基于計算思維的創意編程教學

盧義峰

基于新課程理念，在《簡單動畫的制作》教學案例中，筆者以問題為起點，通過發現問題—探究學習—解決問題—交流分享的學習過程，提升學生的計算思維能力。

● 教材內容分析

《簡單動畫的制作》是Scratch創意編程中通過為角色選取適當的造型，并使用重復執行模塊和下一個造型模塊編寫腳本，實現角色的動畫效果。在教學中，根據學生的實際接受能力和認知能力，確定了四個新知識模塊，包括重復執行模塊、遇到邊緣就反彈模塊、左右旋轉模式模塊和下一個造型模塊。四年級的學生前面已經學習了兩節課的Scratch編程，能夠做出順序結構的角色動畫。

● 教學目標

知識與技能目標：通過分析、設計角色“走”的動畫，了解動畫產生的原理，能夠為角色設置適當的關鍵造型。

過程與方法目標：通過編寫角色“走”的動畫腳本，掌握編寫實現角色動畫效果的腳本，體驗循環結構的執行方式。

情感態度與價值觀目標：通過解決角色“走”腳本中的問題，初步了解調試腳本的方法，提升學生的計算思維能力，讓學生體驗學習成功的樂趣。

● 教學重點

使用重復執行和下一個造型模塊實現簡單動畫效果。

● 教學難點

選取適當的關鍵造型，實現角色的動畫。

● 教學過程

1.問題導入，激發求知欲

教師展示范例作品，提問：“你對角色走的樣子滿意嗎？希望它怎么走？”由此引出學生創作的內部需求：如何讓角色從一條腿漂移變成“走”的動作。

教師讓學生通過手翻書實踐了解動畫原理。

學生分組研究手翻書，通過探究學習總結圖片由靜態到動態效果的產生原理：由走路動作的多幅關鍵圖，快速連續播放形成動態畫面。

設計意圖：導入問題，激發學生的好奇心，同時為后面規劃解決“走”問題的方法、分解“走”的動作做好鋪墊。

2.任務驅動，引發探究

（1）任務一：設置角色造型。首先，結合動畫原理，學生擺弄自身肢體動作，提煉“走”的兩個關鍵造型。教師接著指出：關鍵動作圖片在Scratch中表現為角色的兩個造型。接著，學生在任務的引領下，為自己的角色添加“走”或“飛”的關鍵動作。

設計意圖：以手翻書動畫發現每頁內容的聯系為支架，學生用自己的肢體感受“走”的動作，很快能提出實現角色“走”的關鍵造型，由此突破為角色選取適當的關鍵造型的難點。

（2）任務二：編寫角色腳本。主要由提出、嘗試、調試解決方案三步構成。

首先，提出問題解決的方案。教師再次出示手翻書，提問引導：根據動畫原理，這兩個靜態的關鍵造型怎么做才能有動畫效果呢？學生提出兩個關鍵動作：依次出現、重復。

其次，嘗試問題解決方案。教師出示任務：用模塊實現角色“飛”或“走”。由于學生初學Scratch，對模塊了解有限，因此教師引導學生：與造型有關的模塊都在外觀庫，要通過語言描述功能找模塊、試效果的過程嘗試解決問題，由此滲透在想法和模塊之間建立聯系的方法。

最后，調試解決方案。由于這是學生第一次有目的地編寫程序，沒有獨立分析、解決編程問題的方法和意識，因此采用展示學生編程作品、師生共同分析的方式調試解決方案，過程如下：

第一步，展示學生典型的編程方式，測試效果，學生提出問題——沒實現重復，并提出解決方案——加重復執行模塊。由此學生體驗到下一個造型、重復執行模塊的作用，有效突破了教學重點。

第二步，調試腳本。學生在調試時遇到的問題包括兩個造型變太快、沒移動、跑出舞臺、角色遇邊頭朝下。教師引導學生通過測試方案—發現新問題—解決問題的流程解決問題，滲透調試程序的方法。

第三步，小結。引導學生說出下一個造型和重復執行模塊的作用。此時學生對這兩個模塊的認識是基于表面現象的，為了形成學生對它們正確的認識，筆者通過問題引導小結，給出下一個造型模塊和重復執行模塊的準確內涵。

第四步，學生按照調試思路進一步完善自己的腳本。

3.回顧總結，知識梳理

教師課件回顧解決問題的過程，梳理知識點，強調下一個造型和重復執行模塊組合成的腳本是為角色制作簡單的動畫效果的常用編程方式。

設計意圖：讓學生建構知識體系，提升解決編程問題的能力。

4.分層創作，提升能力

教師出示一個范例，讓學生猜一猜：這兩個造型是角色的什么動畫？讓學生思考：角色的動畫可以用在什么故事情境中？

教師展示范例作品，同時提示學生可以嘗試拓展的模塊。

設計意圖：任務一和任務二只是實現了角色的一個“走”的動畫效果，而在實際創作中，角色必須要與特定的情境相結合才有意義。因此，這一環節讓學生經歷想象單獨動畫—創設故事情境—體驗編程實現方法的過程，為學生獨立創作做好鋪墊。

教師出示任務三：制作簡單的故事情境，包括三個難度，學生自選一個進行實踐。

設計意圖：分層任務的設計，既有橫向的拓展，例如，腳本的不同組合及應用，多個角色的并行與互動，又有縱深的拓展，為不同層次的學生提供了多種可選擇的空間。

5.欣賞評價，思辨體驗

學生展示自己的作品，介紹實現方式。師生共同對作品進行點評，促進學生思辨體驗。

設計意圖：培養學生的思辨能力和分析、判斷問題的能力。

6.拓展延伸，回歸生活

教師出示三個模塊，告訴學生，使用它們都可以實現循環結構。接著出示上節課作品，讓學生說一說：如何用循環結構進行優化？循環結構的優點是什么？

教師課件展示，引導學生發現生活中的循環現象，滲透計算思維存在于生活中的觀念。

設計意圖：學生通過改寫腳本，感受在編程中循環結構的重要作用。

● 教學反思

本節課有以下幾個特點：

（1）從學生起點制訂課程目標。本課的三維目標的制訂都指向學生的學習行為，能夠從目標中看到學生具體學習的環節和過程。在具體行為的描寫上，意義明確，詳細具體，可操作性強。本節課的重難點確立適當：本課重點的選擇來源于教材內容，實現動畫效果的腳本是制作Scratch編程作品的基礎操作;難點來源于學生的認知，從具體的角色動畫到抽象的角色造型，學生需要教師進一步的指導。

（2）教師引導學生自主學習方法得當。本節課教師更多地給學生探究的機會。學生編程過程中自然是一條一條地編寫“下一個造型”，教師及時引導學生分析要實現的目標——“重復”“下一個造型”，引導學生通過文字內涵聯系找模塊，根據“語言描述—找模塊—試效果”的過程，滲透在想法和模塊之間建立聯系的方法，最終確立用循環結構解決問題。

（3）有效調動學生的積極性。本節課課堂氣氛活躍，學生舉手發言積極，既有對問題的解答，又有遇到難題時的質疑，學生的思維被有效調動。特別是在學生匯報如何實現角色動畫效果的腳本時，當第一個學生沒有成功解決問題時，后續的兩個學生采用了不同的編程方法解決了問題，雖然在編程技巧上還有欠缺，但是學生能主動思考解決問題的方法，敢于嘗試和分享。

（4）基于學生認知過程調整教學環節，進行有效生成。在新授環節，教師在學生探究后，請學生展示自己作品解決的方法，從而讓學生體驗編程解決問題的一般過程。在引出“將旋轉模式設置為”這個模塊時，由于學生對角色的旋轉模式進行了提前設置，角色遇到邊緣返回時并沒有出現頭朝下的象，教學處于“無問題”可解的局面。在這種情況下，教師并沒有生硬地將這個模塊提出，而是表揚鼓勵學生解決問題的過程，然后讓他們繼續修改完善作品。很快，那些沒有提前設置的學生發現了問題，并紛紛舉手尋求幫助，此時，教師再次引導學生共同解決問題，讓學生進一步體會模塊的應用場景。

（5）學習效果好，每位學生都獲得了不同的發展。從學生任務一和任務二的完成情況來看，每位學生都實現了一個角色“走”或“飛”的動畫效果，而且每一位學生都對任務三進行了探索，制作了符合自己興趣和認知水平的作品，他們都在原有水平的基礎上得到了提升。從學生的編程過程來看，他們開始習慣“調試”腳本，雖然技巧還不夠熟練，但這是一個養成良好編程習慣的開端。

Scratch軟件是一款有效培養學生計算思維能力的載體，如果整節課只圍繞某幾個模塊展開，強調內涵和作用，而缺少有效的任務情境，也只是教編程。教師要關注學生的學習流程，以學生的內需為切入點確立問題，最終讓學生感受到編程的快樂，同時提升學生的計算思維的能力。