徐士杰

有學者提出，計算思維包括算法、評估、分解、抽象、概括這五個方面的思維要素。在進行Logo編程教學中，筆者圍繞上述五個方面的要素設(shè)計了微課程，每節(jié)微課中可以關(guān)注計算思維中某一方面思維，也可以關(guān)注計算思維的多個方面思維的培養(yǎng)。筆者開發(fā)了《Logo編程：牽著海龜去散步》系列微課程，力圖在Logo編程課堂教學中培養(yǎng)學生的計算思維。

一、基于計算思維培養(yǎng)的Logo編程教學微課程設(shè)計策略

微課的教學內(nèi)容不是教材的重復和照搬，而是根據(jù)課堂教學中學生容易遇到的疑難問題設(shè)定，形成微課程的知識體系，既要包含教材中的基礎(chǔ)知識，也要有一定的拓展，重點在于呈現(xiàn)知識的推理過程，培養(yǎng)學生的計算思維。在Logo編程微課程知識體系構(gòu)建過程中，應當注意以下幾方面。

1.注重激發(fā)學習程序設(shè)計的興趣。

學生從三、四年級以數(shù)字化工具應用，即軟件操作技能學習，過渡到五年級以應用信息技術(shù)思考問題、解決問題的編程學習，對學生而言，是有很大難度的。我注重激發(fā)學習編程的興趣，從微課程課題命名即以一種輕松的“散步”心態(tài)讓學生面對即將開始的編程之旅；學生在編寫命令過程中出現(xiàn)了錯誤，我則引申出一節(jié)“小海龜捉‘蟲’記”，向?qū)W生介紹“BUG”這個單詞在計算機領(lǐng)域的由來，以及第一位女程序員的傳奇故事，使用WAIT命令輔助檢查等等，既指導了方法，又激起了學生探索編程世界的興趣。

2.進行適當拓展，滿足學生學習需求。

教材編者考慮到學生初學編程，很大程度上簡化了Logo模塊的難度，對變量以及帶參數(shù)的過程等都沒有涉及，少部分理解能力比較強的學生在學習過程中發(fā)現(xiàn)有些問題用教材中的知識是很難解決的，我則錄制相應的微課，在適當?shù)臅r機向?qū)W生講解變量的使用以及用帶參數(shù)的過程畫一些有規(guī)律的復雜圖形，滿足了這部分學生的學習需求。

二、基于計算思維培養(yǎng)的Logo編程教學微課程教學內(nèi)容設(shè)計

1.算法思維培養(yǎng)的微課設(shè)計。

無論圖形是簡單或者復雜，都是一條線一條線地按一定的順序畫出來的。教師要引導學生在編寫命令前先要有清晰的思路，即考慮好具體、有序、詳細的繪圖步驟。如《小海龜動起來》一課畫等邊三角形，先引導學生在紙上畫好圖形，然后選好起點、確定小海龜爬行軌跡，用筆在紙上模擬小海龜爬行的過程，寫下每一步的命令，再上機驗證。在這個過程中，學生的思路清晰，步驟詳細，讓學生對算法中的按順序執(zhí)行命令有了很好的理解。

2.評估思維培養(yǎng)的微課設(shè)計。

如《畫蒲公英》一課中，重點是引導學生學習使用RE?PEAT命令簡化重復命令，畫蒲公英線段時每次小海龜都需要回到起點。返回共有兩種方法：HOME復位或BK后退，兩種方法都可以畫出蒲公英。但學生很快就會發(fā)現(xiàn)，HOME復位的方法沒有辦法使用REPEAT命令簡化，而BK后退的方法則可以。教師一是要讓學生找出背后的原因，二是引導學生評估兩種方法的優(yōu)劣，最終確定能夠使用REPEAT命令的BK后退的方法進行繪圖。

3.分解思維培養(yǎng)的微課設(shè)計。

如《組合圖形》一課中，重點引導學生將復雜圖形分解為簡單圖形，從而將問題簡化為學生已經(jīng)掌握的方法進行解決。在分解圖形的過程中，培養(yǎng)學生通過分解將復雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題的能力，進而培養(yǎng)學生的分解思維。

4.抽象思維培養(yǎng)的微課設(shè)計。

抽象就是把現(xiàn)實中的事物或解決問題的過程，通過化簡等方式，抓住其關(guān)鍵特征，降低其復雜度，變?yōu)橛嬎阍O(shè)備可以處理的模型。在《保存與調(diào)用過程》一課中，出示大風車圖片，引導學生仔細觀察并分析風車的特點，得出風車的4個葉片具有相似性，可以把每個葉片繪制（抽象）為長方形，然后將每個葉片圍繞中心點旋轉(zhuǎn)90度即可完成。通過編寫“FENGCHE”過程實現(xiàn)“自動化”繪制，達到最終的效果。接下來再引導學生仿照生活中的風車，繼續(xù)嘗試調(diào)用“FENGCHE”過程讓風車旋轉(zhuǎn)起來，最后布置學生課后思考如何將風車葉片后面的風車小屋繪制（抽象）出來，形成一幅完整的作品。從抽象到編程的過程中，有效培養(yǎng)了學生的抽象思維，也引導學生從生活中獲得編程靈感，用抽象的方法來實現(xiàn)按自己的想法進行Logo編程繪畫。

5.概括思維培養(yǎng)的微課設(shè)計。

《畫正多邊形》一課中，學生比較畫等邊三角形、正方形、正六邊形等圖形的REPEAT命令，在比較的基礎(chǔ)上，引導學生概括出畫正多邊形的公式；《畫星星》一課中，學生使用RE?PEAT命令畫正五角星、正七角星后，引導學生結(jié)合畫正多邊形的公式概括出畫角數(shù)為奇數(shù)的正多角星的公式。在兩節(jié)課中，學生通過不同的個例總結(jié)規(guī)律概括出通用的繪畫公式，同時引導學生利用新舊知識的聯(lián)系，培養(yǎng)學生運用知識遷移的方法概括新知，概括思維得到進一步培養(yǎng)。

三、基于計算思維培養(yǎng)的Logo編程教學微課程師生互動設(shè)計策略

1.在形式上，注意創(chuàng)設(shè)“一對一”的學習氛圍。

語言上用“你”而非“你們”、用“我們”而非“大家”，如《小海龜動起來》一課，引導學生畫示意圖解決畫等邊三角形，我這樣和學生說：下面請你和老師一起畫示意圖來解決這個問題。這樣學生會感覺每節(jié)微課就是老師和我在進行一對一的教學，學生更容易進入學習狀態(tài)，關(guān)注學習內(nèi)容本身。

2.在內(nèi)容上，不斷提出問題，為學生創(chuàng)設(shè)思考的情境。

問題是思維的起點，教師不斷提出問題都是為了引導學生和教師一起思考。如在《畫虛線》一課中，為了引導學生正確運用HOME命令，我在微課中設(shè)計了一系列問題：（1）第2次右轉(zhuǎn)的度數(shù)不一樣，為什么第二種方法需要右轉(zhuǎn)90度，而第一種方法是45度呢？（2）我們還注意到畫虛線時使用HOME命令前需要使用PU命令提筆，為什么要加這個命令？（3）假設(shè)我們不加PU命令，輸入“CS PD FD 30 PU FD 20 PD FD 30 HOME”，有什么發(fā)現(xiàn)？（4）那是不是使用HOME命令前必須要提筆呢？（5）畫出一個直角三角形，直角的兩條邊長分別為40和50。命令寫到這里之后，接下來轉(zhuǎn)多少度，第三條邊是多長？那是不是就畫不出來這個三角形呢？（6）想一想，為什么HOME命令就能畫好這個直角三角形呢？（7）你覺得應該怎樣使用HOME命令呢？教師創(chuàng)設(shè)思考問題的情境，可以引導學生積極思考，這樣師生隔著屏幕實現(xiàn)了思維的互動。

在積極思考的基礎(chǔ)上還要讓學生學會發(fā)散思維。如在《REPEAT命令練習》一課中，圍繞起點畫一個放射狀的多線條圖形，學生發(fā)現(xiàn)使用HOME命令返回母位繼續(xù)畫線時，奇數(shù)行命令都是重復的，偶數(shù)行命令右轉(zhuǎn)的度數(shù)都是遞增的，無法直接用REPEAT命令簡化，微課中我問學生還有什么方法可以返回起點，引導學生改成使用BK后退命令畫圖，這樣就可以找出連續(xù)重復的命令從而使用REPEAT命令簡化。

在小學Logo編程教學中開發(fā)基于計算思維培養(yǎng)的微課程，意在將微課作為教與學的橋梁，能夠最大程度上凸顯計算思維培養(yǎng)脈絡(luò)的學習環(huán)境，學生在每節(jié)微課的學習中對計算思維五個方面要素就會不斷加深、鞏固，最后形成計算思維。