計(jì)算思維下的Scratch課程教學(xué)設(shè)計(jì)

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關(guān)鍵詞：計(jì)算思維，scratch課程，教學(xué)設(shè)計(jì)

引言

信息化的進(jìn)程中，計(jì)算思維至關(guān)重要，對(duì)于人才的培養(yǎng)，也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流，把計(jì)算思維作為人才培養(yǎng)重要的培養(yǎng)目標(biāo)。計(jì)算思維的本質(zhì)是形式化問題及其解決方案的思維過程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，不僅使學(xué)生可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問題，還可以套用計(jì)算機(jī)學(xué)科的思想方法，解決其他問題，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力、推演能力、邏輯思維能力等，有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)水平，使學(xué)生掌握高效解決問題的思維方式，具備解決問題的創(chuàng)新能力。

1計(jì)算思維在Scratch課程教學(xué)中的實(shí)施

Scratch課程是積木式、可視化的青少年編程工具，是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體，在具體的教學(xué)中，主要通過以下兩種路徑來培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維：（1）通過觀察分析找到問題的解決方法。在Scratch課程中，不論是設(shè)計(jì)故事、動(dòng)畫還是開發(fā)游戲，具體的操作過程都需要把問題抽象成模塊、角色，然后再通過指令呈現(xiàn)出效果，因此在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師需要讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行觀察分析，先使用自然語言對(duì)問題和現(xiàn)象進(jìn)行描述，然后再把問題和現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為Scratch功能模塊，進(jìn)而找到問題的解決方法，最后再通過Scratch中的角色呈現(xiàn)出來，學(xué)生在整個(gè)問題轉(zhuǎn)化的過程中，不僅學(xué)習(xí)了知識(shí)，還鍛煉了各種思維能力[1]。（2）從解決特殊問題到解決一般問題。在開展Scratch課程教學(xué)時(shí)，教師要養(yǎng)成學(xué)生梳理歸納的習(xí)慣與思維，對(duì)思維過程和操作過程進(jìn)行梳理歸納，教師幫助學(xué)生搭建腳手架以實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的解決，使學(xué)生從不熟悉Scratch課程，到越來越運(yùn)用自如，在使用的過程中逐漸形成，動(dòng)畫設(shè)計(jì)和游戲開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)與思維方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)，對(duì)解決問題的方法與過程進(jìn)行歸納總結(jié)，并把經(jīng)驗(yàn)與方法，遷移應(yīng)用到其他問題的解決上，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算思維能力的提升。

2教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)模式。在信息技術(shù)課程中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維作為重要的教學(xué)目標(biāo)，越來越受到重視，Scratch課程基于其簡(jiǎn)單易用、邏輯清晰的特點(diǎn)，在中小學(xué)中被廣泛應(yīng)用，這種編程軟件中數(shù)據(jù)、事件、偵測(cè)、控制等常用功能，與計(jì)算思維非常契合，可以結(jié)合教學(xué)理論與實(shí)際操作，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行劃分，劃分如下：創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)興趣，提出對(duì)應(yīng)問題；轉(zhuǎn)換思維抽象特征，抽象簡(jiǎn)化問題；編寫程序、設(shè)計(jì)算法、建立模型，嘗試解決問題；運(yùn)行程序、查找問題、拓展遷移。教學(xué)案例分析。我們以“闖關(guān)大冒險(xiǎn)”這個(gè)課程為例，課程中小猴子的目的地是終點(diǎn)，但是在一路上會(huì)出現(xiàn)顏色不同的障礙物，教學(xué)目標(biāo)是在經(jīng)過本課的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生自己設(shè)計(jì)出相應(yīng)的游戲程序，使小猴子可以順利去往終點(diǎn)。（1）創(chuàng)設(shè)情境。單純的編程教學(xué)是非?？菰锏模虼私處熞ㄟ^創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師可以為學(xué)生提供一些真實(shí)的場(chǎng)景，也可以借助一些適合的游戲進(jìn)行教學(xué)，通過直觀生動(dòng)的情境，使學(xué)生更好地進(jìn)入情境氛圍，以便更好地展開程序設(shè)計(jì)。本文作者帶領(lǐng)學(xué)生在智慧教室進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，先通過智能終端，使每個(gè)學(xué)生都拿到相應(yīng)的圖片，然后讓學(xué)生對(duì)圖片進(jìn)行觀察，在小猴子大冒險(xiǎn)的過程中，出現(xiàn)各種顏色的障礙，不同的顏色代表不同的障礙，要通過不同的命令來執(zhí)行，學(xué)生需要對(duì)行走的指令進(jìn)行設(shè)計(jì)，使小猴子可以順利到達(dá)終點(diǎn)。教師組織學(xué)生展開小組間的討論活動(dòng)，讓學(xué)生探討如何避開障礙，使小猴子順利到達(dá)終點(diǎn)，然后教師再把現(xiàn)實(shí)中的游戲，帶入到程序編寫設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)從自然語言到程序語言的轉(zhuǎn)換，做好抽象問題、程序設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。（2）抽象簡(jiǎn)化。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)前，要抽象簡(jiǎn)化復(fù)雜的事物，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用到躲避障礙物、動(dòng)物跳躍、前進(jìn)方向等指令，因此教師可以先分解這些任務(wù)動(dòng)作，幫助小學(xué)生整理好思路，以便下一步做好準(zhǔn)備建立模型[2]。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖來對(duì)問題現(xiàn)象進(jìn)行抽象，思維導(dǎo)圖有利于學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行思考分析，幫助學(xué)生整理出問題的邏輯關(guān)系，把混亂的事物現(xiàn)象和自然語言，轉(zhuǎn)變?yōu)閷哟畏置?、結(jié)構(gòu)清晰的思維導(dǎo)圖，抽象歸納出動(dòng)作的要領(lǐng)，以及各部分的特征，把問題進(jìn)行簡(jiǎn)化，降低復(fù)雜性，以便下一步進(jìn)行編寫腳本。（3）編寫程序。在運(yùn)用思維導(dǎo)圖對(duì)問題進(jìn)行充分的分析后，學(xué)生已經(jīng)具備了基本的思路，下面的環(huán)節(jié)教師需要引導(dǎo)學(xué)生繪制腳本，設(shè)計(jì)這個(gè)程序的關(guān)鍵問題是怎樣使小猴子順利到達(dá)終點(diǎn)，教師要帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)整體的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，先引領(lǐng)學(xué)生對(duì)解決問題的方法進(jìn)行回憶，再配合思維導(dǎo)圖，使用自然語言概括整個(gè)過程，然后再把這個(gè)過程轉(zhuǎn)化成程序圖，在做完這一系列準(zhǔn)備工作后，開始進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，整個(gè)編寫過程體現(xiàn)出算法思維與建模[3]。（4）運(yùn)行程序。學(xué)生在Scratch中按照剛才設(shè)計(jì)的程序圖流程進(jìn)行程序編寫，逐條執(zhí)行編寫好的順序，如果這中間出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)造成輸出結(jié)果不符合原定計(jì)劃，通過運(yùn)行程序，查找出程序編寫中的不足之處，然后通過小組間的合作討論，解決錯(cuò)誤問題，如產(chǎn)生遇到障礙物沒有躲避的問題，或者提前轉(zhuǎn)彎的問題等[4]。（5）評(píng)價(jià)交流。在改進(jìn)設(shè)計(jì)后，學(xué)生們完成了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，在接下來的環(huán)節(jié)里，教師可以安排學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行展示，不但要展示設(shè)計(jì)成果，還要分享自己的設(shè)計(jì)思路，演示者需要邊講解設(shè)計(jì)說明，邊演示游戲效果，對(duì)游戲中用到的指令和模塊進(jìn)行說明，培養(yǎng)學(xué)生建模能力和抽象思維能力，而聆聽者通過對(duì)程序效果進(jìn)行觀察，對(duì)指令設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，在對(duì)問題的分析思考中提升自身的計(jì)算思維，并通過交流分享使學(xué)生更加深刻的掌握整個(gè)編程過程。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)中，效果相同但指令不同的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行分析，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移，實(shí)現(xiàn)對(duì)新問題的解決，提升學(xué)生的計(jì)算思維。最后教師還需要對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出專業(yè)的意見，肯定學(xué)生的表現(xiàn)[5]。

3結(jié)語

計(jì)算思維能力是時(shí)展的需求，作為一種新的思維，在未來社會(huì)的發(fā)展中，會(huì)發(fā)揮更大的作用。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)需要專業(yè)的訓(xùn)練與培養(yǎng)，通過Scratch課程，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，都可以滲透計(jì)算思維，學(xué)生通過體驗(yàn)操作，掌握運(yùn)用計(jì)算思維解決問題的能力[6-12]。在目前的信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算思維的培養(yǎng)還存在著很多不足之處，還需要教育部門、家長(zhǎng)、學(xué)生等共同努力，實(shí)現(xiàn)編程教育的普及，使學(xué)生在熱愛中不斷提升，還可以使學(xué)生從信息技術(shù)的消費(fèi)者，轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)的創(chuàng)造者。

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作者：張海蘭 單位：南京市江寧上坊新城小學(xué)