莫秋玲

摘要：為順應(yīng)計(jì)算思維培養(yǎng)和編程教學(xué)的潮流，如何在小學(xué)編程的載體中培養(yǎng)計(jì)算思維是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。本文結(jié)合計(jì)算思維的內(nèi)涵和Scratch編程教學(xué)的特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)出了用自然語(yǔ)言描述問(wèn)題、思維導(dǎo)圖抽象建模、學(xué)案引導(dǎo)微課支撐、調(diào)試優(yōu)化的編程教學(xué)策略，并將此策略應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;編程;策略

一、問(wèn)題的提出

計(jì)算思維是未來(lái)社會(huì)所有人必備的一種思維能力，是除理論思維、實(shí)驗(yàn)思維外的第三大思維方式，同時(shí)隨著中小學(xué)信息技術(shù)課程核心素養(yǎng)的提出， 如何在中小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)中體現(xiàn)計(jì)算思維， 提高中小學(xué)生計(jì)算思維能力已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)教學(xué)改革的研究熱點(diǎn)。因此在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)習(xí)中研究如何提升學(xué)生的計(jì)算思維具有現(xiàn)實(shí)意義。

根據(jù)計(jì)算思維的概念與培養(yǎng)要求， 結(jié)合 Scratch 編程教學(xué)的特點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)了“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境 用自然語(yǔ)言描述問(wèn)題—分解項(xiàng)目 抽象建?！帉懩_本 優(yōu)化糾錯(cuò)-交流評(píng)價(jià) 建立模型”的教學(xué)模式，在此教學(xué)模式中運(yùn)用有針對(duì)性的教學(xué)策略逐個(gè)環(huán)節(jié)地體現(xiàn)計(jì)算思維的培養(yǎng)。

二、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)scratch編程教學(xué)流程設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算思維的概念特點(diǎn)，結(jié)合 Scratch 編程教學(xué)的特點(diǎn)，在“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境 正確描述問(wèn)題—分解項(xiàng)目 抽象建?！帉懩_本 優(yōu)化糾錯(cuò)-交流評(píng)價(jià) 建立模型”的教學(xué)模式下，我們?cè)O(shè)計(jì)了四大策略：自然語(yǔ)言正確描述問(wèn)題策略，思維導(dǎo)圖進(jìn)行特征抽象策略，學(xué)案引導(dǎo)，微課支撐策略，反思優(yōu)化策略來(lái)提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。教學(xué)流程如圖1。

三、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)scratch編程教學(xué)策略的實(shí)施案例

（一）自然語(yǔ)言正確描述問(wèn)題策略

計(jì)算思維就是要把一個(gè)看似困難的問(wèn)題重新解釋為我們知道的怎么解的過(guò)程。當(dāng)學(xué)生看到一個(gè)看似復(fù)雜的項(xiàng)目時(shí)，我們首先要引導(dǎo)學(xué)生用自然語(yǔ)言描述這個(gè)項(xiàng)目是怎么玩的，有什么角色，有什么動(dòng)作，角色之間有什么關(guān)系等，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將項(xiàng)目進(jìn)行描述和分解。這體現(xiàn)了計(jì)算思維中的分解思想。

例如在學(xué)習(xí)《接蘋果游戲—克隆》這一課時(shí)，涉及到的內(nèi)容角色比較多學(xué)生看上去會(huì)角色很復(fù)雜很難，那針對(duì)這種學(xué)習(xí)內(nèi)容我們就需要先對(duì)游戲進(jìn)行自我的分解。在這里我采取的教學(xué)策略是讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述你看到了什么，用自己的話表達(dá)游戲是怎么玩的？學(xué)生就會(huì)用自己的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)：蘋果是從舞臺(tái)上方不斷地出現(xiàn)，然后又不斷地往下落，通過(guò)移動(dòng)車子左右移動(dòng)來(lái)接住落下的蘋果。通過(guò)用自己最熟悉的語(yǔ)言表達(dá)把游戲給分解出來(lái)的過(guò)程，其實(shí)學(xué)生已經(jīng)在自然語(yǔ)言層面理解了這個(gè)游戲的玩法了，而用自然語(yǔ)言描述問(wèn)題的策略正體現(xiàn)了計(jì)算思維中的分解思想。

（二）思維導(dǎo)圖進(jìn)行特征抽象策略

學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)用自然語(yǔ)言描述游戲的玩法了，那怎么將自然語(yǔ)言更好地轉(zhuǎn)化為程序腳本呢？思維導(dǎo)圖是一個(gè)很好的載體，思維導(dǎo)圖是分析問(wèn)題、輔助思考的好工具。程序中角色與角色之間的關(guān)系，每個(gè)角色的動(dòng)作與指令之間的聯(lián)系都可以用思維導(dǎo)圖形象的表示出來(lái)。體會(huì)計(jì)算思維的本質(zhì)——抽象和自動(dòng)化， 是計(jì)算思維培養(yǎng)的突出表現(xiàn)。

例如在學(xué)習(xí)《接蘋果游戲—克隆》這一課時(shí)，學(xué)生已經(jīng)能用自然語(yǔ)言描述游戲的玩法了，那為了更好地對(duì)游戲進(jìn)行抽象建模，我們采用了思維導(dǎo)圖進(jìn)行可視化分析游戲程序的策略。引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖對(duì)游戲中的角色分類，對(duì)于每個(gè)角色的動(dòng)作也初步分解出來(lái)，最后深化理解程序運(yùn)行的過(guò)程，為下一步的編寫程序腳本做好鋪墊。

在《蘋果我來(lái)摘》這一課中也是如此，引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖工具進(jìn)行特征抽象建模。將看似復(fù)雜的游戲過(guò)程進(jìn)行有序的可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)游戲的制作步驟一目了然，為下一步制作每個(gè)動(dòng)作下的腳本心中有數(shù)。

（三）學(xué)案引導(dǎo)，微課支撐策略

學(xué)案作為一種引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，能幫助教師指導(dǎo)學(xué)生更好地明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方向，同時(shí)能記錄學(xué)生個(gè)性化方案的探索過(guò)程，更加關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展。針對(duì)教師引導(dǎo)學(xué)生積極探討過(guò)程中可能會(huì)涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行微課的設(shè)計(jì)，不僅可以提高課堂效率，還能引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。

例：在《快樂(lè)趕豬跑》這一課中，為了更好地給學(xué)生呈現(xiàn)往上移動(dòng)y坐標(biāo)增加這一抽象的坐標(biāo)相關(guān)知識(shí)，我采取了較為形象的微課動(dòng)畫形式來(lái)展現(xiàn)。

除了將知識(shí)重難點(diǎn)用微課的形式來(lái)呈現(xiàn)外，對(duì)于每節(jié)課的情景我也采取萬(wàn)彩動(dòng)畫大師等軟件來(lái)制作生動(dòng)有趣的情景引入視頻，來(lái)吸引六年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如《趣味猜燈謎》中，我使用兩個(gè)卡通動(dòng)物角色來(lái)幫助小明猜燈謎，可是每個(gè)人的答案都不一樣？怎么驗(yàn)證呢？從而引出學(xué)習(xí)內(nèi)容，提升學(xué)生的求知欲。

在每節(jié)課中，為了更好地幫助教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)也能更好地反映和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，我還針對(duì)每節(jié)課制作了導(dǎo)學(xué)案供學(xué)生使用，記錄他們的探索學(xué)習(xí)過(guò)程。

導(dǎo)學(xué)案的設(shè)置主要是幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向的同時(shí)記錄下他們的學(xué)習(xí)過(guò)程。但有時(shí)為了更好地分析數(shù)據(jù)，我們不得不采取電子軟件的方式將導(dǎo)學(xué)案轉(zhuǎn)化成電子學(xué)案。例如在《快樂(lè)趕豬跑》一課中，為了收集導(dǎo)學(xué)案上學(xué)生的做題數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我將導(dǎo)學(xué)案上面四個(gè)選擇題使用電子極域上課軟件編輯題目，發(fā)布考試，收集數(shù)據(jù)。通過(guò)后臺(tái)分析的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的掌握情況一目了然，可以看出通過(guò)一節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生對(duì)于碰到指令和y坐標(biāo)的變化情況基本掌握。

（四）反思優(yōu)化策略

反思優(yōu)化策略是指在調(diào)試和改進(jìn)程序的過(guò)程中，學(xué)生需要不斷地對(duì)程序進(jìn)行查錯(cuò)和優(yōu)化，體現(xiàn)了計(jì)算思維中“評(píng)估”“糾錯(cuò)”的思想。

在編程課堂的學(xué)習(xí)中，每當(dāng)有學(xué)生發(fā)現(xiàn)程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，我都不會(huì)直接指出學(xué)生的錯(cuò)誤，而是鼓勵(lì)學(xué)生嘗試調(diào)試，在試錯(cuò)的過(guò)程中找出角色與指令之間的關(guān)系，不斷地對(duì)作品進(jìn)行優(yōu)化。

四、策略使用的效果

為了檢測(cè)學(xué)生計(jì)算思維能力的提升情況，我針對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)班和一個(gè)對(duì)照班進(jìn)行了問(wèn)卷測(cè)試，測(cè)試的情況是實(shí)驗(yàn)班平均分32分，對(duì)照班平均分24分，可見使用了編程教學(xué)策略來(lái)學(xué)習(xí)scratch的同學(xué)各方面計(jì)算思維能力的體現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于沒(méi)有使用四大策略學(xué)習(xí)的班級(jí)。

1.能用自己的話給他人描述游戲的玩法。5分 3分 1分

2.會(huì)利用思維導(dǎo)圖來(lái)分解程序。5分 3分 1分

3.會(huì)用教師下發(fā)的視頻資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。5分 3分 1分

4.會(huì)根據(jù)導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行有層次的學(xué)習(xí)。5分 3分 1分

5.能發(fā)現(xiàn)自己程序中的錯(cuò)誤并對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，改善。5分 3分 1分

6.能根據(jù)老師給出的角色動(dòng)作制作出對(duì)應(yīng)的程序。5分 3分 1分

7.在編寫程序中遇到的問(wèn)題能學(xué)會(huì)請(qǐng)教比人，與組員溝通合作。5分 3分 1分

五、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算思維能力已經(jīng)成為中小學(xué)信息技術(shù)教育的培養(yǎng)核心。本文以Scratch編程教學(xué)為載體，設(shè)計(jì)了適合學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的課堂教學(xué)模式，并在教學(xué)環(huán)節(jié)中合理運(yùn)用四大策略來(lái)培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維。通過(guò)學(xué)生每節(jié)課提交的思維導(dǎo)圖，程序作品等可以看出學(xué)生的計(jì)算思維能力有了很大的提升，希望在今后的課堂教學(xué)中繼續(xù)滲透學(xué)生面向?qū)ο髥?wèn)題解決的方法，將四個(gè)策略落到實(shí)處，為將來(lái)培養(yǎng)更多人才。