劉佩燕

摘要：計算思維是中小學生必備的基礎技能，是中小學信息技術學科的核心素養(yǎng)，也是一項跨學科的基本素養(yǎng)，不僅涉及數(shù)學領域，也涉及計算機、科學、社會等領域。本文結合計算思維的含義，以《快樂“趕豬跑”——鍵盤控制及條件偵測》一課為例，設計在Scratch環(huán)境下運用有針對性的教學策略來培養(yǎng)學生的計算思維能力。

關鍵詞：計算思維;策略;Scratch;思維導圖;

南安普敦大學CynthiaSelby博士和John Woollard博士于2013年提出計算思維包括算法思維、評估、分解、抽象、概括這五大要素。根據(jù)計算思維的概念及其所包含的五大要素[1]，結合Scratch編程教學的特點，我校信息技術科組設計了“創(chuàng)設問題情境-正確描述問題—分解項目抽象建?！帉懩_本優(yōu)化糾錯-交流評價建立模型”的教學模式，在此教學模式下，結合計算思維的含義，我們設計了四個有效策略（如圖1）培養(yǎng)和提升學生的計算思維能力。一是運用自然語言正確描述問題的策略，提升學生的分解能力;二是運用思維導圖進行特征抽象，提升學生的抽象概括能力;三是運用學案引導、微課支撐的策略，引導學生思維發(fā)展;四是運用調試優(yōu)化策略，提高學生的算法思維。

下面以Scratch課程《快樂“趕豬跑”——鍵盤控制及條件偵測》一課為例，介紹Scratch編程教學培養(yǎng)計算思維的策略。

一、運用自然語言正確描述問題，培養(yǎng)學生計算思維

在本課中，主要以編寫快樂“趕豬跑”游戲為主線，學習繪制背景和角色、鍵盤的控制、顏色的偵測。鍵盤控制是與用戶進行互動的重要方式之一，因此本課重要前提是學生具有編寫鍵盤交互控制程序的能力，能為后面創(chuàng)作交互作品奠定基礎。因此，在本課中我通過創(chuàng)設情境，激發(fā)學生學習的興趣，讓學生觀看游戲，分析描述（教學片斷1），再通過微課情境（如圖2）引出問題思考，促進學生的思維發(fā)展。

教學片段1：

師：同學們看，這是運動會上的“快樂趕豬跑”游戲，當你按下空格鍵的時候，這只豬就會自己跑到終點。

那你能用自己的話來講講這個游戲是怎么玩的的嗎？

生：①按住鍵盤上的空格鍵，小豬就會往前跑，②如果在路上遇到了第一個障礙物就會往上繞過去，③如果碰到了第二個障礙物就會往下繞開，④直至沖到終點碰到紅線。

二、運用思維導圖進行特征抽象，培養(yǎng)學生計算思維

程序設計前期需要對復雜事物進行抽象分析，學生往往不能馬上分析出來，需要教師先將任務進行分解，使學生理清思路，從而為下一步建立模型做好準備。

思維導圖是分析問題、輔助思考的好工具。本節(jié)課利用思維導圖工具，將程序實例中所需背景與角色、角色間的關系、角色的動作及對應的指令，直觀地呈現(xiàn)出來，可以輔助學生進行問題的思考，將混亂的自然言語變得直觀而有層次。學生通過自己繪制思維導圖，歸納各部分的特征及動作的要領，降低整體的復雜性，一目了然，為接下來的腳本編寫搭建支撐。本節(jié)課在教師的引導下，學生運用在線迅捷思維導圖或者手寫的思維導圖方式對動畫進行分解，加深認識如圖3。

三、運用學案引導、微課支撐的策略，培養(yǎng)學生計算思維

通過問題的分析與思維導圖的繪制，學生有了基本的思路，接下來教師引導學生進行腳本的繪制，我設計運用微課支撐的策略，學生通過觀看微課1認識到要解決本節(jié)課的問題必須認識舞臺的坐標;通過觀看微課2，了解了坐標原點，y坐標，還知道把鼠標往上移，發(fā)現(xiàn)y坐標在不斷增加，相反地把鼠標往下移y坐標也在一直在減少等坐標規(guī)律。通過觀看微課3知道了（小豬角色）往上移動也就是y坐標要（增加）。

結合導學案（如圖4），學生通過思考學習如何編寫腳本，小組合作探究，先學后教的方式，在這整個過程中，不僅掌握了程序設計的思想，也提升了計算思維。為了更好地收集學生數(shù)據(jù)，學案練習采用“極域電子教學軟件”中的“發(fā)布考試”功能，將練習編輯成電子版發(fā)給學生，學生提交后后臺獲取學生的分數(shù)等數(shù)據(jù)（如圖5）。

四、運用調試優(yōu)化策略，培養(yǎng)學生計算思維

Scratch編寫程序后，程序的運行按照編寫好的順序逐條執(zhí)行，中間出現(xiàn)任何錯誤，都將可能導致輸出的結果與計劃的不一致，通過程序的運行，找出編寫程序的不足之處，將錯誤寫在導學案中，通過小組討論將問題解決。

在小組演示，展示優(yōu)秀作品及相應的程序流程圖中，學生們通過圖示對比講解不同角色程序腳本的先后順序及等待時間，然后學生們進行評價和反思（如圖6學生作品）。

通過對作品的交流分享，不僅能學習別人的創(chuàng)意、技術，還有利于學生的思想交流。學生在交流分享中完成對知識的歸納總結，加深對整個過程的印象，從而使計算思維的理念逐漸深入。

總之，學生們通過學習做好作品后進行調試優(yōu)化，反思總結和作品展示、評價等進一步提升了計算思維。

美國小說家大衛(wèi)·福斯特·華萊士曾說：教育的目的不是學會知識，而是學會一種思維方式。因此，在Scratch編程教學中，培養(yǎng)學生的計算思維尤為重要。計算思維拉近了編程到生活的距離，使學生在編程學習的過程中得到思維的拓寬，緊跟時代的步伐。我們應該不斷地培養(yǎng)學生的計算思維，讓計算思維改善學習方法，提升學習效率，解決更多的實際生活問題。

參考文獻：

[1]謝忠新，曹楊璐.中小學信息技術學科學生計算思維培養(yǎng)的策略與方法[J].中國電化教育，2015，（11）：116-120.

[2]梁永輝.Scratch程序設計教學中培養(yǎng)小學生計算思維的研究[J].教育信息技術，2018（增刊2）：83-86.