小学生计算思维与Scratch实践研究

林坤炳

摘 要：计算思维是小学学段信息技术学科的核心素养之一，面对素质教育的发展，小学信息技术教师也将教学的重点放在了培养学生计算思维上。面对小学信息技术教育新要求，Scratch软件逐渐被广泛应用于学科教学课堂，并深受重视。该软件符合小学生的学习思维发展规律，对学生计算思维培养有着独特作用。将深入探析小学信息技术教学课堂上应用Scratch软件培养学生计算思维的有效对策，以优化教学课堂，实现教学创新。

关键词：小学生;计算思维;Scratch;实践应用

Scratch是一款面向青少年儿童开发设计的编程软件，积木式是它的鲜明特点。该软件的应用十分简便，甚至在一些应用过程中可以脱离键盘实现程序的组建，对学生的计算思维、创新能力都有着独特作用。将Scratch软件引入信息技术教学课堂，不仅能够丰富信息技术教学课堂，也能够实现对学生信息素养的培养。本文笔者也将结合教学实践，探析在Scratch教学实践中如何实现学生计算思维的有效培养。

一、计算思维的内涵及特征

教育家周以真在2006年提出了计算思维这一概念，她将该概念界定为运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列的思维活动。也就是说运用计算机逻辑来解决相关问题的思维，通过将问题分解，进行深度分析和细致步骤构思来解决问题，进而建构模型。

计算思维具有明显的特征，首先表现在算法思想上，要求在解决问题的过程中实现自动化。其次表现在逻辑性和分析性上，强调在运用科学的方式解决问题的同时有效组合步骤，进行资源整理。最后表现在思路优化上。这是学生再进行计算机学习时的必备思维，也是学生的计算素养之一。

二、Scratch教学中计算思维的表现

之所以强调要在Scratch软件中培养学生的计算思维，是因为Scratch软件在运转过程中全方位地表现了计算思维。

在Scratch学习过程中，计算思维表现在利用算法解决问题的自动化上。它与传统的计算机编程语言截然不同，改变了单纯的“敲击”代码的形式，而是通过拖曳定义号的程序模块在“化繁为简”中做成可视化的指令块来实现编程。该编程过程不仅具有自动演示性，还具有直观性，符合小学生的思维发展特点。

同时在Scratch学习过程中，计算思维也体现在逻辑的组织和分析数据上。Scratch利用模型以及抽象模拟的方式来表示不同数据，并且在此基础上进行程序的编写。它能够在可视化的基础上将抽象的问题转换为具体的程序内容，具有直观性，且能够在分解、分析、解决问题中实现计算思维的延伸发展。

三、Scratch教学中学生计算思维培养的具体策略

基于上述所说Scratch教学在实践开展中处处与计算思维的培养紧密衔接，因此教师才更要在教学实践中利用Scratch软件实现对学生计算思维的有效培养。

1.通过Scratch教学培养学生计算思维学习与设计自动化

Scratch软件与传统编程软件有所不同，它的内部已经具备相对完备的程序模块，学生在进行軟件编程的过程中只需要对程序模块进行堆叠，就可以完成程序的编写。在模块堆叠的过程中学生的记忆难度降低、操作便利性提升，编程游戏变成了积木游戏。教师可借助Scratch软件这一特征，对学生的学习与设计自动化计算思维进行培养。

如在开展“角色的控制与停止指令”时，教师可先安排学生进行角色扮演，在此基础上要求学生进行模仿命令功能活动。通过软件情境的体验，学生能够了解相关的指令动作，同时能够在了解的基础上进行编写流程的推进，从而实现教学任务的完成。

2.通过Scratch教学培养学生计算思维的任务分析和设计

为让学生能够在应用Scratch软件的过程中有效地分析问题，并且设计相应的程序指令来解决问题，教师就必须在教学过程中将教学关注点放在对Scratch软件中的运算符讲解上，Scratch软件中拥有众多的数据概念，不同的数据概念有着不同的链表和变量意义。通过引导学生进行数据概念的深入分析，引入相关的教学内容，能够有效提高学生的计算思维。

3.通过Scratch教学培养学生计算思维的程序最优化处理

在程序编写的过程中我们能够明显感觉到程序的编写绝不是一种边写方式，为发展学生的计算思维，培养学生的思维创新性。教师必须给予学生足够的学习空间和学习支持，鼓励学生进行程序的最优化探索，引导学生发散思维从不同的角度解决问题。为让学生能够找到程序的最优化处理方式，教师可以通过布置微课或小组合作的方式让学生进行独立思考和合作交流。

如在学习“跨越障碍栏”相关内容时，教师可以为学生准备障碍迷宫，要求学生找到最优路径避开障碍的同时保证最快的速度。该任务活动具有两项任务要求，需要学生在设计程序的过程中满足两种目标的最优化设计。学生通过合作交流可以选取多种方案试验不同路径并且进行时间测算，不仅能够在Scratch软件应用过程中实现程序的最优化处理，也能够提高自身的计算思维。

四、结束语

小学阶段的学生极具想象力与创造力，Scratch软件的出现恰好实现了学生能力的延伸与发展，对学生的计算思维发展有着积极的促进作用。教师必须充分认识Scratch软件的教育价值，在实践、应用、创作中提高教学效率，实现学生计算思维能力的有效培养。

参考文献：

[1]潘悦.小学生Scratch学习计算思维培养测量策略[J].软件导刊（教育技术），2018（6）.

[2]麦茵.在Scratch教学中如何培养小学生的计算思维[J].电脑迷，2018（6）.

[3]杨佳慧，胡卫星.基于计算思维的小学生Scratch课程设计分析[J].科教文汇（上旬刊），2019（3）.

编辑 段丽君