基于計算思維的小學《有趣的Scratch創意編程》校本教材課例應用探究

許紹麗

摘? 要：在新時代教育理念下，學生的創新能力培養極為重要，而計算思維作為培養學生創新創造能力的有效思維路徑，在Scratch教學中是必不可少的。本文以計算思維作為理論基礎，闡述了基于計算思維的小學《有趣的Scratch創意編程》校本教材的課例應用的探究過程和教學案例反思，為Scratch創意編程教學提供了有效的教學實踐案例和學生創新能力、計算思維培養的有效途徑。

關鍵詞：計算思維；校本教材；課例；應用探究

為了響應國務院新印發的《關于新一代人工智能發展規劃》^[1]文件中提及并建議的“實施全民智能教育項目，在中小學設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣”。因此，筆者所在學校將Scratch創意編程引入到信息技術課堂中，在四、五年級開展Scratch編程教學，為了更好地開展教學，學校設計和開發了符合學生發展和學生特色的《有趣的Scratch創意編程》校本教材，以此培養學生的創新精神、創造力、計算思維并發展學生的核心素養。

1 核心概念界定

1.1計算思維

計算思維（Computational Thinking，CT）^[2]是指像計算機科學家一樣解決問題，或者像計算機科學家一樣思考問題，這是一個邏輯思維的過程，主要涉及對問題的理解用一種計算機可以表達的方式得出解決方案。換言之，計算思維是使用計算機科學中的算法概念和策略來制定、分析和解決問題。計算思維不僅僅涉及邏輯思維，還涉及到了合作與創造力培養，這對于學生創新能力的培養是至關重要的。

1.2校本教材

校本教材^[3]主要是指從學生的實際情況出發，從各校的個性化發展需求出發，結合學校的優勢資源，以學校的校長和教師為開發主體，為了更好地達成校本課程的教學目標，為了提高校本課程的教學效率，圍繞校本課程的內容和學校實際情況進行組織和研發，制定和形成的教與學的素材合集。本研究中的校本教材所指由筆者所在學校自主研發的Scratch編程校本教材——《有趣的Scratch創意編程》。

2 基于計算思維的《有趣的Scratch創意編程》校本教材課例應用——以《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》為例

2.1 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學目標及教學重難點分析

本課是筆者所在學校開發的校本教材《有趣的Scratch創意編程》中畫筆模塊以及自定義模塊的提升應用，主要講了scratch的畫筆模塊和自定義模塊的應用，讓學生能夠將數學知識進行遷移，繪制出正多邊形花朵。本課的教學目標如下所示：

知識與技能：能夠清楚地分清畫筆顏色增加規律；利用畫筆模塊及移動、旋轉繪制正多邊形；找到正多邊形的規律并利用自定義模塊及簡單的運算繪制正多邊形；通過簡單的旋轉和重復將繪制出正多邊形花朵。

過程與方法：通過自主探究，自主繪制多邊形；通過教師講解及師生共同探討，找出正多邊形繪制規律，能夠利用自定義模塊及簡單的運算符繪制正多邊形；通過小組協作，能夠繪制漸變的正多邊形花朵。

情感態度價值觀：通過本課的學習，讓學生能夠將數學知識進行遷移，學會應用所學知識，培養學生的計算思維和藝術修養。

根據《有趣的Scratch創意編程》校本教材內容，本課的重難點分析如下所示：

重點：利用畫筆模塊及移動旋轉繪制多邊形；找出多邊形繪制的規律；自定義模塊的應用。

難點：自定義模塊及運算符的組合應用；繪制漸變色多邊形花朵。

2.2 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學流程探析

（1）展示圖片，激趣導入

教師展示Scratch繪制好的花朵圖片，問：同學們觀察下老師展示的花朵，你能想一想，這是用Scratch的畫筆模塊結合哪些模塊完成的嗎？學生回答教師提出問題。教師通過圖片激發學生的學習興趣。

（2）開門見山，引出課題

教師在PPT展示課題，講解今天的學習內容《妙筆生花——自定義繪制花朵》，學生思考繪制方法。

（3）任務一：繪制正三角形

①PPT展示任務圖形

教師講解知識點：在繪制多邊形花朵之前，我們先繪制最簡單的正多邊形——正三角形，同學們可以用手進行比劃，看看是怎樣繪制出來的？學生利用手進行正三角形的繪制，并思考Scratch繪制方法。

②任務驅動，自主探索

布置任務：自主探究，利用畫筆及動作模塊完成正三角形的繪制。學生自主探究，小組協作，教師巡視指導。

③師生合作，共同繪制

教師展示學生程序，講解繪制要點。師生共同繪制，突破教學難點。

（4）任務二：繪制正方形、正五邊形及正多邊形

①布置任務，深入探究

教師布置任務：自主探索正方形、正五邊形及正多邊形的繪制。學生自主完成任務，完成任務者與同桌交流繪制正多邊形的方法。學生完成任務后，教師展示學生程序，講解演示易錯點操作。

②自定義模塊講解

師生共同探索正多邊形的繪制規律：a、重復的次數是正多邊形的邊數；b、旋轉的角度是360°/邊數。

教師布置任務：自主探索自定義模塊，完成正多邊形繪制的自定義程序。學生完成任務，教師巡視指導。

（5）任務三：繪制絢麗的正多邊形花朵

觀察圖片，探索正多邊形花朵繪制方法。教師布置任務：完成五朵花瓣的正三角形花朵。師講解漸變色的繪制方法。學生發揮創造力，繪制更多漂亮的正多邊形花朵。

（6）總結與提升

教師展示點評學生作品。接著，師生共同總結本課所學知識。最后，教師布置課后探索作業。

2.3 《妙筆生花——自定義繪制正多邊形花朵》教學反思

本課是一節跨學科學習的課程，與數學學科相整合，主要讓學生通過編程尋找正多邊形規律，最終能夠利用自定義模塊繪制正多邊形花朵。

在本課中，主要采用的是PBL（Project Based Learning/Problem Based Learning）項目式學習和基于問題式學習的方式進行整個教學活動，通過多種教學方法和策略幫助學生解決問題，以學生為主體，突破教學中遇到的問題和教學重難點，引導學生完成本課學習任務，讓學生在做中學，玩中學，學中思，通過一個個活動讓學生學習新知，同時，突破教學重難點，在本課中與數學學科整合，培養學生的學科素養和計算思維。

3 總結

本文基于筆者所在學校自主設計和開發的信息技術校本教材《有趣的Scratch創意編程》，以計算思維作為理論基礎，并以教材中的《妙筆生花——繪制正多邊形花朵》一課為例，探究了學生計算思維培養的課例應用教學，該研究案例與多學科進行整合，打破學科壁壘，采用項目式學習、任務驅動等多種教學方式，為《有趣的Scratch創意編程》校本教材的真實應用提供了教學實踐案例，并提出了學生創新能力、創造力、小組協作能力和動手實踐能力的課堂培養教學模式，為創意編程的教學提供了參考和方向。

參考文獻

[1]? 國務院：新一代人工智能發展規劃[J].重慶與世界，2018（02）：5-17.

[2]? 黃紅偉.計算思維在Scratch程序設計教學中的實踐——以小車巡線為例[J].中國信息技術教育，2019（19）：37-40.

[3]? 魏苗. 基于計算思維培養的Scratch編程校本課程的開發與實施[D].華中師范大學，2018.

[4]? 張漢城.Scratch小學編程校本教材的開發[J].西部素質教育，2019，5（01）：232+234