淺析基于計算思維的課堂教學

董浩

計算思維是信息技術學科的核心素養之一，因此，如何培養和提高小學生的計算思維能力，是教師應該關注的熱點問題之一。Scratch編程因其具有可視化、積木搭建式的特點而成為培養學生的計算思維的理想載體。本文通過分析計算思維的概念、與?Scratch教學的結合，通過?Scratch教學的具體案例，分析如何讓計算思維真正在課堂中可見，并提出教學反思和相應建議。

一、計算思維的形成與發展及?Scratch課堂教學現狀

目前，程序設計教學已經在小學高年級信息技術課中普及;Scratch因其直觀的可視圖形界面、腳本搭建的易操作形式，成為培養小學生計算思維能力的有效載體。在利用Scratch進行程序設計中，學生首先需要分解任務，抽象思維，厘清角色關系，設計算法解決問題，編寫腳本，優化程序，最后進行作品評價和拓展。這一過程包含了計算思維的關鍵要素，這一學習和體驗的過程，也是學生計算思維能力得到培養的過程。

二、Scratch程序設計課堂教學初探

1.通過項目式學習，促進計算思維生成

項目式學習，簡單地說就是把學生的學習以“項目”的形式置于一個解決實際問題的過程之中。其中的“項目”一般都是解決某一個實際問題，這些問題一般都不同于學生在課本中常見的結構優良的問題，學生不能根據學到的某些知識直接獲得答案，而要擺脫簡單的線性思維去分析和解決問題。

例如，在五年級上冊?Scratch單元《打地鼠游戲》一課中，我將賽車游戲的設計作為學生要完成的“項目”：

（1）

體驗游戲，代入情境。試玩小游戲《打地鼠》，但玩游戲不如設計游戲，讓游戲蘊含自己的設計思想是更有意義的。

（2）

分析問題，任務驅動。這個游戲中有幾個角色？他們的動作分別是什么？

（3）

思考角色任務需要什么控件來完成，小組合作填寫任務分析圖。

在設計“打地鼠”游戲的項目中，教師通過“假如你是設計師，你將怎樣設計這個游戲呢？”以學生為中心，將學生設定為全局規劃者的角色，針對這一開放性的問題，學生分小組進行角色設計、動作分析，最終設計出帶有個人特色的游戲。整個過程，學生試圖通過不同的途徑來解決問題，如何進行項目設計、細化項目控制實施、加強小組成員溝通與合作，都是計算思維養成的過程。

2.關注思維過程呈現形式，實現思維可視化

思維可視是指運用一系列圖示技術把本來不可視的思維，如思考方法和思考路徑呈現出來，使其清晰可見。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的功能。

相較于對知識表征進行可視化呈現的“知識可視化”，思維可視化更側重于知識表征背后的思維規律、思考方法、思考路徑，在可視化的過程中更強調對思考方法及思考路徑的梳理及呈現。實現“思維可視”的技術主要包括兩類：圖示技術（例如：思維導圖、模型圖、流程圖、概念圖等。）及生成圖示的軟件技術。

3.關注思維狀態，升華思維品質

新課標中提出的信息技術學科核心素養要求：不僅要培養學生的操作技能，還要培養學生的表達能力和團隊協作能力，要深化課堂的思維狀態，必須鼓勵每一個學生都勇于表達，加強小組合作的思維力度。

三、基于計算思維的教學建議與反思

“問渠那得清如許？為有源頭活水來”，Scratch程序的設計也要貼近生活、源自生活。Scratch是培養學生計算思維能力的理想載體，教師在創設情境時，只有貼近學生的真實感受，才能引起學生的興趣，才能轉化為學生學習的內驅力。同時，因為年齡原因，小學生的程序設計規劃能力較弱，邏輯思維能力不強，程序設計對他們來說有一定的難度。所以，在教學過程中，教師應當將完整的程序分解成多個小任務，逐一講解、個個擊破，讓學生先用自己熟悉的自然語言表述過程，分析動作，再轉化為?Scratch語言，以便更好地幫助學生由淺入深地構建新體系，學會用計算機領域的方法解決實際問題。

課堂時間是有限的，小學信息技術課每節只有四十分鐘，對于程序設計、腳本搭建、優化升級來說，時間遠遠不夠。但是，學生的創意是無限的。如何在有限的時間里激活學生的創意呢？為了培養學生程序分析的能力，設計算法和運用計算機程序去解決生活中的實際問題，明白程序設計的一般理念和流程，筆者在程序的規劃分析和編寫程序這兩個環

節，給學生預留了足夠的時間。有實驗表明：時間壓力對解決創造性問題有顯著影響。因此，在常規的課堂教學時間之外，為了培養學生的計算思維，筆者鼓勵學生利用課余時間或者社團課時間繼續進行程序設計，也曾嘗試將程序優化升級內容單列一課時教學，讓學生充分分享彼此的想法，進行深度的合作學習，讓學生的思維得到充分展現。

學生的創意多，想法也多，但若不加以關注和引導，學生的創意和想法可能就會成為計算思維培養過程中的烏托邦。在?Scratch課堂上，對學生思維的引導和培養，比單純的知識傳授更有實際意義。例如，在給學生提供的“打地鼠”游戲半成品文件中，筆者將判斷地鼠有沒有被打中的腳本搭建在了地鼠角色中，有學生編寫程序時提出，也可以將判斷腳本搭建在錘子角色中，筆者及時對這一想法給予了肯定，并鼓勵學生嘗試，最終完成了游戲的設計。課堂上允許學生思維百花齊放，正是培養學生發散思維、尋求解決問題的多種途徑的體現，這就是?Scratch的樂趣所在，也是程序設計的魅力所在。

要想讓學生的思維可視，教師就要學會對自我角色進行轉換，除了要充當知識技能的傳授者，在解決問題的過程中也要以連接者的身份出現。在發現問題和解決問題的同時，必然要涉及到認知與思維能力、操作能力與問題解決能力等多維度能力的整體發展，可思可見方為上，將思維方式的訓練融入實踐過程，才能有效提高學生的核心素養。