浅析基于计算思维的课堂教学

董浩

计算思维是信息技术学科的核心素养之一，因此，如何培养和提高小学生的计算思维能力，是教师应该关注的热点问题之一。Scratch编程因其具有可视化、积木搭建式的特点而成为培养学生的计算思维的理想载体。本文通过分析计算思维的概念、与 Scratch教学的结合，通过 Scratch教学的具体案例，分析如何让计算思维真正在课堂中可见，并提出教学反思和相应建议。

一、计算思维的形成与发展及 Scratch课堂教学现状

目前，程序设计教学已经在小学高年级信息技术课中普及;Scratch因其直观的可视图形界面、脚本搭建的易操作形式，成为培养小学生计算思维能力的有效载体。在利用Scratch进行程序设计中，学生首先需要分解任务，抽象思维，厘清角色关系，设计算法解决问题，编写脚本，优化程序，最后进行作品评价和拓展。这一过程包含了计算思维的关键要素，这一学习和体验的过程，也是学生计算思维能力得到培养的过程。

二、Scratch程序设计课堂教学初探

1.通过项目式学习，促进计算思维生成

项目式学习，简单地说就是把学生的学习以“项目”的形式置于一个解决实际问题的过程之中。其中的“项目”一般都是解决某一个实际问题，这些问题一般都不同于学生在课本中常见的结构优良的问题，学生不能根据学到的某些知识直接获得答案，而要摆脱简单的线性思维去分析和解决问题。

例如，在五年级上册 Scratch单元《打地鼠游戏》一课中，我将赛车游戏的设计作为学生要完成的“项目”：

（1）

体验游戏，代入情境。试玩小游戏《打地鼠》，但玩游戏不如设计游戏，让游戏蕴含自己的设计思想是更有意义的。

（2）

分析问题，任务驱动。这个游戏中有几个角色？他们的动作分别是什么？

（3）

思考角色任务需要什么控件来完成，小组合作填写任务分析图。

在设计“打地鼠”游戏的项目中，教师通过“假如你是设计师，你将怎样设计这个游戏呢？”以学生为中心，将学生设定为全局规划者的角色，针对这一开放性的问题，学生分小组進行角色设计、动作分析，最终设计出带有个人特色的游戏。整个过程，学生试图通过不同的途径来解决问题，如何进行项目设计、细化项目控制实施、加强小组成员沟通与合作，都是计算思维养成的过程。

2.关注思维过程呈现形式，实现思维可视化

思维可视是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维，如思考方法和思考路径呈现出来，使其清晰可见。被可视化的“思维”更有利于理解和记忆，因此可以有效提高信息加工及信息传递的功能。

相较于对知识表征进行可视化呈现的“知识可视化”，思维可视化更侧重于知识表征背后的思维规律、思考方法、思考路径，在可视化的过程中更强调对思考方法及思考路径的梳理及呈现。实现“思维可视”的技术主要包括两类：图示技术（例如：思维导图、模型图、流程图、概念图等。）及生成图示的软件技术。

3.关注思维状态，升华思维品质

新课标中提出的信息技术学科核心素养要求：不仅要培养学生的操作技能，还要培养学生的表达能力和团队协作能力，要深化课堂的思维状态，必须鼓励每一个学生都勇于表达，加强小组合作的思维力度。

三、基于计算思维的教学建议与反思

“问渠那得清如许？为有源头活水来”，Scratch程序的设计也要贴近生活、源自生活。Scratch是培养学生计算思维能力的理想载体，教师在创设情境时，只有贴近学生的真实感受，才能引起学生的兴趣，才能转化为学生学习的内驱力。同时，因为年龄原因，小学生的程序设计规划能力较弱，逻辑思维能力不强，程序设计对他们来说有一定的难度。所以，在教学过程中，教师应当将完整的程序分解成多个小任务，逐一讲解、个个击破，让学生先用自己熟悉的自然语言表述过程，分析动作，再转化为 Scratch语言，以便更好地帮助学生由浅入深地构建新体系，学会用计算机领域的方法解决实际问题。

课堂时间是有限的，小学信息技术课每节只有四十分钟，对于程序设计、脚本搭建、优化升级来说，时间远远不够。但是，学生的创意是无限的。如何在有限的时间里激活学生的创意呢？为了培养学生程序分析的能力，设计算法和运用计算机程序去解决生活中的实际问题，明白程序设计的一般理念和流程，笔者在程序的规划分析和编写程序这两个环

节，给学生预留了足够的时间。有实验表明：时间压力对解决创造性问题有显著影响。因此，在常规的课堂教学时间之外，为了培养学生的计算思维，笔者鼓励学生利用课余时间或者社团课时间继续进行程序设计，也曾尝试将程序优化升级内容单列一课时教学，让学生充分分享彼此的想法，进行深度的合作学习，让学生的思维得到充分展现。

学生的创意多，想法也多，但若不加以关注和引导，学生的创意和想法可能就会成为计算思维培养过程中的乌托邦。在 Scratch课堂上，对学生思维的引导和培养，比单纯的知识传授更有实际意义。例如，在给学生提供的“打地鼠”游戏半成品文件中，笔者将判断地鼠有没有被打中的脚本搭建在了地鼠角色中，有学生编写程序时提出，也可以将判断脚本搭建在锤子角色中，笔者及时对这一想法给予了肯定，并鼓励学生尝试，最终完成了游戏的设计。课堂上允许学生思维百花齐放，正是培养学生发散思维、寻求解决问题的多种途径的体现，这就是 Scratch的乐趣所在，也是程序设计的魅力所在。

要想让学生的思维可视，教师就要学会对自我角色进行转换，除了要充当知识技能的传授者，在解决问题的过程中也要以连接者的身份出现。在发现问题和解决问题的同时，必然要涉及到认知与思维能力、操作能力与问题解决能力等多维度能力的整体发展，可思可见方为上，将思维方式的训练融入实践过程，才能有效提高学生的核心素养。