基于計算思維的Scratch程序程序設(shè)計課程教學實踐

葛偉亮

摘要：就小學信息技術(shù)Scratch程序設(shè)計課程教學過程而言，教師需注重培養(yǎng)學生良好計算思維，計算思維能夠在很大程度上體現(xiàn)信息技術(shù)獨特性，是信息技術(shù)科學的本質(zhì)。因此，該文概述了計算思維重要意義，詳細分析了基于計算機思維的Scratch程序設(shè)計課程教學過程與方法，其中包含課程教學模式與課程實例設(shè)計。

關(guān)鍵詞：計算思維;Scratch程序設(shè)計課程;教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0104-02

目前基于Scratch的可視化圖塊式編程工具，以其自身獨特優(yōu)勢備受信息技術(shù)教師與學生歡迎，即Scratch程序易于入門，且可制作復雜項目，因此逐步滲入了中小學信息技術(shù)課程。而計算思維是信息技術(shù)教育領(lǐng)域的熱門話題，為更好表征與評估學生學習程序設(shè)計的具體活動與學習效果，大多數(shù)學校積極引進了計算思維三維架構(gòu)。就循序漸進角度，Scratch程序設(shè)計課程學習可劃分為三層次，即故事創(chuàng)編、個性化游戲、項目設(shè)計，突破零散概念教學，基于項目活動學習，更加易于全面掌握，在教學中，引導學生自主探尋，以培養(yǎng)良好計算思維，從而實現(xiàn)學生創(chuàng)新能力提升[1]。

1 計算思維重要意義分析

計算思維即通過計算機科學領(lǐng)域的思想，在信息活動中以計算機處理方式界定問題、抽象特征、構(gòu)建模型、合理組織數(shù)據(jù)。面向信息資源評估分析與整合，利用科學算法構(gòu)成問題解決方案。

首先科學合理思考解決復雜問題，有效解決方案的關(guān)鍵是學生思考事物的主要方式，就復雜問題解決而言，需具備明確清晰的思路與有效可行的方式方法。計算思維的關(guān)鍵在于可簡化抽象繁雜問題為簡單問題，且基于計算機處理模式構(gòu)建相似問題解決方案，以助于學生快速準確解決難題。其次強化學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力，在培養(yǎng)學生計算思維時，計算思維一般都與Scratch、LEGO等可視化編程工具有機結(jié)合，此間學生通過活動創(chuàng)造優(yōu)秀作品，構(gòu)成可行的解決方案，屬于學生自主創(chuàng)新創(chuàng)造過程[2]。

2 課程教學模式設(shè)計流程

Scratch程序具備可視化、邏輯設(shè)計流程清晰明確等優(yōu)勢特性，積木組合式程序設(shè)計方式可通過拖拽與組合的方式代替打字，避免代碼輸入錯誤，還可制作具備故事情節(jié)的動畫或者交互式游戲?；跇?gòu)建Scratch項目，學生可自主學習選擇、創(chuàng)作、管控各式各樣的媒體。學生在學習Scratch程序設(shè)計課程時，可以批判性思維與計算思維狀態(tài)，在實現(xiàn)項目活動過程，協(xié)調(diào)控制程序多元造型間交互作用，程序可快速促使學生構(gòu)建形象直接的程序原理感受。

在信息技術(shù)課程中計算思維的培養(yǎng)越來越重要，Scratch程序的事件、控制、偵測、數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)性功能與計算思維培養(yǎng)要求明確相符，所以，基于Scratch程序?qū)嵺`操作與教學理論有機結(jié)合劃分教學模式，即情境創(chuàng)設(shè)調(diào)動興趣與界定問題相對應(yīng);抽象簡化轉(zhuǎn)換思維與抽象特征相對應(yīng);繪制腳本運行程序構(gòu)建模型與數(shù)據(jù)組織相對應(yīng);基于程序運行與問題查找實現(xiàn)與整體思維控制與知識遷移相對應(yīng)。課程教學模式設(shè)計流程[3]具體如圖l所示。

3 基于計算思維的Scratch程序設(shè)計課程教學設(shè)計與實踐

3.1 以問題驅(qū)動培養(yǎng)計算思維

以問題可調(diào)動學生計算思維，在Scratch程序設(shè)計課程教學過程中，教師應(yīng)合理利用可驅(qū)動學生思維的問題，指引學生自主探究，有機合作。而問題設(shè)計并非單純研究教學目標與內(nèi)容，還需深入探究學生具體學習狀況。這樣一來，問題才能夠具備針對性與有效性，從而才可以驅(qū)動學生探索信息技術(shù)知識。而且有效問題應(yīng)具備具體性與邏輯性，可揭示矛盾，引發(fā)深入思考，具有區(qū)分性與創(chuàng)新性。

例如《畫正多邊形》，選擇討論教學模式，基于問題，以畫正多邊形作為任務(wù)驅(qū)動，組長發(fā)揮領(lǐng)導作用，在組內(nèi)明確分工，合理劃分職責，即正四邊形、正五邊形、正六邊形等。就正四邊形而言，學生詳細分析對比兩個腳本的異同點，即一個使用重復執(zhí)行，一個使用不重復執(zhí)行。學生可以發(fā)現(xiàn)，通過重復執(zhí)行能夠進一步精簡腳本，而重復執(zhí)行即學生深層思考探索，并深入交互問題，即重復執(zhí)行次數(shù)、旋轉(zhuǎn)角度、共旋轉(zhuǎn)角度。在交互問題時，學生可從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，也就是幾邊形則重復幾次，旋轉(zhuǎn)角度一共都是360 度。以此直觀發(fā)現(xiàn)，學生可輕松計算每次旋轉(zhuǎn)角度。在此過程中，學生利用計算思維，基于重復執(zhí)行精簡腳本，而教師并未傳授學生具體操作方式，學生主要通過教師指導自主探究，從而發(fā)展計算思維。

3.2 以玩創(chuàng)結(jié)合培養(yǎng)計算思維

學習學習Scratch程序設(shè)計課程，并非機械觀察模仿，而是基于游戲?qū)W習。如果教師可將游戲理念融入Scratch程序設(shè)計課程教學中，便可使得學生學習與實踐操作一體化，思考與創(chuàng)作一體化。在教學過程中，教師應(yīng)積極引導學生，協(xié)作創(chuàng)造設(shè)計，以實現(xiàn)學習、創(chuàng)作、游戲集成化，充分調(diào)動學生學習積極性與動力，強化學生實踐操作能力。在此過程中，還應(yīng)適度縮減機械操作，增加自主創(chuàng)新思維，以便于促使學生Scratch程序設(shè)計課程學習成為創(chuàng)造創(chuàng)意化學習。

例如《用聲音控制小貓動作》，教師可創(chuàng)設(shè)相應(yīng)情境，在此情境中，小狗與小貓競賽跑步，小狗已跑到舞臺中間，小貓卻依舊停留在起點。在學生吶喊小貓加油時，小貓像是聽到了學生聲音，快速跑到終點?；冢蛞龑W生了解聲音傳感器，對主控板設(shè)備形成正確認知，并學會連接主控板與聲音傳感器。與此同時，正確引導學生編寫程度，以獲取環(huán)境聲音值，以此編寫程序。同時還可以通過創(chuàng)造設(shè)計，擴展學生計算思路，靈活學生計算思維，從而促使學生明確認識到聲音最小值與最大值。而小貓移動步數(shù)即聲音值，聲音值越大，則移動步數(shù)越大，速度越快。

3.3 以思想滲透培養(yǎng)計算思維

培養(yǎng)學生良好計算思維，逐步滲透計算理念依舊是信息技術(shù)教學的必然趨勢，同時也是信息技術(shù)教學本真回歸。通常情況下，信息技術(shù)學習主要包含多個層面，即實際問題向算法框架轉(zhuǎn)換;算法框架向代碼框架轉(zhuǎn)變;代碼框架向軟件框架、工程思想框架轉(zhuǎn)變。計算思維本質(zhì)上是抽象與自動化，是信息技術(shù)教學內(nèi)在核心，是最能夠體現(xiàn)學科特質(zhì)，也是信息技術(shù)教學必然走向。