以Scratch為本展計算思維之魂

楊海洲

計算思維是信息技術學科的核心素養之一，而Scratch軟件是一款可以培養學生計算思維能力的編程軟件。Scratch軟件將指令模塊化，學生在操作時以拖動積木塊代替敲代碼，可以避開繁雜的代碼輸入和調試，在提高學習興趣的同時，能將更多精力放在問題求解上，更好地訓練計算思維。

但受傳統應用軟件教學的影響，不少教師在進行Scratch編程教學時重模仿輕分析、重技術輕思維，學生在學習過程中只是將教材代碼“搬運”或“模仿”到電腦中，對程序設計所體現的計算思維并不了解，計算思維的培養更是無從談起。我以青島版小學五年級信息技術教材中《聲控小貓》一課的教學為例，就如何在Scratch編程課中滲透計算思維訓練、培養學生的計算思維能力與大家一起探討。

一、分析現象，確定模型

根據項目內容與教學目標，教師可以以學生熟悉且感興趣的場景為素材，用視頻、圖片或文字等呈現這一場景，然后通過逐步引導、層層設問讓學生慢慢接近問題的核心，完成由生活中的現象到計算機能夠處理的問題模型的轉變。在這個過程中，教師可以借助思維導圖將思維形象化，讓學生更直觀地了解現實生活與計算機程序的聯系，掌握將無形思維轉化成有效導圖的方法。

在本教學案例中，我用學生喜聞樂見的蹦床運動視頻導入。在觀看視頻前，我提出要求：觀察視頻中運動員的運動過程是怎樣的，學生在觀看時很容易發現運動員先起跳，然后在空中翻滾，最后落到蹦床上，如此重復……接著，我發問：“如果用Scratch程序將這個過程描述出來，那么角色是誰？背景又是什么？本節課的標題是‘聲控小貓，你覺得應該如何實現聲控效果？能用聲音控制小貓的哪些屬性？”學生經過討論后確定：角色為小貓，舞臺背景為蹦床，可以通過麥克風結合“響度”積木控制小貓的運動姿態、大小、形狀、顏色等屬性。

二、分解問題，理順思路

有時一個問題中的角色非常多，學生很難在短時間內理順各個角色的變化過程以及各角色之間的邏輯關系，這就需要教師引導學生化整為零，將大問題分解成一個個小問題來理順關系，將復雜的任務變成簡單的小任務，逐一擊破。在分解任務時，可以按操作步驟分解，也可以按角色設計分解，結果可以用思維導圖的形式呈現，也可以用WH表格呈現。

在本教學案例中，我引導學生對任務進行分解，用WH表格來呈現。

三、轉換語言，訓練思維

學生在自然語言與程序設計語言之間建立起橋梁后，就要讓學生將自然語言轉換成程序設計語言，在這個環節中，教師可以借助流程圖引導學生對過程進行整體認知，并找出解決問題所需要的程序模塊。

這個過程是編程課的重點和難點所在，也是培養學生計算思維的關鍵所在。要想讓學生有深度思維，就要讓學生進行有深度的活動，可以充分發揮小組合作的力量，讓學生在共同問題的引導下，通過與小組成員交流和分享、合作與啟發使問題分析不斷深入，同時吸取他人的創意與想法，改進程序設計。

四、調試糾錯，優化思維

學生編寫的腳本在運行時可能會出現各種各樣的問題，這就需要不停地查找原因并糾錯，這個過程有可能貫穿課堂始終。在學生調試糾錯時，教師可以用糾錯記錄表來幫助他們記錄糾錯過程。

分析糾錯的過程是學生再反思、再總結的過程，不斷地調試、糾錯能引發學生更深層次的思考，也能激發他們的好奇心和斗志，甚至促使他們運用不同的算法來達到相同的效果。這不僅有利于學生完成對所學知識和技能的自我檢驗，還有助于培養學生的計算思維能力和批判性思維能力。

五、總結梳理，沉淀思維

通過前面幾個步驟的學習，學生已經初步形成了計算思維，但這時的思維是碎片化的，在應用時不能隨心所欲，這就需要對所學的方法和思維進行梳理總結，將碎片化的思維連貫起來，形成清晰聯通的脈絡。在本教學案例中，我通過知識樹的形式幫助學生理清思維脈絡。

不同于思維導圖（用圖表表現發散思維），知識樹運用的是歸納思維。通過畫樹表現各角色、各操作之間的聯系，這不但有助于加深對操作過程、方法以及計算思維的理解，還有助于形成知識鏈條，使事后從大腦中提取信息更輕松。

六、成果共享，遷移思維

如同數學中的公式是為了讓大家應用一樣，好的思維方式也是需要共享的。培養計算思維能力的最終目標是將已經獲得的思維和方法遷移到其他類似的問題解決過程中，遷移的方式有兩種，一種是自我遷移，讓學生自己對已經解決的問題加以擴展和延伸;另一種是人際之間的遷移，教師可以指導學生把自己的作品發布到Scratch社區中進行分享，和更多的人進行思維的交流與碰撞，從而拓展思維，另外，還可以利用社區投票和評論功能完善和優化自己的作品與思維。

在本教學案例中，我就引導學生采用第一種思維遷移方式，讓學生思考如何讓小貓旋轉的速度隨著聲音的增大而變快，隨著聲音的變小而變慢。

知識是思維之本，思維是知識之魂。在Scratch編程課中，問題解決的過程是思維存在的“本”，而計算思維才是一切活動的靈魂，教師應引導學生多些深入的思考，重思維少模仿，課堂就會活起來，培養計算思維、提升信息技術學科核心素養的目標就能落到實處。