计算思维培养与“问·思·行”模式结合的实践探究

张琪

摘要：“问·思·行”课堂教学改革模式认为课堂教学总是根据问题进行设置、推进与解决。在新课改背景下，小学信息技术学科教学中计算思维培养成为热点话题，文中从理论切入研究，探讨Scratch课堂教学中，基于计算思维的“问·思·行”模式的应用流程，并结合课堂教学应用案例展开实例研究。

关键词：计算思维;“问·思·行”模式;Scratch课堂教学在教学实践过程中，教师开展了Scratch课堂教学案例的设计和应用，探求基于计算思维的“问·思·行”课堂设计要素构建，形成Scratch课堂教学流程。下面结合案例展开具体设计与应用分析。

一、教材分析

以《我是游戏设计师——打地鼠》一课为例，该课是Scratch单元模块的主题活动课，是学生对Scratch知识的综合运用，任务主要是让学生了解用Scratch设计游戏的理念和流程，制作出有趣的游戏。这其中的教学关键点首先让学生明白打地鼠的现实游戏过程，通过任务分解、分析角色动作后用Scratch语言表达，完成程序编写，并对所设计游戏进行迭代和优化、发布和分享，在过程中体会游戏设计的一般流程和团队合作的重要。该教学中教师配合“问·思·行”模式设计教学环节，培养学生的计算思维，期待学生在课堂中真正思考、深层思考。

二、学情分析

流程图是学生自主学习、抽象思维具体化、尝试利用计算机逻辑进行问题解决的有效手段。本课教学对象为小学五年级学生，已经掌握了Scratch积木式编程的基础功能，学生在生活中都接触过游戏，对游戏十分感兴趣，学习动力强，五年级学生的逻辑思维也正在形成的阶段，但综合程序分析的能力、用计算机领域的算法与程序设计解决实际问题的能力不强。通过教师引导和小组交流，在共同探讨中让思维可见。

三、教学目标

（一） 了解用Scratch设计游戏的一般流程。

（二） 学会分析游戏过程，抽象成计算机领域的算法和程序设计，形成设计方案。

（三） 学会运用Scratch各模块的命令，编写程序，解决实际问题。

（四） 养成良好的游戏习惯，不沉迷游戏，选择适合年龄的游戏。

（五） 体验游戏设计中团队协作的重要性。

四、教学过程

（一）问——规划分析

问题是课堂教学的核心。从教师角度看，在备课过程中要思考教材中哪些内容能促发学生思考，这些内容转化为什么样的问题能达到提升学生思维的目的;从学生角度看，学生的学习始于问题，好的问题能增强学生学习动机，激发学习积极性。在Scratch程序设计的教学中，每一个完整作品一般都是解决某一个实际问题，这些问题不同于学生在课本中常见的结构优良的问题，学生不能直接根据学到的某些知识获得需要的答案，要摆脱简单的线性思维去分析和解决问题。

1. 体验游戏，进入情境。

试玩经典游戏《打地鼠》，用自然语言描述一下游戏规则，今天我们就来体验游戏设计师，制作Scratch主题游戏——《打地鼠》。

2. 分析问题，任务驱动。

师：如果你是游戏设计师，你会如何制定游戏规则？

学生交流自己的游戏设计想法。

师：你的游戏中有几个角色？分别做了什么动作？

在设计“打地鼠”游戏的规划分析环节，教师通过“如果你是设计师，会怎样设计这个游戏？”“你的游戏中有几个角色？”等以学生为中心的问题，可以将学生置于全局规划的高度，针对这一开放性的问题，学生会尝试通过不同的途径解决问题、触发思考，是计算思维培养的有效引导。

（二）思——编写程序

思就是学生解决问题的思维过程。在Scratch课堂教学中体现在学生解决问题时的思维可视，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效能。

思维可视化更加注重了解知识表征背后的各种思维规则、思想方式、思维路径，在进行思维可视化时更加强调了对其思考的方式和途径进行梳理和呈现。实现“思维可视”的技术主要分为两类：图示技术 （如：思维引线、模型图、流程框架图、概念框架等）和用来生成思维图示信息的软件技术。

活动一：结合现实生活中打地鼠游戏，规划和分析游戏的背景、角色和动作。

活动要求：

1. 了解游戏：观看打地鼠视频，观察游戏过程。

2. 描述游戏步骤：通过游戏视频说一说游戏中的背景和角色，游戏步骤。

3. 抽象与建模：通过小组讨论，分解角色动作，以流程图的形式进行抽象建模。

打地鼠游戏中，地鼠和锤子两个角色动作的程序设计是关键。编写程序环节，教师通过两个关键性的问题：一是游戏中的角色分别进行了哪些动作;二是角色的动作如何转化为Scratch语言表示，来促进学生主动思维。同时，结合流程图的形式进行小组分析讨论，帮助学生梳理思路、明确算法，体现抽象思维具体化。流程图中对地鼠和锤子两个角色的动作，做了提示和关键处留白，等待学生自行探索得出结论，过程中，教师则扮演了指导者的角色，对学生的回答进行引导和归纳，让学生真正发现问题、分析问题、解决问题，让思维更有广度和深度。

（三）行——迭代优化，发布分享

“问·思·行”模式中的学生学习实践，着力关注了“行”的时机、内容和方式，以便更好地促进其他两个要素的落实。在人类实践活动中，源自计算机软件领域的迭代思想已经由一种算法逐步升级发展为一种方法、理念和思维模式。

活动二：发挥想象，对游戏进行迭代升级。

知识技能：综合运用循环、判断等语句结合Scratch命令，优化游戏设计。

活动要求：

1. 我的金点子：学生结合平时的游戏经验，小组交流，说一说优化游戏设计的“金点子”，想一想可能用到的Scratch命令。

2. 优化升级：根据自己的设想，尝试编写程序，实现想法。

3. 突出作品展示：教师发现突出作品进行展示评价。

4. 游戏体验 （机动）：出示“打地鼠2.0”，鼓励学生大胆设计。

当搭建好锤子和地鼠角色的脚本，打地鼠的游戏已经初步完成，游戏的特点就是，可以根据玩家的体验不断进行迭代升级。结合学生以往玩游戏的经验，贴近学生需要，顺理成章地提出对游戏进行优化升级。这一目标充分体现了学生的创意和个性化，让他们成为设计师，小组相互说出自己的“金点子”，分析可能用到的命令，每个人的思考都得到表达和讨论，再动手搭建脚本，既锻炼了学生的计算思维能力和语言表达能力，又避免了游戏设计的盲目性。

（一）貼近学生经验

所谓的贴近经验，有两种含义。第一，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，要贴近学生的真实感受和体验，从生活实际中发现、分析、解决问题;第二，小学生的设计规划能力以及逻辑思维能力较弱，程序设计对他们来说有一定的难度，教师在教学过程中，考虑将复杂问题分解成多个小任务，以“问”逐个击破，才能更好地帮助学生由浅入深构建新知，学会用计算机领域的方法解决实际问题。

（二）面向学习，促进思维方式转变

要想让学生的思维可见，教师要学会在问题解决过程中以连接者身份出现。在实践过程中，必然涉及到认知与思维能力、操作与问题解决能力等多维度能力整体发展，教师要将思维方式的系统训练融入“问·思·行”模式，才能有效提高学生的核心素养。

我们还将继续针对小学信息技术学科中的不同模块进行实践研究，寻找问思行三要素的最佳组合方式，从而培养学生的学习能力，促进学生的向学之心。