基于計算思維的Scratch程序程序設計課程教學實踐

葛偉亮

摘要：就小學信息技術Scratch程序設計課程教學過程而言，教師需注重培養學生良好計算思維，計算思維能夠在很大程度上體現信息技術獨特性，是信息技術科學的本質。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計。

關鍵詞：計算思維;Scratch程序設計課程;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，以其自身獨特優勢備受信息技術教師與學生歡迎，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課程。而計算思維是信息技術教育領域的熱門話題，為更好表征與評估學生學習程序設計的具體活動與學習效果，大多數學校積極引進了計算思維三維架構。就循序漸進角度，Scratch程序設計課程學習可劃分為三層次，即故事創編、個性化游戲、項目設計，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，以培養良好計算思維，從而實現學生創新能力提升[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、構建模型、合理組織數據。面向信息資源評估分析與整合，利用科學算法構成問題解決方案。

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。其次強化學生創新創造能力，在培養學生計算思維時，計算思維一般都與Scratch、LEGO等可視化編程工具有機結合，此間學生通過活動創造優秀作品，構成可行的解決方案，屬于學生自主創新創造過程[2]。

2 課程教學模式設計流程

Scratch程序具備可視化、邏輯設計流程清晰明確等優勢特性，積木組合式程序設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的動畫或者交互式游戲。基于構建Scratch項目，學生可自主學習選擇、創作、管控各式各樣的媒體。學生在學習Scratch程序設計課程時，可以批判性思維與計算思維狀態，在實現項目活動過程，協調控制程序多元造型間交互作用，程序可快速促使學生構建形象直接的程序原理感受。

在信息技術課程中計算思維的培養越來越重要，Scratch程序的事件、控制、偵測、數據等基礎性功能與計算思維培養要求明確相符，所以，基于Scratch程序實踐操作與教學理論有機結合劃分教學模式，即情境創設調動興趣與界定問題相對應;抽象簡化轉換思維與抽象特征相對應;繪制腳本運行程序構建模型與數據組織相對應;基于程序運行與問題查找實現與整體思維控制與知識遷移相對應。課程教學模式設計流程[3]具體如圖l所示。

3 基于計算思維的Scratch程序設計課程教學設計與實踐

3.1 以問題驅動培養計算思維

以問題可調動學生計算思維，在Scratch程序設計課程教學過程中，教師應合理利用可驅動學生思維的問題，指引學生自主探究，有機合作。而問題設計并非單純研究教學目標與內容，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，從而才可以驅動學生探索信息技術知識。而且有效問題應具備具體性與邏輯性，可揭示矛盾，引發深入思考，具有區分性與創新性。

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驅動，組長發揮領導作用，在組內明確分工，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，即一個使用重復執行，一個使用不重復執行。學生可以發現，通過重復執行能夠進一步精簡腳本，而重復執行即學生深層思考探索，并深入交互問題，即重復執行次數、旋轉角度、共旋轉角度。在交互問題時，學生可從中發現規律，也就是幾邊形則重復幾次，旋轉角度一共都是360 度。以此直觀發現，學生可輕松計算每次旋轉角度。在此過程中，學生利用計算思維，基于重復執行精簡腳本，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，從而發展計算思維。

3.2 以玩創結合培養計算思維

學習學習Scratch程序設計課程，并非機械觀察模仿，而是基于游戲學習。如果教師可將游戲理念融入Scratch程序設計課程教學中，便可使得學生學習與實踐操作一體化，思考與創作一體化。在教學過程中，教師應積極引導學生，協作創造設計，以實現學習、創作、游戲集成化，充分調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，還應適度縮減機械操作，增加自主創新思維，以便于促使學生Scratch程序設計課程學習成為創造創意化學習。

例如《用聲音控制小貓動作》，教師可創設相應情境，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。基于，正向引導學生了解聲音傳感器，對主控板設備形成正確認知，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，以獲取環境聲音值，以此編寫程序。同時還可以通過創造設計，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。而小貓移動步數即聲音值，聲音值越大，則移動步數越大，速度越快。

3.3 以思想滲透培養計算思維

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