指向计算思维培养的编程教学策略建构与实践

徐吉

计算思维已发展成为当下教育界的一个热点，并越来越受到众多专家和学者的关注。在当前初中编程教学中，相当数量的教师往往是先通过范例模仿让学生掌握技术操作，在此基础上再要求学生利用所学技术解决实际问题，显然，这样的教学模式会把大量的精力聚集在代码语法的编写和修改上，不利于学生计算思维的培养。因此，以初中信息可视化积木块编程工具Scratch编程教学为例，探索基于计算思维培养的编程教学策略建构的教学实践具有重要的意义。

计算思维培养的教学途径

所谓计算思维就是针对某一问题解决的一种新型思维方式，即从学生感兴趣的真实情景问题出发，将其抽象出计算机能够识别的问题模型，然后通过判断、分析与综合各种信息资源，形成解决问题的方案，最后应用计算机程序自动化帮助我们有效解决问题。因此，基于以上计算思维认识，结合建构主义、“做中学”以及合作学习等理论，在初中信息科技学科教学计算思维培养中，教师应通过以下两种途径实现。

1.观察分析找出解决问题的方法

无论是互动数字作品制作，还是故事、动画的设计，教师都应将具体的问题抽象成为动作、角色、背景，并通过相应的程序设计实现其效果，因此，教师应及时帮助学生通过观察分析等方法找出解决问题的方法，即鼓励学生先用自然语言描述具体问题情景，然后将其转化为Scratch功能模块，最后通过运行Scratch脚本形成具体的问题解决方式。这种方式不仅能够让学生亲历计算思维建构过程，而且能够有效锻炼学生的计算思维，深化计算思维形象化、抽象化、自动化和迭代迁移的本质。

2.解决特殊问题推向解决一般问题

学生在编程探究尝试过程中难免会出现“碰壁”的现象，因此，教师还应最大限度地为学生搭建解决问题的脚手架，在此基础上，鼓励学生不断梳理归纳操作过程，反思问题解决过程中所运用的思维方式，并促使学生及时将所学习到的计算思维迁移到其他问题解决过程之中。这种教学方式不仅能够培养学生的计算思维能力，而且能够帮助学生逐渐形成对动画设计开发的思维方法和经验。

基于计算思维的Scratch编程教学策略

1.创设问题情境，导学质疑

情境的创设可以有效激发学生兴趣，促使学生最大限度地进入到编程教学之中，因此，在初中Scratch编程教学中，教师应结合所授内容，紧紧围绕问题主线，通过问题情境促使学生深入其中，进而实现课程教学目标。值得强调的是，有时学生提出的问题并不完善，教师应及时引导学生根据所授教学内容提出问题。

2.引导自主学习，解决疑问

知识的获得是学生自主探究和建构的过程，为了促使学生能够自行解决实际问题，教师应借助任务型教学方式，设定多层次的任务，并充分发挥学生的主观能动性，及时引领学生通过微课、网络资源、书籍等方式解决自主学习过程中所遇到的问题。值得注意的是，对于学习能力较弱的学生，教师应通过微视频的方式要求学生完成操作任务;对于学习能力较强的学生，可以借助参考书籍完成任务。对于那些学生不能有效解决的问题，教师应及时引导，深入了解问题的所在，并有针对性地采取措施。

3.发挥支架作用，及时反馈

计算思维的培养并不是一帆风顺的，因此，教师应充分发挥脚手架的作用，及时通过引导的方式告诉学生应该如何思考，为什么会是这样，进而最大限度地为学生营造和谐的氛围，放手让学生再探究、再尝试。如在“小熊丁丁漫游记”教学设计中，不难发现每个学生解决同一问题的方式往往是不同的，究其原因，一是学生之间的个体差异较大，二是同一效果可能会有多种脚本编写方式，这就势必会造成一题多解的现象。此时，教师应营造和谐氛围，鼓励学生大胆表达自己的思维观念，提出不同的解决方案，并最大限度地拓展学生的知识面和思维方式。

4.注重拓展应用，提升评价

灵活解决实际问题是初中Scratch编程教学的关键，为了进一步巩固所学知识，在学生掌握Scratch程序设计基本知识之后，教师还应设计拓展任务，组织学生分享自己作品的设计思路及制作过程，有效帮助学生完善自己的知识体系，不断梳理思路、开拓想法。同时，计算思维能力并不是一种可直接观察到变化的能力，因此，在学生完成作品之后，教师还应通过作品分析、学习任务单以及认知网络分析等方式进行综合评定，帮助学生反思学习过程、了解自己计算思维的发展情况。

基于计算思维的Scratch编程教学实践

策略的提出是为了更好指导实践，而与理论知识课程不同的是，Scratch课程属于编程类课程，如何在编程类课堂教学中有效培养学生的创新和思维能力一直是实践的重点。下面以华东师范大学出版社初中信息科技教材“小熊丁丁漫游记”为例，探究使用Scratch制作互动数字作品时如何培养学生的计算思维。

1.情境导入，明晰问题

为了促使学生将已有的知识经验与编程设计有机结合起来，有意识营造问题解决的氛围，教师应根据“小熊丁丁漫游记”内容提出问题，通过“我说你做”的口令，引导学生猜想小熊丁丁路上行走和吃到奇异果后飞至童话世界的场景，再通过具体的视频现实模拟，帮助学生形成舞台背景、角色、左右行走、跳跃等概念，从而引出本节课程的主题，引导学生找到呈现问题的特点及解决思路。

2.任务驱动，分析问题

为了引导学生突出教学重点，突破教学难点，教师应通过提问、小组讨论等方式引导学生探究，促使学生应用如“舞台背景是否可以换成别的颜色或图片”“如何控制小熊丁丁行走的方向”“为什么按下空格，小熊丁丁就可以起飞”等问题清单将大的问题逐渐分解成众多细小的问题。并在此基础上，引导学生做出分析思维导图，进而将抽象的小熊丁丁漫游记转化为具体的思维导图。

3.实践操作，改进方案

提出活动任务之后，教师应及时鼓励学生通过教材、微课、网络等资源揭示思维导图中的角色指令，让学生熟悉坐标、顺序、循环、并行、事件、条件等概念，揭示小熊左右“行走”、跳跃等动作指令，并及时进行功能测试，有效形成小熊丁丁漫游记所描述的场景。在上述整个实践探究过程中，教师应充分发挥脚手架的作用，逐步引导学生发现问题、建立模型、解决问题、改进设计。

4.评价总结，迁移应用

教师应以本节课程小熊丁丁漫游记Scratch编程设计中的收获为主题，要求学生总结Scratch制作互动数字作品的具体做法和隐藏在其中的计算思维。同时，引导学生通过学习任务评价单，如表1，进行自评、互评，合理地表达学生的计算观念，激发学生的新想法、新观点。此外，为了拓展学生的思维，有效促进知识迁移，教师还应鼓励学生在课外应用所学知识不断创新作品，加强学生计算思维的迁移应用。

为更好地培养学生的计算思维，教师应进一步通过问题情境创设、引导学生自主探究、构建多元评价体系、促进知识迁移应用等方式不断提炼有效培养学生计算思维的策略，引领学生走向深度的认知学习，促进学生形成系統设计和解决问题的计算思维。

参考文献

邹涛涛. 面向计算思维培养的Scratch课程的教学设计与实践[D]. 上海：上海师范大学，2020.

聂赵育. 中小学信息技术课中计算思维的培养策略分析[J]. 中小学电教，2018（6）.