立足信息技術(shù)課堂，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

趙楚君

計(jì)算思維起源于計(jì)算科學(xué)，是當(dāng)前信息技術(shù)教育中的研究熱點(diǎn)。要將抽象的計(jì)算思維能力培養(yǎng)設(shè)計(jì)成學(xué)生易于接受的形式，載體的選擇非常重要。而利用可視化圖塊式編程工具，學(xué)生只需要拖動(dòng)圖形就可以輕松創(chuàng)作出蘊(yùn)涵故事情節(jié)的游戲和故事等編程制品。因此，針對(duì)計(jì)算思維融入可視化編程教學(xué)的途徑，筆者做了以下思考。

敢于創(chuàng)新，培養(yǎng)計(jì)算思維

傳統(tǒng)的教學(xué)創(chuàng)新嚴(yán)重不足，發(fā)展受限，新課改就是想打破這一現(xiàn)象，還原教育生態(tài)的多樣化。而運(yùn)用可視化編程，能極大地激發(fā)的學(xué)生想象力。例如，筆者執(zhí)教《可視化編程游戲：大魚(yú)吃小魚(yú)》一課時(shí)，跳出傳統(tǒng)的順序選擇等語(yǔ)言教學(xué)，采用提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方式綜合培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

師：這位同學(xué)對(duì)游戲進(jìn)行了改進(jìn)，大魚(yú)咬中時(shí)能切換造型了，我們來(lái)看下還有沒(méi)有其他創(chuàng)意？你覺(jué)得這個(gè)游戲還能改進(jìn)嗎？

生1：吃掉小魚(yú)后，大魚(yú)變大。

師：類似超級(jí)瑪麗，非常棒的創(chuàng)意！

生2：小魚(yú)發(fā)現(xiàn)大魚(yú)在追它，會(huì)突然加速跑掉。

師：更接近現(xiàn)實(shí)生活，逃生的本能，贊！

生3：吃完這一片小魚(yú)后，進(jìn)入另一個(gè)海域，里面的小魚(yú)更厲害。

師：類似闖關(guān)游戲，非常有特點(diǎn)！

……

類似的奇思妙想非常非常多，雖然最后未必能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的效果，但是拓展的深度與廣度都有了，學(xué)生的自主創(chuàng)造還會(huì)遠(yuǎn)嗎？創(chuàng)新意識(shí)不會(huì)憑空產(chǎn)生，它需要有一個(gè)依托，也需要長(zhǎng)期的培養(yǎng)，教師需要做的就是搭建平臺(tái)，使創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)更合理，更有連續(xù)性，層層遞進(jìn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

動(dòng)態(tài)生成，啟發(fā)計(jì)算思維

教師在課前都會(huì)準(zhǔn)備教案，但如果每節(jié)課都按照預(yù)設(shè)的教案演繹，有“意外”發(fā)生時(shí)，立即制止或忽略，會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得沉悶老套，無(wú)法全身心地投入，而如果能及時(shí)抓住課堂生成的“狀況”并處理好，就能形成良好的教學(xué)資源。

例如，在《火柴人跳舞》的教學(xué)中，大部分學(xué)生按要求給角色繪制了不同的“造型”，利用腳本的“下一個(gè)造型”讓角色動(dòng)起來(lái)。

雖然再三強(qiáng)調(diào)不要把角色直接畫(huà)在背景舞臺(tái)上，但還是有一位學(xué)生忽略了此提示，在刪除默認(rèn)角色小貓后，把新建角色直接畫(huà)在了舞臺(tái)上。不過(guò)，他畫(huà)了很多個(gè)舞臺(tái)，并在每個(gè)舞臺(tái)上畫(huà)了動(dòng)作不同的“火柴人”。他用的腳本是“切換下一個(gè)背景”。當(dāng)“點(diǎn)擊綠旗”后，也出現(xiàn)了火柴人運(yùn)動(dòng)的效果。筆者起初想責(zé)備該學(xué)生不認(rèn)真聽(tīng)講，但轉(zhuǎn)念一想，這何嘗不是很好的“生成”資源呢？因?yàn)樵诳梢暬幊探缑嫔希拔枧_(tái)”和“角色”是并列的。很多時(shí)候，學(xué)生容易混淆“舞臺(tái)”和“角色”，是因?yàn)樗麄儾](méi)有分清兩者的異同。于是，筆者便問(wèn)學(xué)生：“‘舞臺(tái)是角色嗎？”學(xué)生不能很肯定地回答。于是，筆者建議他們打開(kāi)控件區(qū)，比較“舞臺(tái)”模塊和“角色”模塊有什么不同。有了對(duì)比后，筆者再幫助學(xué)生進(jìn)行歸納：“‘舞臺(tái)也可以看成是角色，不過(guò)這個(gè)‘角色通常是靜止不動(dòng)的，不需要設(shè)置它的動(dòng)作。一般把不需要參與運(yùn)動(dòng)的背景圖放在‘舞臺(tái)上，而把需要運(yùn)動(dòng)的部分歸為‘角色。”有了這樣的思維過(guò)程，學(xué)生就更容易理解“舞臺(tái)”與“角色”的不同使用方法。

課堂上有很多這樣隨著師生活動(dòng)而生成的資源，這些不同觀點(diǎn)稍作修改與利用，就會(huì)成為培養(yǎng)學(xué)生思維習(xí)慣的教學(xué)資源。

以迂為直，體驗(yàn)計(jì)算思維

在教學(xué)時(shí)，應(yīng)關(guān)注思維的過(guò)程，而不僅僅是模仿的結(jié)果。例如，在《小貓出題》一課中，學(xué)生開(kāi)始接觸“變量”這個(gè)概念。執(zhí)教時(shí)，有教師先把“加數(shù)1”“加數(shù)2”“和”三個(gè)變量全部新建好，再做下面的程序。這就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，學(xué)生都會(huì)想當(dāng)然地將“和”這個(gè)變量放在“等于號(hào)”后面，導(dǎo)致程序出錯(cuò)。但此“和”非彼“和”，新建的變量“和”，是用在判斷里的，判斷回答者的答案與之是否相同。

可如果向小學(xué)生解釋，很容易讓他們?cè)铰?tīng)越糊涂。基于此，筆者改變策略，先只新建“加數(shù)1”和“加數(shù)2”這兩種變量。那么，“等于號(hào)”后面放什么呢？自然是放“偵測(cè)”里的“回答”，它表示的是做題人的“回答”。這個(gè)很好理解，學(xué)生都不會(huì)錯(cuò)。之后，學(xué)生總結(jié)出搭建有變量程序的步驟：①新建“變量”;②給“變量”賦值;③進(jìn)行條件判斷。根據(jù)這三個(gè)步驟，到了條件判斷時(shí)，為了讓回答者的答案與標(biāo)準(zhǔn)答案相比較，此時(shí)就需要出現(xiàn)一個(gè)新的量，就是“標(biāo)準(zhǔn)答案”。它從哪里來(lái)？因?yàn)橐延心K里沒(méi)有，所以又需要新建“變量”——“和”，因此這個(gè)變量在最需要它的時(shí)候出現(xiàn)了。這種理解是“順序式”的理解，順著“思維流”一路流淌下來(lái)，比較適合剛學(xué)習(xí)編程的學(xué)生。

優(yōu)化學(xué)習(xí)，養(yǎng)成計(jì)算思維

教學(xué)不能像機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)一樣，按照固定的程序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，教師要善于根據(jù)條件和需要，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行藝術(shù)性的再創(chuàng)造、再加工，并靈活地、藝術(shù)地運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中。要給予學(xué)生充分自主學(xué)習(xí)、探究的機(jī)會(huì)。自主學(xué)習(xí)與探究必定會(huì)引發(fā)形形色色的問(wèn)題，這也就要求教師要引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)，從而養(yǎng)成計(jì)算思維習(xí)慣。

《畫(huà)正多邊形》一課，一般教學(xué)中，從畫(huà)線開(kāi)始，到畫(huà)三角形、正方形、正五邊形……從而得出畫(huà)正多邊形的規(guī)律：重復(fù)的次數(shù)為正多邊形的邊數(shù)，重復(fù)執(zhí)行的內(nèi)容為：移動(dòng)合適的步數(shù)，旋轉(zhuǎn)360度除以邊數(shù)所得的度數(shù)。整個(gè)流程就像程序語(yǔ)句的順序執(zhí)行方式，一句接一句，學(xué)生只是機(jī)械地跟著流程一步步往下走，沒(méi)有思維探索的過(guò)程。而計(jì)算思維過(guò)程強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的求解，教師純“演示”的方式，未能有效給學(xué)生足夠的認(rèn)知機(jī)會(huì)，學(xué)生也就無(wú)法理解為什么要這樣確定重復(fù)次數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度。

下面優(yōu)化一下教學(xué)流程：從畫(huà)正五邊形開(kāi)始，教師不再操作，而是讓學(xué)生通過(guò)畫(huà)三角形和正方形的腳本以及對(duì)圖形的分析探索重復(fù)次數(shù)、正多邊形的邊數(shù)以及旋邊的角度三者之間的關(guān)系，嘗試畫(huà)正五邊形、正六邊形等，總結(jié)畫(huà)正多邊形的規(guī)律。當(dāng)學(xué)生總結(jié)出規(guī)律后，教師再?gòu)臄?shù)學(xué)知識(shí)的角度出發(fā)講解旋轉(zhuǎn)度數(shù)的原理，即一個(gè)正多邊形所有外角的和為360度，每一個(gè)外角的度數(shù)等于360除以正多邊形的邊數(shù)。而畫(huà)正多形邊時(shí)每次旋轉(zhuǎn)的角度正好是正多邊形的一個(gè)外角。這樣的方式能夠讓學(xué)生更加深入地理解知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)又能因獲得了新的數(shù)學(xué)知識(shí)而增加了自信和興趣。

由此可見(jiàn)，養(yǎng)成計(jì)算思維就要求教師優(yōu)化教學(xué)，學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)，讓求知思路從需要出發(fā)，通過(guò)知識(shí)的遷移推進(jìn)問(wèn)題探究的過(guò)程，在產(chǎn)生學(xué)習(xí)需要的基礎(chǔ)上，積極實(shí)施探究行為。要讓具備計(jì)算思維的學(xué)生，在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問(wèn)題，抽象特征，建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù)綜合各種信息資源，從而進(jìn)行分析與判斷，達(dá)到解決問(wèn)題的目標(biāo)。

總之，計(jì)算思維對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)影響深遠(yuǎn)。在小學(xué)可視化編程教學(xué)中，教師在關(guān)注知識(shí)與技能的同時(shí)，更應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)“思考”，關(guān)注學(xué)生良好思維習(xí)慣的養(yǎng)成，長(zhǎng)期不懈地堅(jiān)持，只有這樣才能促進(jìn)計(jì)算思維在課堂中的有效落實(shí)。