中的情境，模擬成數學課上的口算練習。教師說出題目，由學生作答，教師判斷正誤給出反饋。在這個過程中，要引導學生明白在這個過程中，需要分為哪幾個環節、每個環節又可以細分成哪幾步，每一小步又由哪幾個要素組成，要素前后的關系是什么，等等。

由于是學生日常經歷的生活情境，有親身體驗為基礎，就可以有效降低學生的思維負擔，因此任務的探索能順利完成。大體來說，涉及以下三個步驟（如圖1）。

這樣，在情境與任務的支持下，帶領學生分析整個過程的每個步驟，并且做到盡可能詳細、不錯漏。在這個過程中，教師可以運用思維導圖工具，幫助學生將整個要素進行梳理并展示，使學生思維過程進一步具體化，從而促進計算思維的培養。

（二）安排順序，強化事件

出題、回答、反饋可以看作是單一事件，它們涉及的編程積木和行為是獨立的。但是，也可以看作是整個情境中的子模塊，需要引導學生怎樣將這些子模塊進行關聯，其順序是如何安排的。這些子模塊哪些在前哪些在后，是否同時發生或者反復發生？這些都涉及本課的知識點，需要學生對順序結構、分支結構、循環結構這三種程序結構進行認識與思考。通過學生對情境過程的梳理，不難得出結論，整個的出題與反饋過程是順序結構，但是在反饋模塊中需要用到分支結構，如果想出多條題目，就需要將整個過程反復發生，這就要用到循環結構。在這一模塊教學中，學生的計算思維和邏輯思維能力不足，教師在課堂教學中，可以應用流程圖等工具，引導學生對某些復雜的事件做出具體分析，盡量將思維可視化，有助于厘清思路。

（三）構造算法，情境探索

通過整個任務與情境的探索，特別是在思維導圖與流程圖的幫助下，學生已經對程序所涉及的相關積木塊有了初步認識，但是仍然需要在一些具體事件上構造算法。比如說出題的數量，是建立一個變量累加器，設定固定的出題數量，還是輸入一個固定的暗號，比如“回答-1”即代表出題結束。由于在這個過程中，與日常生活會有細節的偏差，教師在授課時需要對細節進行補充，比如建立變量，或者設立判斷條件等，以幫助學生對于事件過程的理解，促進他們計算思維的培養。

（四） 優化算法，修正程序

經過學生的努力，程序能夠正常運行，但是整個過程是否高效，積木是否可以簡化，這些都能引導學生去思考。可以運用小組合作的形式，對算法環節展開探討，在充分的交流之后，最終形成最優算法。算法的重構，必然引起程序的修正。這時可以完全放手給學生，讓學生根據新生成的算法對自己已有程序進行修正，這對學生既有思維的挑戰，也大大考驗了學生的計算思維與邏輯思維能力。這一模塊的安排是學生最開心的部分，可以根據自己的設想對程序進行修正，從而獲得滿足感與成就感，對于計算思維的培養具有很大的促進作用。

二、相關教學策略

（一）聯系生活構建情境

學習的目的在于將掌握的知識應用于生活，解決實際中的問題與困難。信息技術知識在帶給學生神秘感的同時，也因其抽象而難以被學生理解。這樣，不僅導致學生的學習效果不佳，也加大了計算思維培養的難度。在課堂實踐中，教師應該從學生的實際生活出發，用他們熟悉的生活場景彌補知識教學的不足，從而激發學生學習興趣，更好地促進計算思維的培養。

在本節課的教學設計中，小貓出題用學生更為熟悉的教師口算為代替，讓學生通過復現教師出題、學生解答、教師反饋等一系列的過程，厘清整個過程中的各個節點，為后續的腳本搭建做好準備。

（二）創新教學形式

教師單純的一言堂很難在課堂中引起共鳴，只有讓學生主動積極地參與，才是學習原動力的出發點。因為，在教師在教學設計時，完成情境搭建之后，可以設計一系列的任務，將學生引入這個情境，通過完成任務學習知識，掌握技能。

在本節課的教學中，筆者在分解出“出題、回答、反饋”等模塊的基礎上，詢問學生這三個事件是否相互關聯、如何關聯、順序如何等一系列需要探索的任務，讓學生厘清事件之間的關系，從而引出順序、循環、分支等程序結構相關知識點。讓學生在任務解決的過程中既保持學習動力，又能與生活建立關聯，從而促進知識的理解與掌握。

（三）交流討論，發散計算思維

討論的目的在于將學生的各種觀點引出并產生碰撞，從而集思廣益，加深學習的深度，拓展知識的廣度。在課堂教學中，有計劃地組織學生對相關的問題進行探討，并在隨后的安排中，要求學生就討論的結果加以展示，在激發學生參與活動積極性的同時，也達到活動的收益最大化。

三、結語

總之，計算思維作為學生的核心素養要素所在，在信息技術教學實踐中，教師應重視培養學生的相關能力，讓素養的落地更加扎實有效，真正實現提高信息技術的學習效率，增強學生的實踐操作能力。■