由局部到整体的思维方式

谢剑峰

【内容摘要】本文主要探讨“由局部到整体的思维方式”在Scratch编程中的应用，从Scratch的特点出发，结合学习者知识储备特点，讲述如何开展Scratch编程学习。

【关键词】局部 整体 思维方式

初中程序设计教学是帮助学生获得解决问题经验的一种快速、明确而适合的途径。教学目标不是培训“小型的程序员”，而是使学生能用程序设计的方式进行思考[1]。但是在初中阶段推广程序设计教学无疑是比较困难的。

Scratch是由美国麻省理工学院多媒体实验室开发的一款面向儿童的简易编程工具。Scratch的出现让儿童编程成为一种趣味活动，学生不需要记忆枯燥、繁杂的语法、关键字，只需利用Scratch提供的积木工具就可以轻松搭建程序。Scratch可以让学生在玩中体验程序设计过程，从而培养学生计算思维。然而我们在教学的过程中也发现，“玩”的教学虽然能调动学生的兴趣与热情，但是当学生需要完成较大项目的程序设计时，往往会出现无从下手的感觉。初中生一般都没有接触或系统学习过流程图知识体系，无法从整体去把握程序流程，对于这种情况，我们不妨换一种思路，让学生从局部入手，从简单的枝节位置入手，逐步构建完整的程序体系。这就是“由局部到整体的思维方式”。

一、由局部到整体的思维方式

1.多点切入，Scratch让程序设计变得更灵活

不同于多数的程序设计语言中有且只有一个主函数——如C语言中的main（ ），Scratch提供多点切入的模式明显更易于被学生接受。在Scratch编程中，我们可以使用“当绿旗被点击”、“当按下某个按键”、“当角色被点击”等多种方法

启动程序，学生完全可以从他能想到的最简单、最容易完成的部分开始他的程序积木搭建，当他开始动手搭建第一组的积木组合时，挑战与乐趣也就开始了。

在教学过程中我一般不会一开始发布任务就要求学生从整体去规划程序，相反的，我总是鼓励与强调让他们从最简单的或他们自认为能轻易完成的部分入手。很多学生在局部问题解决的过程中就逐步构建出对整体程序的认知与把握，从而轻松完成整体程序设计。

2.从局部程序入手，逐步搭建完整程序

如图1所示，完整的程序就如同最底端的大圆，可能我们的学生还无法一下子整理出完整的程序体系思路，没关系，运用刚刚所讲的“多点切入，从简单入手”的方法我们可以把它扯碎出若干个模块1、2、3...，将简单的先完成。通过这一操作后，学生对整体的程序结构慢慢有了一定的认知，学生的兴趣与信心也得到了一定的提高与满足。接下来就可以开始将这些碎片模块进行拼凑，形成更大的程序模块，这样我们从局部出发，最终就能得到完整程序。这种局部到整体的思维方式大大的降低了编程的难度，但这是一个理想化的过程，学生很大可能会在局部拼凑过程中遗漏掉一部分的“局部”，导致“完整程序”的不完整。所以当学生通过这种方法搭建出完整程序后，还需要他们再次审读题目，将完整程序进行分解处理，如图2所示用整体到局部的方法进行最终审阅，查漏补缺得到最终程序。

3.分解程序，把复杂问题简单化

相对于上述比较初级的由局部向整体的规划过程，当我们能比较熟练掌握“局部到整体的思维方式”后，我们便可以运用这种思维方式去主动的解决一些复杂问题。我们通过对整体问题描述的分析后，以程序的某个局部片段为突破口搭建简单程序组合，然后调用这些简单程序组合搭建更复杂的程序组合，最终搭建出完整程序，解决整个问题。这种方法好处第一是由简单入手，思路清晰;第二是以点破面，最终覆盖整个程序。

二、教学案例浅析

以绘制蜘蛛网程序为例，我们来学习一下如何运用“由局部到整体的思维方式”解决问题的过程。我们先来看看任务要求绘制目标图形如图3所示。面对这么复杂的图形，很多同学可能已经完全不知该从哪里下手。没关系，我们先从最简单的部分入手，将定位、面向、选色、落笔等简单操作完成如图4所示。通过简单的操作，同学们应该能从刚才那种不知所措的状态中解放出来了。运用局部到整体的思维方式，我们先不要理会整体的蜘蛛网图形，从中间朝面向90度方向出发，先绘制最小图形，原来就是一个等边三角形。继续观察，原来同一方向可以用10个由小到大的等边三角形构成一个大的复合三角形组合。由最简单的“局部”出发，我们已经得到六分之一的图形，同时程序的思路也已经非常清晰，分析过程如图5所示。

将思维过程与程序编写过程以下表呈现：

通过了这个案例的学习，相信大家应该可以清晰的看到这种用由局部到整体的思维方式的优势。通过由局部入手，我们不仅慢慢理清了整体程序的思路，而且我们通过将复杂问题进行拆分成若干小问题，也大大降低了程序积木搭建的难度。这种思维方法无疑是十分适合初中生进行Scratch编程学习的。

结束语

积木式程序搭建教学在低学龄段儿童的流行已经呈现出一种势不可挡的趋势，我们必须明确它与传统的代码式编程有着怎样的区别，我们不是为了培养小程序员而进行编程学习，因此我们不能用传统的思路与方法去要求与教育学生。通过教学尝试我认为这种由局部到整体的思維方式在Scratch学习中作用明显，有效训练学生计算思维，值得推广。

【参考文献】

[1].邬家伟.信息技术教学论[M].广州：华南理工大学出版社，2008.

（作者单位：广东省佛山市顺德区勒流富安初级中学）