基于计算思维培养的小学scratch课程案例设计

杨雅仙

摘要：计算思维是学生在信息技术课堂上需掌握的技能之一。为了培养学生的计算思维能力，本文基于Scratch可视化编程，通过相应的教学策略，让学生在《趣味猜灯谜》程序设计中，经历“创设问题情境-正确描述问题—分解项目抽象建模—编写脚本优化纠错-交流评价建立模型”等教学过程，来培养小学生的计算思维意识、解决方法以及问题解决能力。

关键词：计算思维;Scratch课程;案例设计

在信息技术课程学习中，学生的计算思维能力的高低对于问题的解决尤为重要。由于Scratch作为开放性、积木化的编程工具，在小学信息技术中是良好的教学工具，如何界定问题、分析问题、建立模型、算法设计、方案优化等过程都将体现了学生在计算思维的重要载体。是我们在实施提高中小学生计算思维能力以及解决问题能力的重要载体。

一、基于计算思维培养的小学Scratch课堂教学策略

继周以真教授提出计算思维的概念后，我国教育学者进一步展开如何培养学生的计算思维的探讨。在“教学模式探究”方面，汤涛给出了以培养学生计算思维能力为目标的教学模式及实施过程：任务设计、呈现问题、分析问题、设计方案、方案选择求解步骤、方案评价、创设情境、自主学习、教学评价[1]。由此，笔者结合针对于Scratch编程教学特点以及小学生信息技术学习的实际情况，设计了“创设问题情境-正确描述问题—分解项目抽象建模—编写脚本优化纠错-交流评价建立模型”的五步教学模式。为了加强学生的计算思维，针对性地提升学生分解、概括、评估、抽象的能力，教师在教学中运用正确描述问题，提高学生问题界定及分解能力、利用思维导图进行特征抽象、微课支撑及学案的双引领、让学生进行反思优化”教学实施策略，来实现对学生的计算思维能力培养。

二、基于计算思维培养的小学Scratch课程案例设计

笔者以广州市小学信息技术第三册《趣味猜灯谜—键盘信息的获取与侦测》作为教学内容，通过一系列的教学策略开展教学。在这一课的学习中，学生主要通过教师精心设计的教学活动，亲历猜灯谜的游戏并设计相应的脚本程序，在Scratch课程学习中来提高计算思维。

（一）、情境引入，描述问题

首先，教师利用“猜灯谜大赛”为背景，激发学生的学习兴趣，让学生思考如何帮助“游戏里的小明”检验谜底的正确性：猜灯谜游戏是怎么判断谜底是否对错的呢？

随后，教师引导学生用自己的语言正确描述“猜灯谜”游戏：当我们启动程序后，灯笼上会弹出窗口，询问答案，引导在下方窗口用键盘输入答案。当答案输入为“火龙果”时，界面上会显示“猜错了”的提示。再次使用键盘输入答案，当界面上输入的检验答案为“荔枝”时，会出现“真棒，猜对了”的文字。本环节是为了让学生更好地梳理问题，为以下的角色分解程序做铺垫。

（二）、思维导图，分解案例

教师引导学生思考：猜灯谜游戏需要哪些背景、角色、角色的指令？它们之间又存在着哪些关系？当学生往往不知从何处下手，因此教师可以提醒学生尝试进行任务的分解，任务的分解需要细致且明确。思维导图形象直观，便于问题的剖析与分解，因此我们可以引导学生用思维导图理解“猜灯谜”游戏的逻辑并整理思路。

首先学生先描述角色实现的效果，再推测是使用Scratch的哪一个指令来实现的。比如在《趣味猜灯谜》这一主题活动的核心是：如何让灯笼弹出可输入答案的询问窗口？如何判断输入的答案是否正确并给出相应的反馈？通过分解与思考，学生理解“询问……并等待”指令，也明白使用“回答”积木来输入和记录键盘信息;在判断谜底答案时，可以使用“如果……那么……”以及“如果……那么……否则”等指令。

通过以上的步骤，我们就将“猜灯谜”游戏问题转化为更易理解与解决的编程问题，将学生无形的思维过程变为直观有形的思维导图，实现利用思维导图进行特征抽象。这时，我们将“猜灯谜”实例与程序中的背景、角色、角色指令一一对应，通过思维导图为学生分解任务、构建模型提供载体，让学生在游戏中体验“分解”、“概括”等计算思维的魅力。

（三）、程序设计，调试改进

通过思维导图建立初步的模型后，教师可以引导学生进行程序设计。在“猜灯谜”中，如何让灯笼弹出可输入答案的询问窗口以及判断输入的答案是否正确并给出相应的反馈是整个程序设计问题解决的关键。这时候，教师需引导学生将解决问题的过程用自然语言描述出来，利用思维导图的指引，教师提供导学案和微课启发学生解决该关键问题。通过以上教学活动，学生将自然语言、思维导图导学案、程序设计充分地融入“猜灯谜”的游戏案例设计中，循序渐进，体现了计算能力的建模思维。

程序设计是一个逐步完善的过程。学生在编写完Scratch程序后，在程序运行的过程中可能会出现错误以及不足，导致程序不能正常运行。这时候教师应及时指导学生通过小组讨论，思考问题：程序哪里出现了不足？可能是什么原因造成的？需要如何改进？修改后的程序是否能解决该问题？可以怎样改进甚至创新创作自己个性化作品？对程序的思考、调试与完善是学生提高计算思维能力的重要途径，学生的评估、抽象的能力也将得到反复的加强与巩固。

（四）、作品欣赏，交流分享

学生完成程序作品后，及时交流与分享是不仅对学生知识与创意的肯定，而且是学生展示自我与再学习的过程。在《趣味猜灯谜—键盘信息的获取与侦测》的交流分享中，教师可引导学生从设计思路、脚本程序、改进措施三個方面来展示，其他学生边听边思考边反思，提出自己的评价意见和修改建议并反思自己的作品，寻求更好的程序设计方案。

三、结语

计算思维作为计算时代的新产物，是由大众化信息技术普及孕育并席卷整个社会的信息文化，正在从计算机科学领域向其他学科领域拓展，显现为一种新的、具有广泛意义的思想方法[2]。因此，在中小学信息技术课堂利用Scratch编程，以任务驱动来进行教学，锻炼学生的分解、概括、评估、抽象的能力，将对学生计算思维的培养具有促进作用。

参考文献

[1]苏小红 ，车万翔 ，王甜甜 . 如何在程序设计课程中培养计算思维能力 [J]. 工业和信息化教育 ，2013，（6）：32-36

[2] 高娇.基于游戏化教学的计算思维培养研究[D].西安：陕西师范大学，2014.