基于計算思維培養的小學scratch編程教學的有效策略研究

莫秋玲

摘要：為順應計算思維培養和編程教學的潮流，如何在小學編程的載體中培養計算思維是一個值得研究的問題。本文結合計算思維的內涵和Scratch編程教學的特點，創設出了用自然語言描述問題、思維導圖抽象建模、學案引導微課支撐、調試優化的編程教學策略，并將此策略應用于實際教學中旨在培養學生的計算思維。

關鍵詞：計算思維;編程;策略

一、問題的提出

計算思維是未來社會所有人必備的一種思維能力，是除理論思維、實驗思維外的第三大思維方式，同時隨著中小學信息技術課程核心素養的提出， 如何在中小學信息技術課程教學中體現計算思維， 提高中小學生計算思維能力已經成為國內外信息技術教學改革的研究熱點。因此在小學信息技術學習中研究如何提升學生的計算思維具有現實意義。

根據計算思維的概念與培養要求， 結合 Scratch 編程教學的特點，筆者設計了“創設問題情境 用自然語言描述問題—分解項目 抽象建?！帉懩_本 優化糾錯-交流評價 建立模型”的教學模式，在此教學模式中運用有針對性的教學策略逐個環節地體現計算思維的培養。

二、基于計算思維培養的小學scratch編程教學流程設計

根據計算思維的概念特點，結合 Scratch 編程教學的特點，在“創設問題情境 正確描述問題—分解項目 抽象建模—編寫腳本 優化糾錯-交流評價 建立模型”的教學模式下，我們設計了四大策略：自然語言正確描述問題策略，思維導圖進行特征抽象策略，學案引導，微課支撐策略，反思優化策略來提升學生的計算思維能力。教學流程如圖1。

三、基于計算思維培養的小學scratch編程教學策略的實施案例

（一）自然語言正確描述問題策略

計算思維就是要把一個看似困難的問題重新解釋為我們知道的怎么解的過程。當學生看到一個看似復雜的項目時，我們首先要引導學生用自然語言描述這個項目是怎么玩的，有什么角色，有什么動作，角色之間有什么關系等，讓學生學會將項目進行描述和分解。這體現了計算思維中的分解思想。

例如在學習《接蘋果游戲—克隆》這一課時，涉及到的內容角色比較多學生看上去會角色很復雜很難，那針對這種學習內容我們就需要先對游戲進行自我的分解。在這里我采取的教學策略是讓學生用自己的語言描述你看到了什么，用自己的話表達游戲是怎么玩的？學生就會用自己的語言來表達：蘋果是從舞臺上方不斷地出現，然后又不斷地往下落，通過移動車子左右移動來接住落下的蘋果。通過用自己最熟悉的語言表達把游戲給分解出來的過程，其實學生已經在自然語言層面理解了這個游戲的玩法了，而用自然語言描述問題的策略正體現了計算思維中的分解思想。

（二）思維導圖進行特征抽象策略

學生已經學會用自然語言描述游戲的玩法了，那怎么將自然語言更好地轉化為程序腳本呢？思維導圖是一個很好的載體，思維導圖是分析問題、輔助思考的好工具。程序中角色與角色之間的關系，每個角色的動作與指令之間的聯系都可以用思維導圖形象的表示出來。體會計算思維的本質——抽象和自動化， 是計算思維培養的突出表現。

例如在學習《接蘋果游戲—克隆》這一課時，學生已經能用自然語言描述游戲的玩法了，那為了更好地對游戲進行抽象建模，我們采用了思維導圖進行可視化分析游戲程序的策略。引導學生利用思維導圖對游戲中的角色分類，對于每個角色的動作也初步分解出來，最后深化理解程序運行的過程，為下一步的編寫程序腳本做好鋪墊。

在《蘋果我來摘》這一課中也是如此，引導學生利用思維導圖工具進行特征抽象建模。將看似復雜的游戲過程進行有序的可視化呈現，讓學生對游戲的制作步驟一目了然，為下一步制作每個動作下的腳本心中有數。

（三）學案引導，微課支撐策略

學案作為一種引導學生學習的手段，能幫助教師指導學生更好地明確學習目標和學習方向，同時能記錄學生個性化方案的探索過程，更加關注學生的思維發展。針對教師引導學生積極探討過程中可能會涉及的知識點進行微課的設計，不僅可以提高課堂效率，還能引導學生計算思維的發展。

例：在《快樂趕豬跑》這一課中，為了更好地給學生呈現往上移動y坐標增加這一抽象的坐標相關知識，我采取了較為形象的微課動畫形式來展現。

除了將知識重難點用微課的形式來呈現外，對于每節課的情景我也采取萬彩動畫大師等軟件來制作生動有趣的情景引入視頻，來吸引六年級學生的學習興趣。例如《趣味猜燈謎》中，我使用兩個卡通動物角色來幫助小明猜燈謎，可是每個人的答案都不一樣？怎么驗證呢？從而引出學習內容，提升學生的求知欲。

在每節課中，為了更好地幫助教師引導學生進行學習，同時也能更好地反映和記錄學生的學習情況，我還針對每節課制作了導學案供學生使用，記錄他們的探索學習過程。

導學案的設置主要是幫助學生明確學習方向的同時記錄下他們的學習過程。但有時為了更好地分析數據，我們不得不采取電子軟件的方式將導學案轉化成電子學案。例如在《快樂趕豬跑》一課中，為了收集導學案上學生的做題數據進行分析，我將導學案上面四個選擇題使用電子極域上課軟件編輯題目，發布考試，收集數據。通過后臺分析的數據對學生的掌握情況一目了然，可以看出通過一節課的學習學生對于碰到指令和y坐標的變化情況基本掌握。

（四）反思優化策略

反思優化策略是指在調試和改進程序的過程中，學生需要不斷地對程序進行查錯和優化，體現了計算思維中“評估”“糾錯”的思想。

在編程課堂的學習中，每當有學生發現程序出現問題時，我都不會直接指出學生的錯誤，而是鼓勵學生嘗試調試，在試錯的過程中找出角色與指令之間的關系，不斷地對作品進行優化。

四、策略使用的效果

為了檢測學生計算思維能力的提升情況，我針對一個實驗班和一個對照班進行了問卷測試，測試的情況是實驗班平均分32分，對照班平均分24分，可見使用了編程教學策略來學習scratch的同學各方面計算思維能力的體現遠遠強于沒有使用四大策略學習的班級。

1.能用自己的話給他人描述游戲的玩法。5分 3分 1分

2.會利用思維導圖來分解程序。5分 3分 1分

3.會用教師下發的視頻資源進行自主學習。5分 3分 1分

4.會根據導學案進行有層次的學習。5分 3分 1分

5.能發現自己程序中的錯誤并對程序進行優化，改善。5分 3分 1分

6.能根據老師給出的角色動作制作出對應的程序。5分 3分 1分

7.在編寫程序中遇到的問題能學會請教比人，與組員溝通合作。5分 3分 1分

五、結束語

計算思維能力已經成為中小學信息技術教育的培養核心。本文以Scratch編程教學為載體，設計了適合學生計算思維培養的課堂教學模式，并在教學環節中合理運用四大策略來培養激發學生的計算思維。通過學生每節課提交的思維導圖，程序作品等可以看出學生的計算思維能力有了很大的提升，希望在今后的課堂教學中繼續滲透學生面向對象問題解決的方法，將四個策略落到實處，為將來培養更多人才。