利用Scratch編程鍛煉學生的思維

【摘要】編程在人類生產生活中占據著非常重要的位置，相應地，編程也成為小學信息技術課程中重要的學習內容。文章以Scratch教學為例，重點討論了如何在Scratch編程教學中鍛煉學生的思維。

【關鍵詞】編程;Scratch;思維

作者簡介：吉敏慧（1984—），女，江蘇省揚州市江都區大橋中心小學。

在科技快速發展的今天，數字支付、智能醫療、在線教育、無人駕駛等構成了新的生活方式，而編程就是連接人與計算網絡之間的橋梁，同樣也是構建信息社會的重要工具。芬蘭前教育部長這樣描述編程的重要性：“如果您的孩子懂編程，他將成為未來世界的創造者;如果他不懂，那么他就是用戶。”[1]

讓學生學習編程并非一定要讓學生成為程序員，而是讓學生在學習編程的過程中提高其能力及思維，使學生的思維邏輯更加嚴密。

我國很重視學生編程能力的培養，編程教學已經納入中小學必修課程體系，Scratch教學已經走進許多地區的小學信息技術課堂。

Scratch是由美國麻省理工學院設計開發的，它將復雜的編程過程變得像搭積木一樣簡單，帶領無數兒童敲開了編程設計的大門。如今，Scratch課程的內涵越來越豐富，被成千上萬的兒童用來制作動畫、游戲、互動藝術，成為培養兒童邏輯思維的典范[2]。

一、在Scratch編程教學中培養學生的思維的策略

（一）質疑思維

質疑思維是指創新主體在原有事物的條件下，通過“為什么”（否定或假設）的提問，綜合應用多種思維改變原有條件而產生的新事物（新觀念、新方案）的思維。巴甫洛夫認為，質疑思維是創新的前提，是探索的動力。質疑能激發學生學習的欲望，讓學生通過不懈地學習、探求、追問，直至找到問題根源并解決問題，不斷獲得新知識。“在可疑而不疑者，不曾學;學則須疑。”在學習中，對于應該懷疑或有疑問的地方而不懷疑，不求甚解地接受，就等于沒有學，因為有的知識不追根溯源，只靠死記硬背是無法真正掌握的。學生只靠機械地記憶，無法做到融會貫通，更談不上創新，所以學生在學習時要有質疑的精神。

Scratch有很強的邏輯性。學生理解了每個控件的作用，就能在編寫腳本時做到得心應手;理解了每段腳本的含義，就能利用Scratch編寫出一個大型的腳本。在Scratch教學中，教師要有意識地培養學生的質疑思維，讓學生真正理解編程，并能將其運用到其他學科的學習中。

如在教學小學五年級信息技術第10課“小貓出題”時，教師根據教材的要求，讓學生能建立變量，并能利用變量進行加法、減法、乘法、除法的計算。到此，教師已經基本完成本課的教學目標，這時有一名學生提出疑問：“老師，我們平時做的計算題都是既有加減運算也有乘除運算，那在Scratch中，能不能讓‘小貓出示既有加減運算又有乘除運算的口算題呢？”又有一名學生舉手發言：“還有三個數字的混合計算，還有帶括號的口算，都可以實現嗎？”還有一名學生提出疑問：“編程出示了一道口算題，我把答案輸進去，‘小貓判斷出對錯，接著再出示下一題，這時上一題的答案應該消失，可實際上，上一題的答案還在，答案能消去嗎？”想不到學生竟然這么有想法，筆者把這些問題寫在黑板上，特地留出一節課的時間讓學生選擇其中一個問題去解決，學生們學習熱情高漲。學生們反復嘗試、交流后，這幾個問題基本得到了解決。在教學中，教師要鼓勵學生大膽質疑，并為了解決疑問進行多方嘗試，這樣既能提高學生的信息水平，又能鍛煉學生的思維，為他們進行其他學科的學習提供樣板。

（二）思維的嚴謹性

嚴謹性是指研究問題時要嚴格遵守邏輯規則，做到概念清晰、判斷正確、推理有據，它反映了思維活動的縝密程度。嚴謹包括嚴密和謹慎，是一種態度，任何一個細微的變化都可能導致結果大相徑庭，來不得一點小的疏忽。所以在Scratch教學中，教師要讓學生們在編寫程序時思考得多一些，盡量做到面面俱到，無遺漏，無偏差。

在小學五年級信息技術第6課“花朵繽紛”的教學中，學生順利地利用Scratch畫出了一朵花，接著利用“重復執行”控件繪制出了更多花。這時，有一些學生發現了問題，每一朵新繪制出的花后面都帶著一條“小尾巴”，即一條直線，特別難看。筆者特地讓學生停下來，將這段程序投影到大屏上，讓學生一起來分析為什么會出現這個問題。有的學生在自己的電腦上實驗，有的學生對照書本看是不是多加了控件，終于，有一個學生找到了原因，繪制時少了“提筆”控件，所以當移動到舞臺區某個隨機位置時，筆在舞臺區是滑動的，自然會多一條直線。從這個小插曲中，學生們知道了一丁點疏忽就會讓結果產生很大的偏差。學習編程可以讓學生的思維更加嚴謹，讓學生無論是在學習上還是在生活中，想問題更加周密細致，面面俱到。

（三）思維的邏輯性

思維的邏輯性是指能采用科學的邏輯方法進行思維活動，準確而有條理地表達自己的思維過程的能力，無論是思維的過程，還是思維的形式、方法，總是有理有據，條理分明，層次清晰，前后連貫一致，不自相矛盾、混亂、跳躍或含糊不清。

編程作為信息技術的一個分支，不僅是一門可操作的技術，更是一種邏輯性強的語言，教師不應只研究其中某個環節或階段，更應該注重過程的完整推導。

在小學信息技術五年級上冊教材中，1—6課介紹了Scratch的基本運用方法和控件，從第7課“穿越迷宮”開始讓學生接觸邏輯性較強的控件，如“如果，那么”控件、“如果，那么，否則”控件、“變量”控件、偵測模塊中的“回答”控件……教師要綜合利用這些控件，并將之有條理、有規則地聯系在一起，以完成教學任務。筆者認為，教師在講授這幾課時，不能像前幾節課那樣只是簡單介紹這些控件，接著為學生示范，讓學生跟著練習，而應該更注重邏輯思維的滲透。

以第9課“賽車游戲”為例，賽車在行駛過程中有三種情況：1.在賽車道中前行;2.偏離賽車道后糾正方向;3.到達目的地。在帶領學生畫好賽車的舞臺和賽車角色后，筆者沒有直接告訴學生應該怎樣搭建程序，而是讓學生討論賽車在行駛過程中會遇到哪些狀況，然后一一在模塊中尋找合適的控件，從而完成整個賽車過程的程序搭建，最后讓學生總結編寫賽車游戲程序的流程，以及在此過程中接觸到的控件的作用。AE514F2F-9F5D-4F01-B4F6-01F5FB51E0D1

在學習編程的過程中，學生能夠逐步養成全面、有條理地解決問題的習慣，能考慮到可能發生的種種狀況，并在查錯反思中，提升思維的邏輯性。

（四）思維的靈活性

思維的靈活性表現在能根據客觀實際的變化而對原來的工作計劃或解題思路做適當的調整或改變，因地制宜是思維靈活性的表現，客觀事物總是處于不斷運動、變化的狀態中，因客觀條件和目的的變化而變化。

信息技術教材介紹了一些Scratch控件的搭建方法，如在“畫正多邊形”一課中，教材介紹了如何用Scratch畫正三角形，筆者在教授完教材內容后，讓學生試著用Scratch畫正四邊形、正五邊形，很多學生一開始畫不出來，他們認為繪制正四邊形和繪制正三角形之間的區別僅僅在于重復執行的次數是3次還是4次，而忽略了畫筆角度的變化，筆者通過引導學生，讓學生通過多次計算、嘗試，得出了畫正N邊形時應該將畫筆右轉360/N度的結論。至此，學生們完成了從只會畫正三角形到能靈活畫任意正多邊形的轉變。

再如，“青蛙過河”一課讓學生掌握了如何讓角色根據設定好的路線進行跳躍，“花朵繽紛”一課教會學生如何利用圖章控件復制出一朵朵鮮花，學完這兩課后，筆者讓學生綜合利用這兩課的知識，制作出樹上的鮮花一朵朵地綻放，一只蝴蝶從一朵花飛到另一朵花上的動畫。

如果學生只是掌握了書本中的知識，但不能將其遷移到其他情景中，那么這樣的學習無疑是失敗的。Scratch軟件中的控件是固定的，如果學生能將各個控件靈活組織在一起，就能編寫出各種不同的程序。

（五）創造性思維

創造性思維是一種具有開創意義的思維活動，即開拓人類認識新領域、開創人類認識新成果的思維活動。

Scratch為學生搭建了一個實現自己想法的平臺，它鼓勵學生打破常規，充分發揮奇思妙想，用自己的雙手設計出自己的小程序。在編程教學中培養學生的創造力，關鍵在于營造讓創造力萌芽、生長的氛圍。教師應該先讓學生心中有一個想法，然后圍繞這個想法選擇需要的角色、舞臺、控件，并通過搭建、測試、修改等達到預期的目標，鼓勵學生將成果展示給大家，讓學生得到反饋意見后進一步反思和修改。在這個過程中，學生會不斷遇到困難，同時也會不斷產生新的點子，創造性思維得到很大提升。

例如，在基本完成教學任務后，筆者向學生展示了一些優秀的Scratch編程作品，如節日賀卡、模擬紅綠燈、聲控電燈等，讓學生從這些優秀的作品中尋找靈感，確定自己的創作方向和主題。通過幾節課的努力，很多學生做出了令筆者驚奇的成果，有禮炮升空，有青蛙捉蟲。雖然也有部分學生沒能出色地完成任務，但在這一過程中，學生的創造力得到了很大提升，這也是信息技術課程要達到的目標之一，即嘗試利用信息技術富有創造性地解決日常生活和學習中的具體問題。

二、Scratch編程教學的原則

如何將編程發展學生思維的這一作用發揮到極致，筆者認為需要把握以下幾個原則。

（一）具備編程素養重于掌握單一的知識

素養是經過長期的學習和實踐后在某一學科上所達到的水平。信息技術學科素養是核心素養的重要組成部分，對學生的發展有至關重要的作用。而編程素養作為信息技術學科素養的一個分支，指的是理解技術與人類文明的有機聯系，具有學習掌握技術的興趣和意愿;具有工程思維，能將創意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優化等。

在教學中，筆者注重引導學生理解編程思想，讓學生不光知其然，還知其所以然。Scratch不需要像傳統的編程軟件那樣編寫一行又一行的命令，但就是這種拼搭積木似的編程方式，筆者也沒有忽略幫助學生理解每個模塊、每個命令的意義和內涵。每當學生搭建好一個腳本，筆者都會讓學生用語言描述整個腳本的運行過程，幫助學生理清“搭積木”的思路和原理，久而久之，就能提升學生的編程素養。

（二）合理運用教材而不是硬搬照抄教材

信息技術教材是信息技術教育領域的杰出人士根據教學大綱編寫的，能系統科學地反映信息技術各模塊內容的教學用書，是教學大綱的具體化，是教學的主要依據，是學生學習的主要材料。教材不能只是擺設，運用好教材可以提高學生的學習能力。計算機知識日新月異，各種軟件更是迭代更新，教師傳授的知識僅僅是滄海一粟，要想達到終身學習的目的，教材會是一個很好的幫手。因此在scratch教學過程中，教師不光要依托教材將知識傳授給學生，也要教會學生如何利用教材自學，如通過閱讀教材了解操作方法來搭建腳本，還要引導學生關注教材中點綴的“寶石”，如每頁左右側的小虛線框中的一些小知識、小技巧，讓學生養成閱讀的好習慣，如果是操作上的小技巧，可以讓學生上機試一試，盡可能地發掘出書本的價值。

同時，教師可以在不影響整體教學效果的情況下，結合教學實際，適當地調整教材內容，從而更好地鍛煉學生的思維。

如第3課“火柴人跳舞”的教學目的是讓學生掌握繪制角色造型和切換造型的方法。然而，第一個班的學生學完“火柴人跳舞”后，不理解造型的意思，教學效果不佳。到第二個班上課時，筆者盡可能地用生活中的例子來解釋，學生還是有些茫然。筆者仔細分析，覺得應該是因為學生剛接觸Scratch，對此還比較陌生，對一個角色的幾個造型就更難理解了，所以腳本搭建只能依葫蘆畫瓢。在之后幾個班的教學中，筆者把“火柴人跳舞”的教學順序往后調整了幾節課，等學生對Scratch比較了解后再教這一課，效果就好了很多。

（三）教師的引導與學生的學習相輔相成

教學是學生和教師的雙向活動，教學目標的達成離不開教師的教和學生的學。在信息技術課上，教師要和學生有效互動，讓學生得到知識上、思維上、素養上的發展。

學生在教學中的主體地位無可取代，如果不能讓學生主動參與課堂、積極探索，就無法取得良好的教學效果。教師要調動學生的積極性，讓學生在掌握知識的同時發展思維、提高素養。教師在課堂上要發揮引導作用，讓學生在教師的指導下去思考、嘗試、鍛煉。

教師在進行Scratch教學時通常采用任務驅動的教學模式，一節課一個任務。對于每一個任務，筆者總是先讓學生試著用自己的語言描述步驟，幫他們理清搭建腳本的過程，提煉出腳本的框架，等腳本搭建好后，筆者會引導學生分析腳本的運行規則。對于學生在操作過程中遇到的典型問題，筆者不會直接告訴學生答案，而是與學生一起分析探討，解決問題。筆者還利用書中的“探究屋”“討論坊”，讓學生進行有方向的探究，充分鍛煉學生的思維。

Scratch作為圖形化編程工具，能夠讓學生像搭積木那樣方便地進行編程，快速制作出動畫、游戲、交互程序，提高學生學習信息技術的興趣，所以教師應在教學的過程中充分鍛煉學生的思維，激發學生的想象力和創造力，讓學生從Scratch的使用者變為創造者。

【參考文獻】

[1]王曉波.編程，讓孩子成為未來世界的創造者[J].中小學信息技術教育，2020（11）：8.

[2]郭威，張雯霏.兒童Scratch課程研究現狀、熱點及前沿趨勢分析—基于CNKI2009-2019年文獻的知識圖譜分析[J].中國教育信息化，2020（04）：33-38.AE514F2F-9F5D-4F01-B4F6-01F5FB51E0D1