Scratch环境下的小学生计算思维培养策略

邵胜峰

【摘要】小学是教育初级阶段，在教育改革深化下越来越多新式教育方法和手段涌现，其中Scratch作为一种可视化编程工具，图文并茂，便于原本枯燥内容趣味化，调动学生学习兴趣，提升教学有效性。对于小学生而言，编程学习难度较大，基于Scratch创设故事情境，明确目标，循序渐进地展开教学活动，可以显著培养学生解决问题的能力和计算思维，为后续学习和发展奠定基础。本文就Scratch下小学生计算思维培养方法展开分析，加深对Scratch认知的基础上，立足实际教学需要创新教学策略，提升教学有效性。

【关键词】计算思维;小学生;Scratch;编程学习

在学习编程相关知识中，由于知识抽象、复杂，对于小学生而言学习难度大，通过创设图形化编程环境，便于唤醒学生的学习兴趣，在此基础上进行简单创作，并且在积累丰富经验下，后期多结构组合，切实培养学生的创新意识。设计可视化程序框架，应用Scratch可以打破以往机械式、程序式编程方式的乏味，全身心投入到想象和设计中，将复杂的编程内容精简化，提升教学有效性的同时，切实培养学生的计算思维和实践能力。加强Scratch下小学生计算思维培养研究，积极推动教学方法改进创新，为后续教育教学提供参考依据。

一、计算思维和Scratch概述

计算思维是学生的一项基础素质能力，也是信息化社会中数字公民所应具备的基本素养。在Scratch环境下，引导学生编程设计和解决问题，便于学生更加深入理解和记忆知识。计算思维是通过对数据进行分析和邏辑组织，基于科学合理方法去解决问题，实现最优化的组合，实现思路整理与归纳。

Scratch属于可视化编程语言环境，基于更加直观、简单的图谱结构，实现变成，可以借助直观生动的图谱结构来编程，设计程序转化为Java和c++高级语言，为后续的程序设计教学创设良好的环境[1]。基于Scratch，学生在原本复杂的语法规则中脱离而出，学习重点转移在算法构建、问题抽象以及程序实现等层面。所以说，Scratch有助于培养小学生的计算思维，促使学生在学习知识和解决问题的过程中逐步养成良好的学习习惯。

二、Scratch在学习中计算思维的体现

其一，Scratch学习环境下，通过算法思想来自动化解决问题。以往计算机的编程语言学习是一种枯燥的活动，氛围沉闷，简单而言就是写代码，而Scratch可以将原本设定好的模块，借助变成语法、语句结构将其转化为可视化指令块。而在这个过程中，变成有如孩子在玩搭积木游戏，自动化演示积木式程序，并且更为直观、生动地观察到脚本设计效果，及时改进其不足[2]。

其二，Scratch学习中，在逻辑组织方面彰显计算思维，可以借助模型模拟演示来反映数据。为了完成程序编写目标，可以综合分析程序各项任务，抽象内容转化为直观内容，设计对应程序任务，综合分析各项任务要求来编制解决方案，获得对应指令算法。诸如，以设计时钟为例，第一步需要定义时针、分针和秒针，将秒针初值设置为0，将预设好的指令融入秒针循环语句中。分针脚本需要判断秒针值等于60时，方可执行旋转命令，所以需要将判断语句加入群中，执行后变量秒针值重新变为0。而在这个过程中，为了实现不同的目标，必须要设计不同算法指令，综合考量脚本设计，充分彰显计算思维[3]。

其三，Scratch学习中，在识别、分析和实现过程中展现计算思维。不同角色需要实现的功能有所不同，为了保证最终呈现效果，应针对性地进行脚本设计，正确梳理同运用之间的关系，最后达到有效组织目标。诸如，设计迷宫脚本，首先需要创设情境故事，小鸡想要走出迷宫，就需要经过四个问题并回答，只有全部答对方可走出迷宫。回答错误，需要小鸡重新回到起点，每次回答错误都会减去一点生命值[4]。

其四，Scratch学习中，学习过程整理与归纳中展现计算思维。优化算法设计，通过合理规划各个步骤环节，按部就班地实现方可达到最终目标。实验内容设计中，一个计算任务可以选择多方法实现，算法多样化的同时，也可以帮助学生分析不同算法的优点和缺点，进而将设计过程精简优化。

三、Scratch环境下小学生计算思维培养的措施

（一）推行项目平面化，问题分析更加直观

其一，从编程角度对项目详细描述。为了将复杂问题精简化，通过观察、分析、描述和假设等一系列流程来解决问题，首要一点需要推行项目平面化，促使问题分析更加直观化。将学生的问题和设想呈现在纸面上，以设计师角色来勾勒心中的创意观点，抽象内容具体化，绘制流程图。而这允许是一段科幻短剧，也可以是前沿技术，但其中涉及并发概念，内涵递归思想。例如，智能驾驶为主体，可以制作一段创意短片来阐述概念，然后在教师的指导下学生获得充足的实践空间，带着问题去探究和挖掘智能驾驶相关资源，包含速度控制、智能刹车、编导提醒等多样化功能[5]。循序渐进，学生可以在头脑中形成多种观点，基于流程图直观地表述出来。

其二，项目描述过渡到生活描述。与项目一样，生活同样可以借助流程图呈现出来，规划一天或是一周的时间。例如，一天时间规划，早上先吃早饭，然后去同学家做作业，下午去室外打篮球，晚上回家和家人一起庆祝生日。通过在纸上直观地呈现计划，内容和流程清晰明了。

（二）推行任务立体化，针对性解决问题

其一，任务分解细化。在流程图上把握各节点任务要求，发现这些任务之间存在潜在联系，并非独立存在的，为了帮助学生思路清晰、明确，推行任务立体化，将总任务划分为多个子任务，按部就班地完成任务，把握任务关联知识点，交由学生自主判定，分析问题和解决问题[6]。沿着主线，明确目标并逐步完成各项任务，如果出现子任务无法完成的情况，那么整体流程进度受到影响，学生应分析具体出现问题的环节，是否因为这个问题引出其他学科问题，将问题罗列出来，便于针对性解决。通过此种方式，任务立体化，思路即便发生偏差，但最终也会回归主线，完成学习任务。

其二，分解任务，拉近课堂和生活的距离。课堂和生活之间距离的拉近，便于学生将所学知识应用于生活中，在锻炼学生计算思维和实践能力方面有着较为突出的优势。对于日常生活内容，也可以在任务框架中将各项细化，促使生活效率显著提升。但是，无论多么完整的计划，后期都可能出现变化，所以要结合实际情况灵活调整和控制，不要局限于框架束缚，而是要真正体现灵活的计算思维。

（三）推行程序模块化，方案优化改进

在编程过程中，应注重对流程进行优化和改进，流程合理可读性较强，一方面可以提升程序的运行效率，另一方面便于后期的程序维护和改进。而在这个过程中，则涉及一个概念—编程逻辑思维，主要指程序内部强调编程思维，在其他编程模式实际应用中体现的逻辑思维。推行程序模块化，可以实现多个程序之间的合理分工和调用，相互依存[8]。

从程序优化逐步过渡到生活。日常生活中遇到的问题多种多样，解决同一个问题的方法是多样的，这就需要综合分析和比较，选择更加灵活、便捷、高效和成本低的方法。例如，生活中小王如果需要购买一个品牌的钢笔，则需要提前告知在外上班的爸爸，下班回家时可以直接买回家，不仅可以得到想要的钢笔，也不会耽误在家学习，满足多重目标需要。同样的，Windows操作系统的并发概念，同样是这一概念的具体展现，多重目标可以同步进行，实现资源最优化利用。长此以往，人们可以多学科方法来灵活运用计算思维，促进新概念产生，并作用于现代社会进步和发展，其重要性不言而喻。

四、结论

综上所述，Scratch环境下的小学生计算思维培养并非一件简单的事，而是需要长久坚持，找对方法。尤其是现代教育强调学生素质能力的培养，知识讲述并非唯一目标，学会知识的同时，也要掌握相对应的思维方法。通过培养学生的计算思维，可以拉近课堂和生活之间的距离，锻炼学生知识运用到实践的能力，并且从生活中学习到更多的经验技巧，反作用于学习领域更高层次的发展。

【参考文献】

[1]钟燕茹.基于Scratch的农村小学生计算思维训练的实践研究[J].名師在线，2020，20（27）：67-68.

[2]王卫坚. Scratch教学中对小学生计算思维养成的探讨[J].科幻画报，2020，29（08）：187.

[3]佘馥秀.基于“互联网+PBL”的小学生计算思维能力培养研究—以Scratch编程教学为例[J].教育与装备研究，2020，36（06）：75-78.

[4]闻敏，张顺忠. Scratch程序设计教学中培养小学生计算思维的研究[J].电脑知识与技术，2020，16（07）：160，166.

[5]熊秋娥，葛越. Scratch游戏化编程培养小学生计算思维的实证研究[J].基础教育，2019，16（06）：27-35.

[6]谭国聚，孟延豹.基于程序结构讲授程序设计培养小学生计算思维能力—以Scratch 2.0程序设计为例[J].中国信息技术教育，2019，11（23）：74-76，109.

[7]金政.基于Scratch编程的小学生计算思维培养实践研究[D].延吉：延边大学，2019.

[8]刘丽.小学生Scratch课程设计与学生计算思维培养[J].新课程（小学），2019，23（08）：102.