Scratch環(huán)境下的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)策略

邵勝峰

【摘要】小學(xué)是教育初級階段，在教育改革深化下越來越多新式教育方法和手段涌現(xiàn)，其中Scratch作為一種可視化編程工具，圖文并茂，便于原本枯燥內(nèi)容趣味化，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)有效性。對于小學(xué)生而言，編程學(xué)習(xí)難度較大，基于Scratch創(chuàng)設(shè)故事情境，明確目標，循序漸進地展開教學(xué)活動，可以顯著培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和計算思維，為后續(xù)學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文就Scratch下小學(xué)生計算思維培養(yǎng)方法展開分析，加深對Scratch認知的基礎(chǔ)上，立足實際教學(xué)需要創(chuàng)新教學(xué)策略，提升教學(xué)有效性。

【關(guān)鍵詞】計算思維;小學(xué)生;Scratch;編程學(xué)習(xí)

在學(xué)習(xí)編程相關(guān)知識中，由于知識抽象、復(fù)雜，對于小學(xué)生而言學(xué)習(xí)難度大，通過創(chuàng)設(shè)圖形化編程環(huán)境，便于喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在此基礎(chǔ)上進行簡單創(chuàng)作，并且在積累豐富經(jīng)驗下，后期多結(jié)構(gòu)組合，切實培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。設(shè)計可視化程序框架，應(yīng)用Scratch可以打破以往機械式、程序式編程方式的乏味，全身心投入到想象和設(shè)計中，將復(fù)雜的編程內(nèi)容精簡化，提升教學(xué)有效性的同時，切實培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和實踐能力。加強Scratch下小學(xué)生計算思維培養(yǎng)研究，積極推動教學(xué)方法改進創(chuàng)新，為后續(xù)教育教學(xué)提供參考依據(jù)。

一、計算思維和Scratch概述

計算思維是學(xué)生的一項基礎(chǔ)素質(zhì)能力，也是信息化社會中數(shù)字公民所應(yīng)具備的基本素養(yǎng)。在Scratch環(huán)境下，引導(dǎo)學(xué)生編程設(shè)計和解決問題，便于學(xué)生更加深入理解和記憶知識。計算思維是通過對數(shù)據(jù)進行分析和邏輯組織，基于科學(xué)合理方法去解決問題，實現(xiàn)最優(yōu)化的組合，實現(xiàn)思路整理與歸納。

Scratch屬于可視化編程語言環(huán)境，基于更加直觀、簡單的圖譜結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)變成，可以借助直觀生動的圖譜結(jié)構(gòu)來編程，設(shè)計程序轉(zhuǎn)化為Java和c++高級語言，為后續(xù)的程序設(shè)計教學(xué)創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境[1]?；赟cratch，學(xué)生在原本復(fù)雜的語法規(guī)則中脫離而出，學(xué)習(xí)重點轉(zhuǎn)移在算法構(gòu)建、問題抽象以及程序?qū)崿F(xiàn)等層面。所以說，Scratch有助于培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識和解決問題的過程中逐步養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

二、Scratch在學(xué)習(xí)中計算思維的體現(xiàn)

其一，Scratch學(xué)習(xí)環(huán)境下，通過算法思想來自動化解決問題。以往計算機的編程語言學(xué)習(xí)是一種枯燥的活動，氛圍沉悶，簡單而言就是寫代碼，而Scratch可以將原本設(shè)定好的模塊，借助變成語法、語句結(jié)構(gòu)將其轉(zhuǎn)化為可視化指令塊。而在這個過程中，變成有如孩子在玩搭積木游戲，自動化演示積木式程序，并且更為直觀、生動地觀察到腳本設(shè)計效果，及時改進其不足[2]。

其二，Scratch學(xué)習(xí)中，在邏輯組織方面彰顯計算思維，可以借助模型模擬演示來反映數(shù)據(jù)。為了完成程序編寫目標，可以綜合分析程序各項任務(wù)，抽象內(nèi)容轉(zhuǎn)化為直觀內(nèi)容，設(shè)計對應(yīng)程序任務(wù)，綜合分析各項任務(wù)要求來編制解決方案，獲得對應(yīng)指令算法。諸如，以設(shè)計時鐘為例，第一步需要定義時針、分針和秒針，將秒針初值設(shè)置為0，將預(yù)設(shè)好的指令融入秒針循環(huán)語句中。分針腳本需要判斷秒針值等于60時，方可執(zhí)行旋轉(zhuǎn)命令，所以需要將判斷語句加入群中，執(zhí)行后變量秒針值重新變?yōu)?。而在這個過程中，為了實現(xiàn)不同的目標，必須要設(shè)計不同算法指令，綜合考量腳本設(shè)計，充分彰顯計算思維[3]。

其三，Scratch學(xué)習(xí)中，在識別、分析和實現(xiàn)過程中展現(xiàn)計算思維。不同角色需要實現(xiàn)的功能有所不同，為了保證最終呈現(xiàn)效果，應(yīng)針對性地進行腳本設(shè)計，正確梳理同運用之間的關(guān)系，最后達到有效組織目標。諸如，設(shè)計迷宮腳本，首先需要創(chuàng)設(shè)情境故事，小雞想要走出迷宮，就需要經(jīng)過四個問題并回答，只有全部答對方可走出迷宮。回答錯誤，需要小雞重新回到起點，每次回答錯誤都會減去一點生命值[4]。

其四，Scratch學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)過程整理與歸納中展現(xiàn)計算思維。優(yōu)化算法設(shè)計，通過合理規(guī)劃各個步驟環(huán)節(jié)，按部就班地實現(xiàn)方可達到最終目標。實驗內(nèi)容設(shè)計中，一個計算任務(wù)可以選擇多方法實現(xiàn)，算法多樣化的同時，也可以幫助學(xué)生分析不同算法的優(yōu)點和缺點，進而將設(shè)計過程精簡優(yōu)化。

三、Scratch環(huán)境下小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的措施

（一）推行項目平面化，問題分析更加直觀

其一，從編程角度對項目詳細描述。為了將復(fù)雜問題精簡化，通過觀察、分析、描述和假設(shè)等一系列流程來解決問題，首要一點需要推行項目平面化，促使問題分析更加直觀化。將學(xué)生的問題和設(shè)想呈現(xiàn)在紙面上，以設(shè)計師角色來勾勒心中的創(chuàng)意觀點，抽象內(nèi)容具體化，繪制流程圖。而這允許是一段科幻短劇，也可以是前沿技術(shù)，但其中涉及并發(fā)概念，內(nèi)涵遞歸思想。例如，智能駕駛為主體，可以制作一段創(chuàng)意短片來闡述概念，然后在教師的指導(dǎo)下學(xué)生獲得充足的實踐空間，帶著問題去探究和挖掘智能駕駛相關(guān)資源，包含速度控制、智能剎車、編導(dǎo)提醒等多樣化功能[5]。循序漸進，學(xué)生可以在頭腦中形成多種觀點，基于流程圖直觀地表述出來。

其二，項目描述過渡到生活描述。與項目一樣，生活同樣可以借助流程圖呈現(xiàn)出來，規(guī)劃一天或是一周的時間。例如，一天時間規(guī)劃，早上先吃早飯，然后去同學(xué)家做作業(yè)，下午去室外打籃球，晚上回家和家人一起慶祝生日。通過在紙上直觀地呈現(xiàn)計劃，內(nèi)容和流程清晰明了。

（二）推行任務(wù)立體化，針對性解決問題

其一，任務(wù)分解細化。在流程圖上把握各節(jié)點任務(wù)要求，發(fā)現(xiàn)這些任務(wù)之間存在潛在聯(lián)系，并非獨立存在的，為了幫助學(xué)生思路清晰、明確，推行任務(wù)立體化，將總?cè)蝿?wù)劃分為多個子任務(wù)，按部就班地完成任務(wù)，把握任務(wù)關(guān)聯(lián)知識點，交由學(xué)生自主判定，分析問題和解決問題[6]。沿著主線，明確目標并逐步完成各項任務(wù)，如果出現(xiàn)子任務(wù)無法完成的情況，那么整體流程進度受到影響，學(xué)生應(yīng)分析具體出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，是否因為這個問題引出其他學(xué)科問題，將問題羅列出來，便于針對性解決。通過此種方式，任務(wù)立體化，思路即便發(fā)生偏差，但最終也會回歸主線，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

其二，分解任務(wù)，拉近課堂和生活的距離。課堂和生活之間距離的拉近，便于學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于生活中，在鍛煉學(xué)生計算思維和實踐能力方面有著較為突出的優(yōu)勢。對于日常生活內(nèi)容，也可以在任務(wù)框架中將各項細化，促使生活效率顯著提升。但是，無論多么完整的計劃，后期都可能出現(xiàn)變化，所以要結(jié)合實際情況靈活調(diào)整和控制，不要局限于框架束縛，而是要真正體現(xiàn)靈活的計算思維。

（三）推行程序模塊化，方案優(yōu)化改進

在編程過程中，應(yīng)注重對流程進行優(yōu)化和改進，流程合理可讀性較強，一方面可以提升程序的運行效率，另一方面便于后期的程序維護和改進。而在這個過程中，則涉及一個概念—編程邏輯思維，主要指程序內(nèi)部強調(diào)編程思維，在其他編程模式實際應(yīng)用中體現(xiàn)的邏輯思維。推行程序模塊化，可以實現(xiàn)多個程序之間的合理分工和調(diào)用，相互依存[8]。

從程序優(yōu)化逐步過渡到生活。日常生活中遇到的問題多種多樣，解決同一個問題的方法是多樣的，這就需要綜合分析和比較，選擇更加靈活、便捷、高效和成本低的方法。例如，生活中小王如果需要購買一個品牌的鋼筆，則需要提前告知在外上班的爸爸，下班回家時可以直接買回家，不僅可以得到想要的鋼筆，也不會耽誤在家學(xué)習(xí)，滿足多重目標需要。同樣的，Windows操作系統(tǒng)的并發(fā)概念，同樣是這一概念的具體展現(xiàn)，多重目標可以同步進行，實現(xiàn)資源最優(yōu)化利用。長此以往，人們可以多學(xué)科方法來靈活運用計算思維，促進新概念產(chǎn)生，并作用于現(xiàn)代社會進步和發(fā)展，其重要性不言而喻。

四、結(jié)論

綜上所述，Scratch環(huán)境下的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)并非一件簡單的事，而是需要長久堅持，找對方法。尤其是現(xiàn)代教育強調(diào)學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)，知識講述并非唯一目標，學(xué)會知識的同時，也要掌握相對應(yīng)的思維方法。通過培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，可以拉近課堂和生活之間的距離，鍛煉學(xué)生知識運用到實踐的能力，并且從生活中學(xué)習(xí)到更多的經(jīng)驗技巧，反作用于學(xué)習(xí)領(lǐng)域更高層次的發(fā)展。

【參考文獻】

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[5]熊秋娥，葛越. Scratch游戲化編程培養(yǎng)小學(xué)生計算思維的實證研究[J].基礎(chǔ)教育，2019，16（06）：27-35.

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[8]劉麗.小學(xué)生Scratch課程設(shè)計與學(xué)生計算思維培養(yǎng)[J].新課程（小學(xué)），2019，23（08）：102.