謝劍峰

【內(nèi)容摘要】本文主要探討“由局部到整體的思維方式”在Scratch編程中的應(yīng)用，從Scratch的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合學(xué)習(xí)者知識(shí)儲(chǔ)備特點(diǎn)，講述如何開(kāi)展Scratch編程學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】局部?整體?思維方式

初中程序設(shè)計(jì)教學(xué)是幫助學(xué)生獲得解決問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)的一種快速、明確而適合的途徑。教學(xué)目標(biāo)不是培訓(xùn)“小型的程序員”，而是使學(xué)生能用程序設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行思考[1]。但是在初中階段推廣程序設(shè)計(jì)教學(xué)無(wú)疑是比較困難的。

Scratch是由美國(guó)麻省理工學(xué)院多媒體實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一款面向兒童的簡(jiǎn)易編程工具。Scratch的出現(xiàn)讓兒童編程成為一種趣味活動(dòng)，學(xué)生不需要記憶枯燥、繁雜的語(yǔ)法、關(guān)鍵字，只需利用Scratch提供的積木工具就可以輕松搭建程序。Scratch可以讓學(xué)生在玩中體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。然而我們?cè)诮虒W(xué)的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，“玩”的教學(xué)雖然能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣與熱情，但是當(dāng)學(xué)生需要完成較大項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)無(wú)從下手的感覺(jué)。初中生一般都沒(méi)有接觸或系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)流程圖知識(shí)體系，無(wú)法從整體去把握程序流程，對(duì)于這種情況，我們不妨換一種思路，讓學(xué)生從局部入手，從簡(jiǎn)單的枝節(jié)位置入手，逐步構(gòu)建完整的程序體系。這就是“由局部到整體的思維方式”。

一、由局部到整體的思維方式

1.多點(diǎn)切入，Scratch讓程序設(shè)計(jì)變得更靈活

不同于多數(shù)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中有且只有一個(gè)主函數(shù)——如C語(yǔ)言中的main（?），Scratch提供多點(diǎn)切入的模式明顯更易于被學(xué)生接受。在Scratch編程中，我們可以使用“當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊”、“當(dāng)按下某個(gè)按鍵”、“當(dāng)角色被點(diǎn)擊”等多種方法

啟動(dòng)程序，學(xué)生完全可以從他能想到的最簡(jiǎn)單、最容易完成的部分開(kāi)始他的程序積木搭建，當(dāng)他開(kāi)始動(dòng)手搭建第一組的積木組合時(shí)，挑戰(zhàn)與樂(lè)趣也就開(kāi)始了。

在教學(xué)過(guò)程中我一般不會(huì)一開(kāi)始發(fā)布任務(wù)就要求學(xué)生從整體去規(guī)劃程序，相反的，我總是鼓勵(lì)與強(qiáng)調(diào)讓他們從最簡(jiǎn)單的或他們自認(rèn)為能輕易完成的部分入手。很多學(xué)生在局部問(wèn)題解決的過(guò)程中就逐步構(gòu)建出對(duì)整體程序的認(rèn)知與把握，從而輕松完成整體程序設(shè)計(jì)。

2.從局部程序入手，逐步搭建完整程序

如圖1所示，完整的程序就如同最底端的大圓，可能我們的學(xué)生還無(wú)法一下子整理出完整的程序體系思路，沒(méi)關(guān)系，運(yùn)用剛剛所講的“多點(diǎn)切入，從簡(jiǎn)單入手”的方法我們可以把它扯碎出若干個(gè)模塊1、2、3...，將簡(jiǎn)單的先完成。通過(guò)這一操作后，學(xué)生對(duì)整體的程序結(jié)構(gòu)慢慢有了一定的認(rèn)知，學(xué)生的興趣與信心也得到了一定的提高與滿足。接下來(lái)就可以開(kāi)始將這些碎片模塊進(jìn)行拼湊，形成更大的程序模塊，這樣我們從局部出發(fā)，最終就能得到完整程序。這種局部到整體的思維方式大大的降低了編程的難度，但這是一個(gè)理想化的過(guò)程，學(xué)生很大可能會(huì)在局部拼湊過(guò)程中遺漏掉一部分的“局部”，導(dǎo)致“完整程序”的不完整。所以當(dāng)學(xué)生通過(guò)這種方法搭建出完整程序后，還需要他們?cè)俅螌徸x題目，將完整程序進(jìn)行分解處理，如圖2所示用整體到局部的方法進(jìn)行最終審閱，查漏補(bǔ)缺得到最終程序。

3.分解程序，把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化

相對(duì)于上述比較初級(jí)的由局部向整體的規(guī)劃過(guò)程，當(dāng)我們能比較熟練掌握“局部到整體的思維方式”后，我們便可以運(yùn)用這種思維方式去主動(dòng)的解決一些復(fù)雜問(wèn)題。我們通過(guò)對(duì)整體問(wèn)題描述的分析后，以程序的某個(gè)局部片段為突破口搭建簡(jiǎn)單程序組合，然后調(diào)用這些簡(jiǎn)單程序組合搭建更復(fù)雜的程序組合，最終搭建出完整程序，解決整個(gè)問(wèn)題。這種方法好處第一是由簡(jiǎn)單入手，思路清晰;第二是以點(diǎn)破面，最終覆蓋整個(gè)程序。

二、教學(xué)案例淺析

以繪制蜘蛛網(wǎng)程序?yàn)槔覀儊?lái)學(xué)習(xí)一下如何運(yùn)用“由局部到整體的思維方式”解決問(wèn)題的過(guò)程。我們先來(lái)看看任務(wù)要求繪制目標(biāo)圖形如圖3所示。面對(duì)這么復(fù)雜的圖形，很多同學(xué)可能已經(jīng)完全不知該從哪里下手。沒(méi)關(guān)系，我們先從最簡(jiǎn)單的部分入手，將定位、面向、選色、落筆等簡(jiǎn)單操作完成如圖4所示。通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，同學(xué)們應(yīng)該能從剛才那種不知所措的狀態(tài)中解放出來(lái)了。運(yùn)用局部到整體的思維方式，我們先不要理會(huì)整體的蜘蛛網(wǎng)圖形，從中間朝面向90度方向出發(fā)，先繪制最小圖形，原來(lái)就是一個(gè)等邊三角形。繼續(xù)觀察，原來(lái)同一方向可以用10個(gè)由小到大的等邊三角形構(gòu)成一個(gè)大的復(fù)合三角形組合。由最簡(jiǎn)單的“局部”出發(fā)，我們已經(jīng)得到六分之一的圖形，同時(shí)程序的思路也已經(jīng)非常清晰，分析過(guò)程如圖5所示。

將思維過(guò)程與程序編寫(xiě)過(guò)程以下表呈現(xiàn)：

通過(guò)了這個(gè)案例的學(xué)習(xí)，相信大家應(yīng)該可以清晰的看到這種用由局部到整體的思維方式的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)由局部入手，我們不僅慢慢理清了整體程序的思路，而且我們通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行拆分成若干小問(wèn)題，也大大降低了程序積木搭建的難度。這種思維方法無(wú)疑是十分適合初中生進(jìn)行Scratch編程學(xué)習(xí)的。

結(jié)束語(yǔ)

積木式程序搭建教學(xué)在低學(xué)齡段兒童的流行已經(jīng)呈現(xiàn)出一種勢(shì)不可擋的趨勢(shì)，我們必須明確它與傳統(tǒng)的代碼式編程有著怎樣的區(qū)別，我們不是為了培養(yǎng)小程序員而進(jìn)行編程學(xué)習(xí)，因此我們不能用傳統(tǒng)的思路與方法去要求與教育學(xué)生。通過(guò)教學(xué)嘗試我認(rèn)為這種由局部到整體的思維方式在Scratch學(xué)習(xí)中作用明顯，有效訓(xùn)練學(xué)生計(jì)算思維，值得推廣。

【參考文獻(xiàn)】

[1].鄔家偉.信息技術(shù)教學(xué)論[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2008.

（作者單位：廣東省佛山市順德區(qū)勒流富安初級(jí)中學(xué)）