讓計(jì)算思維之花在GoC編程教學(xué)中綻放

勞銀靜

摘 ?要：計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科的重要核心素養(yǎng)，由南海區(qū)獨(dú)創(chuàng)的基于DEV-C++平臺(tái)的GoC編程軟件，通過簡單易懂的命令和直觀形象的繪圖幫助學(xué)生學(xué)習(xí)編程，是計(jì)算思維培養(yǎng)的重要載體。那么該如何更巧妙地讓計(jì)算思維與編程課堂教學(xué)相輔相成呢？對(duì)此，本文論述了GoC編程對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)的意義，并總結(jié)出“分解、建模、類推、轉(zhuǎn)化”四大基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)GoC編程課堂教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;GoC編程;課堂教學(xué);

一、GoC編程對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力發(fā)展的影響

（一）培養(yǎng)計(jì)算思維的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)自動(dòng)化

GoC軟件模擬C++語言的語句和Logo語言的圖形化輸出，使程序設(shè)計(jì)編寫成為一項(xiàng)有趣可觀的活動(dòng)，通過將課程中的邏輯思維圖形化、復(fù)雜問題簡單化，幫助學(xué)生在程序繪圖中訓(xùn)練計(jì)算思維、培養(yǎng)創(chuàng)造力。

（二）培養(yǎng)計(jì)算思維的任務(wù)分析和設(shè)計(jì)

GoC編程中任務(wù)的完成需要學(xué)生先對(duì)復(fù)雜問題進(jìn)行分析，通過思考解決的方法，最終設(shè)計(jì)出符合要求的邏輯算法。在引導(dǎo)設(shè)計(jì)方法的過程中，能通過對(duì)問題的逐漸深入，幫助學(xué)生加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)能力，逐步掌握算法結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容。

（三）培養(yǎng)計(jì)算思維的程序優(yōu)化處理

在GoC編程的學(xué)習(xí)中，我們常帶領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決問題的方案并找出最優(yōu)方式。例如，《用for語句控制循環(huán)》一課，在確定了一級(jí)云梯的繪制方法后，讓學(xué)生再繪制1000級(jí)，這時(shí)學(xué)生意識(shí)到重復(fù)勞動(dòng)的問題，主動(dòng)尋求更優(yōu)解決方案，利用for循環(huán)語句來優(yōu)化程序。

二、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)GoC編程教學(xué)實(shí)施案例

如何通過課堂巧妙地讓計(jì)算思維與GoC編程教學(xué)相輔相成，具有極其重要的作用。筆者有幸執(zhí)教四年級(jí)GoC編程，接下來，將以GoC編程第七課《奇異的花朵—編程畫正多邊形》為例，簡述GoC編程課堂上有效培養(yǎng)計(jì)算思維的一些教學(xué)策略。

（一）分解，復(fù)雜的問題簡單化

面對(duì)復(fù)雜的問題，應(yīng)科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生從簡切入，化繁為簡，將大問題細(xì)化、難問題簡化。

例如，在畫第一朵花時(shí)，秉承“復(fù)雜的問題分解問”原則，我們?cè)儐枌W(xué)生“請(qǐng)認(rèn)真觀察，這朵花由哪些圖形組成？這些圖形有什么特點(diǎn)”，而不是空泛地直問“你能畫出這朵花嗎”。學(xué)生很快能指出正三角形，而正六邊形的發(fā)現(xiàn)，可能需要教師稍作引導(dǎo)?！盎ㄐ氖鞘裁磮D形，你能用GoC畫出來嗎？”

通過這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下層層分析、分解問題，再層層思考、解決問題，在實(shí)踐中向?qū)W生滲透分解的概念，從小問題最后水到渠成擊破大問題。

（二）建模，化抽象為具體

把問題分解細(xì)化后，便是逐步實(shí)施解決。在畫正六邊形的過程中，涉及到旋轉(zhuǎn)次數(shù)以及每次旋轉(zhuǎn)角度的重難點(diǎn)，在這些重難點(diǎn)的處理上，不應(yīng)只是簡單地教會(huì)命令或方法，而應(yīng)從計(jì)算思維培養(yǎng)的高度，讓學(xué)生在實(shí)踐探究中不斷產(chǎn)生新問題。

為了將“抽象”轉(zhuǎn)化為“具體”，我們準(zhǔn)備了一支筆模擬pen，邀請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)指揮筆運(yùn)動(dòng)，其他學(xué)生在下面做同樣操作，很快學(xué)生便遇到問題：正六邊形右轉(zhuǎn)幾度？為接下來的探究奠定思路。

抽象概念具體化還有效地幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從形象思維到邏輯思維的過渡、理清編程思路、為建模和程序設(shè)計(jì)搭起支架。學(xué)生理解起來“有跡可循”，形成可視化印象，同時(shí)又加深了對(duì)“分解”“建?！钡扔?jì)算思維要素的體驗(yàn)和感悟。

（三）類推，從已知到未知

為了解決正六邊形旋轉(zhuǎn)角度這個(gè)問題，，我們采用“溫故知新—對(duì)比發(fā)現(xiàn)—總結(jié)歸納”三步曲。

首先，借助PPT向?qū)W生展示正三角形和正四邊形的繪制過程，結(jié)合提問：“正三角形/正四邊形每次旋轉(zhuǎn)幾度？旋轉(zhuǎn)幾次？”通過回顧舊知，明確“所有正多邊形旋轉(zhuǎn)一周都是360度”。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以推算出正六邊形要右轉(zhuǎn)60度，搭建起新舊知識(shí)的橋梁。

為了從具體算式推導(dǎo)到一般規(guī)律，我們嘗試用自制的小程序“填表格”，讓學(xué)生在計(jì)算具體的正多邊形旋轉(zhuǎn)角度的過程中掌握內(nèi)在規(guī)律，幫助學(xué)生在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)關(guān)系。另外，通過問題“要畫完整的正六邊形，要把前進(jìn)轉(zhuǎn)彎命令執(zhí)行幾次？為什么”，引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)歸納出正多邊形旋轉(zhuǎn)角度和次數(shù)的算式關(guān)系，從已知到未知，學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用、舉一反三，滲透計(jì)算思維中的“類推”、“遞歸”等思想。

（四）轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)算法思維

把知識(shí)點(diǎn)概念理清楚后，我們可以開始進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。為了完成具體向抽象的過渡，我們先引導(dǎo)學(xué)生用自然語言描述繪畫的過程，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的程序命令，在此過程中教師給予及時(shí)的引導(dǎo)與提示。如：“要畫完整的正六邊形，要把前進(jìn)轉(zhuǎn)彎命令重復(fù)幾次呢？”學(xué)生能回答“六次”并想到使用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)我們?cè)儐枴澳睦锟闯鲅h(huán)了六次”，逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)在這里for循環(huán)的次數(shù)也就是正多邊形的邊數(shù)。以上過程最終形成了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)化程序，通過將語言描述與程序指令對(duì)應(yīng)，體現(xiàn)了計(jì)算思維中的算法思維，同時(shí)將掌握的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化遷移，體現(xiàn)了計(jì)算思維中概括的思想。

三、結(jié)束語

教學(xué)實(shí)踐中，我們不斷發(fā)現(xiàn)，要使小學(xué)生計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)從量的拓展遷移到質(zhì)的提升，必須要逐步跨越基本的編程技能教學(xué)，讓計(jì)算思維的培養(yǎng)整好符合新的時(shí)代要求。教師應(yīng)創(chuàng)造性地將計(jì)算思維融入到娛樂性、互動(dòng)性和藝術(shù)性的編程教學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)編程知識(shí)，歸納、提煉出信息時(shí)代應(yīng)具備的計(jì)算思維技能，并運(yùn)用到學(xué)習(xí)、生活與實(shí)踐中，在程序設(shè)計(jì)的過程中培養(yǎng)理性、抽象、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)扔?jì)算思維特征的能力，感受編程的樂趣，讓學(xué)生真正學(xué)有所得、學(xué)有所獲。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳茂賢，何國星. 基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)Scratch編程教學(xué)[J]. 教育信息技術(shù)，2017（10）.

[2]林惠蘭. 基于計(jì)算思維培養(yǎng)的小學(xué)編程教學(xué)[J]. 西部素質(zhì)教育，2018，v.4（15）：126-127.

[3]南琿斌. 讓計(jì)算思維在信息技術(shù)課堂綻放光彩[J]. 高考，2018（16）.