结合scratch培育小学信息技术核心素养计算思维

毛新悦

摘 要：计算思维是信息技术学科核心素养之一，也是人们适应现代社会应该具备的基本素质，利用scratch教学，能够有效地培养小学生的计算思维。scratch作为一款全新的编程工具，符合小学生的认知规律。文章针对小学信息技术学科学生计算思维的培养，展开对stratch教学的研究，以期提高利用程序算法来培养小学生计算思维的效率。

关键词：小学信息技术计算思维;scratch教学

随着信息技术的发展，社会对于人才的要求越来越高，要求人们能够更好地适应社会信息化的发展。为了更好地满足社会发展的需求，小学信息技术课堂中加入了编程的内容，教学内容从原先的logo变成如今的scratch，无一不显示着程序设计能力在当代社会的重要性。计算思维就是学生在学习编程过程中所形成的一种思维方式。

一、相关概念

计算思维是由周以真教授在2006年首次提出的，随后计算思维成为世界认可的一种思维方式。在信息课程标准中，对于计算思维的定义是;个体运用计算机科学领域的思维方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动，包括抽象思维、分解思维、可视化思维、算法思维、自动化思维、评估思维和概括思维。

Scratch是一种专门为青少年开发设计的一种编程工具，它能够为青少年提供免费的类似于搭积木的编程语言以及在线交流的环境，它包括十大类的积木模块，含有100多个功能，能够直接使用鼠标拖拽来实现积木语言，创造出交互式的故事游戏和动画等。对于小学信息技术教学中的scratch编程内容，学生的学习兴趣比较高，愿意积极主动地进行探究，因此能够有效培养学生的计算思维能力。

二、scratch在小学信息技术学科中的应用策略

（一）培养小学生的计算思维

scratch软件针对的儿童年龄主要是8—16岁，也就是小学到初中阶段的学生。这款软件的特点就是为用户提供积木式的编程指令，这相对于成人所用的编程软件而言，不需要学生会敲代码，学生可以直接学习编程。在学习编程的过程中，借由思考分析和总结形成计算思维，能够让学生将复杂的问题分解成若干个小的问题，在探索每一个小的问题中完成任务，并且将这些小的问题按照一定的规律和顺序进行组合，从而形成一个全新的系统，自动地解决复杂的问题。由此可见，计算思维具有三个属性：模型化、系统化和自动化。纵观scratch的界面，可以看出其所有的脚本都是固定好的，并采用不同的模块来提高学生的学习热情，以防止枯燥的代码学习引起学生的反感情绪。在这一系统中，编程就像搭积木一样，借由不同的组合形成全新的程序，该程序会如系统一样自动运营，帮助学生设计游戏或者动画。利用scratch软件进行设计，能够有效地培养学生的计算思维，帮助老师完成培养目标。

（二）构建全新的学习模式

在小学信息技术课程中，老师一般用任务的方式来引导学生进行学习，用scratch进行教学也是如此。老师所设计的任务难度决定了学生学习的方式。因此，在信息技术课堂设计中，老师要根据学生的学习需求来设计任务，保证任务设置的难度，如此既能够给学生带来足够的学习成就感，同时也不会因为过难而消减学生的学习兴趣。教学可以通过层次分明的任务设计，让学生用自主探索的方式进行学习：对于简单的内容，可以让学生根据课本以及老师所列的学习清单进行学习;而对于比较难的学习任务，可以让学生以小组方式进行学习;对于任务比较复杂且知识涵盖量比较大的任务，可以让学生用合作的方式进行探索，共同完成。

（三）强调算法设计的应用

培养学生计算思维的重要方式，是在程序设计中用计算机来解决算法问题，一般是采用以下几个步骤。首先要分析问题，明确接下来要做什么，然后根据分析的问题设计算法，寻求解决问题的方法，再根据确定的方法，将算法翻译成程序设计语言，并且上机运行和调试。想要借由计算机来解决问题，就需要在思维中模拟计算机解决的方法，老师在教学过程中要有意识地让学生模拟计算机来设计算法，以此培养学生的计算思维。培养学生的计算思维，主要是要让学生形成发散性思维，并且由思维决定算法，由算法形成程序，这是学生形成计算思维的关键。由于人脑的思维活动是独立的，因此其决定的问题方案也是不同的。

比如，在《下雪了》这一教学内容当中，动画中雪花连绵不断地往下落，学生不可能单凭添加就能完成整个雪景，因此就需要用到scratch软件中的克隆功能。对于克隆这一功能，很多学生对其的认知还停留于复制层面，克隆出来的克隆体其实是具有母体性质的。由于母体性质这一概念比较抽象，老师如果直接采用口头讲述的方式给学生进行讲解，学生很难理解和掌握。因此，老师可以让学生先将克隆的需求和步骤详细写下来，形成算法流程图，让学生在清晰明确的流程图中看出克隆体的特性，从而能够比较明确地设计出雪的动画。算法是学生从自然语言问题情境中抽象出的一种能够让计算机所识别的模型，就是将原本自然语言下的问题模型转化为可供计算机识别的模型，最终通过程序自动化在计算机内解决问题，而这一个过程也是学生计算思维养成的过程。

三、具体教学实践

由于小学生的年龄较小，其思维方式仍然以形象思维为主，随着年级的升高，学生会逐步形成抽象思维能力。老师要抓住学生的这一思维发展特性，适时培养学生的抽象思维能力，让学生能够更加客观地认识事物，掌握事物发展的规律。在scratch的学习过程中，学生能够通过生动形象的画面，并在老师的引导下，将原本复杂的问题简单化、抽象化，最终形成解决问题的思路和方法。

比如，在教学《鲨鱼吃小鱼》时，老师可以先用多媒体设备播放动画视频，创设教学情境，让学生观看有趣的动画，看各种各样的小鱼原本在海底畅游，但是鲨鱼的存在却让这些小鱼心惊胆战，一旦遇到鲨鱼，小鱼就会被吃掉。借由观看这一段动画来提高学生的学习兴趣。在观看完视频之后，老师可以引导学生进行讨论：制作完成这样一段动画需要哪些流程？在老师的引导下，学生进行交流和讨论，将原本复杂的问题简化为可以理解的自然语言以及明确的步骤流程图。这样的方式可以锻炼学生的抽象思维能力，降低学习的难度，帮助学生树立起学习的信心。

在学生清晰地设计步骤之后，老师可以引导学生学习相关的算法知识，让学生学会运用这部分知识来解决实际问题。比如，老师可以让学生编写一个鲨鱼吃小鱼的脚本，用任务驱动的方式进行教学，引导学生学习相关的算法知识。在学生尝试编写测试脚本的过程中，老师要做好指导和观察工作，对于学生提出的问题及时进行引导和答疑。

四、结语

计算思維是解决问题的一种思维方式，通过scratch的学习，能够有效培养学生的计算思维能力，但是老师要认识到，计算思维并不等于编程教学，要将计算思维的培养渗透到日常生活中，让学生具备解决实际问题的能力，从而更好地完成信息技术教学的目标。

参考文献

[1]王荣良.信息技术课程中算法学习的价值探索[J].中国电化教育，2008（259）：79-81.

[2]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：1-3.