基于Scratch課堂的學生計算思維培養(yǎng)措施研究

徐升波

摘 要：Scratch軟件是一種可視化編程工具，與學生計算思維的培養(yǎng)理念非常符合。為此，文章先對Scratch編程軟件、計算思維進行了分析，在此基礎上提出Scratch課程目前的教學方式以及教學效果，對學生計算思維的培養(yǎng)的實踐方式進行研究，從而提高學生信息素養(yǎng)。

關鍵詞：小學;信息技術;Scratch課堂;計算思維;培養(yǎng)措施

隨著新一輪教育改革的深入，課程標準將計算思維納入信息技術學科核心素養(yǎng)當中，并明確提出培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要性，讓學生學習利用計算思維解決相關問題。Scratch編程操作相對簡單，將其應用內(nèi)容加入信息技術課堂教學中，不僅可以減輕小學生的心理負擔，還可以增強學生學習興趣，從而提高信息技術能力。當前，關于Scratch課程的研究非常多，利用Scratch課程培養(yǎng)學生的計算思維也成了主要課題之一，針對此實踐研究，文章進行了分析探討。

一、 計算思維與Scratch編程

（一）計算思維

計算思維的最早提出者是周以真教授，從該概念被提出一來，越來越多的學者和組織開始深層次研究。在研究中，得出的概念最具代表性的就是國際教育技術協(xié)會與計算機科學教師協(xié)會的共同結論。他們認為：計算思維其實就是解決問題的一個過程，在這個過程中，主要包括問題的提出、數(shù)據(jù)分析、思維抽象、算法設計、方案選擇、推廣等要素。2017版的信息技術課程明確提出：計算思維主要就是指個人在使用計算機過程中的思維與方法，及問題解決與方案生產(chǎn)的過程中形成的思維活動。

（二）Scratch編程

Scratch源于美國，由麻省理工學院所開發(fā)的，屬于一種圖形化開源編程軟件。在具體應用中，就是通過樂高的方式在命令的指導下搭建程序，完成程序的編寫，在這個過程中的，只需要拖動鼠標，將指令模塊拖到程序編輯區(qū)就可以進行動畫、編故事、游戲、繪畫等操作，趣味性非常強。Scratch軟件在操作的時候非常簡單，在使用的時候也可以快速上手，再加上指令多樣、內(nèi)容豐富以及強大的功能性，將其應用在信息技術教學中，不僅可以增強課堂的教學效果，還可以為培養(yǎng)學生的計算思維提供支持。

二、 Scratch課程教學方式

（一）采用游戲設計教學，培養(yǎng)學生的計算思維，激發(fā)學生學習興趣

在對Scratch游戲進行創(chuàng)作的時候，所涉及的編程知識非常多，甚至可以說全部編程思維，如選擇語句、變量、循環(huán)語句、表達式等等，這個游戲編程的是培養(yǎng)學生計算思維的良好時機。因此，教師在信息技術具體教學中，不能直接按照教材內(nèi)容以及教學方法，從變量到表達式，再到編程三大結構這種簡單方法，必須讓學生自己對Scratch游戲流程熟悉并分析，然后根據(jù)自己的興趣以及游戲需求進行創(chuàng)作程序。另外，Scratch編程所采用的指令主要是積木化，學生根據(jù)游戲的進程非常容易理解什么是變量，什么是循環(huán)語句，什么是選擇語句等相關知識點。就拿《大魚吃小魚》這一游戲的創(chuàng)作中，想要讓大魚真正“吃到”小魚，就需要采用循環(huán)語句、分支語句以及變量知識（如圖1所示）。又如在《Plane》這一游戲的創(chuàng)作中，想要讓敵機不斷地重復出現(xiàn)、降落等動作，創(chuàng)作者就需要采用循環(huán)、表達式、選擇、隨機等多種知識點和指令（如圖2所示）。在這兩個小游戲當中，采用了Scratch編程的代碼，這種代碼與自然語言更相接近，學生在編寫的時候就相當用筆將自己的想法寫出來，這種編寫方式簡單且有趣，學生玩中學，從而樂于學。

（二）采用“翻轉(zhuǎn)課堂”，嘗試全新課程教學模式

在小學信息技術課堂教學中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一節(jié)課40分鐘的時間完全不夠用，學生在課堂上難以完成作品，對此，教師可以采用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，也就是將重難點知識劃分為多個小任務，并制作成微視頻，并將相關練習納入其中，然后將其上傳到相關網(wǎng)站上，讓學生根據(jù)自己的學習情況、學習能力自主選擇相應的微視頻，完成相關知識的學習。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，利用微視頻不僅可以復習上節(jié)課知識，還可以為下節(jié)課知識的學習做好準備。這樣一來，課前預習目標就得到真正實現(xiàn)，學生對自己的實際學習情況也有較好的把握。而在課堂實際教學中，教師可以提問學生：“你們在課前自主學習中，遇到了哪些困難，有什么地方不明白？”讓學生將自己的疑惑全部都說出來，然后有針對性地進行講解，起到“翻轉(zhuǎn)課堂”的效果。比如，在《花朵繽紛》這節(jié)課中，學生一節(jié)課很難完成最終作品，可以將花瓣如何畫的內(nèi)容制作微視頻，并在視頻中進行啟發(fā)式教學，讓學生思考“一朵花是怎樣形成的，每一個花瓣重復了幾次，每重復一次需要旋轉(zhuǎn)多少度”等等，這樣學生初步數(shù)學思維形成，有助于后期教學效果的提升，真正上課時，學生完成作品效率提升，成就感也會增強。

（三）放手讓學生動手操作，培養(yǎng)學生自主探究的學習方法

在小學信息技術教學中，教師對Scratch軟件編程的運用實現(xiàn)了課堂主體的轉(zhuǎn)變，讓教師轉(zhuǎn)變成引導者，學生成為學習者，課堂教學也由“教師教學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生自主探索”，讓學生在質(zhì)疑、發(fā)問、思考中說出自己的想法，而不是將教師的想法“強加”給學生，這種教學模式更容易提升學生的思維能力，從而實現(xiàn)教學目標。在Scratch編程的教學中，發(fā)現(xiàn)小學生有多種解決問題的方法，游戲效果也均能達到，甚至還發(fā)現(xiàn)有些學生所編寫的程序比教師還簡潔，程序也更加高效，還有些學生能找到教師所編寫程序中存在的問題和漏洞，并能自豪地將自己的意見表達出來。就拿《接雞蛋》這一小游戲來說，游戲規(guī)定：在有限的時間內(nèi)，誰接到雞蛋多，誰就獲勝。第二課時教學時，有一位學生改變了教師所制定的游戲，而是變成誰的雞蛋落地便失敗。在學生展示自己作品的時候，大部分學生都認為“雞蛋落地便失敗”這一創(chuàng)意好，更符合游戲的思維。又如在《下墜的小鳥》游戲中，讓學生根據(jù)自己的興趣設計相應的關卡;在《超級瑪麗》這一游戲中，有的小學生根據(jù)角色跳躍設計出其他小游戲，為《憤怒的小鳥》。由此可見，學生從課堂教授的小游戲中獲得啟發(fā)更重要，不是機械地學習一個知識，需要舉一反三，從而學會創(chuàng)作其他小游戲，激發(fā)他們創(chuàng)作靈感，提高他們的計算思維與動手能力。