基于計算思維的游戲化教學模式在小學Scratch課程中的研究與構建

王彩云

摘 要：隨著科學技術、經濟的發展，計算機的使用越來越廣泛，因此對于今天的我們來說，計算機思維是我們每個人都需要具備的技能之一。時至今日，Scratch軟件已成為培養中國中小學生計算機思維能力的一種廣泛使用的工具，也是創客教育過程中的重要編程工具。Scratch軟件教育中固有的“創建和共享”方法也充分體現了“創客”精神，這對于培養學生的計算機創造性思維至關重要。

關鍵詞：計算思維;游戲化教學模式;小學Scratch課程

計算思維是指通過計算機思維去解決現實問題，這一概念一經提出就得到了人們的重視。所以這個概念提出來后受到了大力追捧，現在中國的許多中小學都受到計算思維的影響，正在如火如荼地開展創客教育。這些教育的主要目的是培養好奇心和創造力。這種教育的教學理念是“開放創新，探究經驗”。與傳統的教育模式相比，基于這種教育模式下培養的人才能力將更加全面，并且具有豐富的思維和創造力。因此，在我國的中小學開展 Scratch編程教學，不僅可以培養學生的創新精神，還可以培養他們的思維邏輯，拓寬視野，在未來的發展中具有重要的積極作用。

一、編程課程教學現狀

在基礎信息技術學科中，教授編程課程是學生理解和改善計算機思維的重要途徑。一些專家、學者一致認為，計算思維是“澄清問題和提出解決方案的過程”。在信息時代，培養計算思維、技能以培養創新型人才是每個人都必須具備的基本技能之一。提倡從頭開始進行可視化編程教育，筆者發現，即使在與其他教師進行研究和溝通之后，仍然存在一些問題：第一，各章節知識點獨立。基礎型Scratch教材都采取基于知識點的方式設計教材內容，游戲化、趣味性的教學資源隨章節內容獨立，沒有延續性。這種將學生的編程知識注入學生的課本編輯方法，側重于知識注入，而忽視學生發現和分析問題的能力，很容易對學習失去興趣。第二，教學方法單一。受教科書影響的大多數教師使用基于講授和任務導向的教學方法。學生可以快速地將他們的知識運用到工作中，但這無助于結合生活經驗，與同伴合作以及獨立探索最佳解決方案，促進使用計算機邏輯解決實際問題。第三，課后輔導和溝通不足。每周只有一堂課很難讓學生掌握相關的知識和技能，并且沒有相應的在線交流平臺可以在課后練習和探索計算機思維，導致后續教學很難開展。同時，一成不變的課堂將帶來一系列的學科管理問題。

二、基于計算思維的Scratch游戲化教學案例

通過對計算思維的分析，本章我們分析典型的基于Scratch游戲的訓練案例“猴子摘香蕉”，通過這個案例來說明基于游戲的訓練模型的操作過程。

游戲說明：香蕉從舞臺的頂部隨機掉下，猴子在地面上來回走動撿起香蕉。

（1）步驟1：解決問題

猴子摘香蕉游戲存在以下問題：①香蕉怎么可以確保是隨機掉下來的;②猴子如何在下面來回走動;③猴子拿起香蕉后會發生什么。

（2）步驟2：角色分析

從頭開始設計游戲的過程是基于角色的。游戲中有許多角色，學生必須分析每個角色的行為以揭示自身的抽象和分析能力。同時，在角色分析過程中，概念結構設計和邏輯結構設計屬于典型的數據抽象。

（3）步驟3：繪制流程圖

經過角色分析之后，學生將對角色分析中的關鍵角色行為和數據流分析有基本的了解。游戲進行中的流程結構圖（基本部分）如下圖所示。

（4）步驟4：建立程序

從頭開始構建Scratch積木式的構建程序既簡單又方便。在第三步的流程圖中，實際上有一個暫存程序的原型。設計流程圖后，可以根據流程圖選擇要構建的相應模塊。

（5）步驟5：測試與調試

①確保香蕉不會同時脫落。在測試過程中，所有香蕉（重復的或重復的）同時下降，因此我隨機等待0～2秒，然后再顯示香蕉。

②敏感反應

基于游戲過程中，學生發現通過鍵盤不能準確地保證猴子走動和撿香蕉的速度，因此改用鼠標進行控制。

（6）步驟6：升級

①上傳到Scratch社區中，Scratch官方社區和一些Scratch本地網站提供在線上傳和在線編輯等功能。在網站上，學生可以與世界各地的學習者分享他們自己的Scratch游戲。

②再創造

Scratch社區網站提供了“重塑”的便利，學生可以根據他人設計的程序添加和增強自己的想法，這實際上是相對較高的思維水平。這是一個培訓學生計算機思維技能的好平臺，因為他們需要修改和改進，前提是他們了解他人的所作所為和邏輯結構。

三、結論

計算機思維訓練的Scratch編程教學模型應不斷融入小學教育中。在培養小學生計算機思維的同時，必須不斷加強人工智能概念的推廣和普及。在信息爆炸的時代，小學生可以發展自身的計算機思維能力，并可以得到相關網絡的幫助。借助我們的Scratch編程軟件以及編程語言游戲化的教學方式，小學生可以盡快學習人工智能。隨著我們進入人工智能時代，它在兒童成長中起著重要作用。

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