计算思维下的Scratch课程教学设计

关键词：计算思维，Scratch课程，教学设计

引言

信息化的进程中，计算思维至关重要，对于人才的培养，也应顺应时代的发展潮流，把计算思维作为人才培养重要的培养目标。计算思维的本质是形式化问题及其解决方案的思维过程，培养学生的计算思维，不仅使学生可以运用计算机解决问题，还可以套用计算机学科的思想方法，解决其他问题，培养学生的概括能力、推演能力、逻辑思维能力等，有利于提高学生的综合素质水平，使学生掌握高效解决问题的思维方式，具备解决问题的创新能力。

1计算思维在Scratch课程教学中的实施

Scratch课程是积木式、可视化的青少年编程工具，是培养学生计算思维的重要载体，在具体的教学中，主要通过以下两种路径来培养学生的计算思维：（1）通过观察分析找到问题的解决方法。在Scratch课程中，不论是设计故事、动画还是开发游戏，具体的操作过程都需要把问题抽象成模块、角色，然后再通过指令呈现出效果，因此在进行教学时，教师需要让学生对问题进行观察分析，先使用自然语言对问题和现象进行描述，然后再把问题和现象转化为Scratch功能模块，进而找到问题的解决方法，最后再通过Scratch中的角色呈现出来，学生在整个问题转化的过程中，不仅学习了知识，还锻炼了各种思维能力[1]。（2）从解决特殊问题到解决一般问题。在开展Scratch课程教学时，教师要养成学生梳理归纳的习惯与思维，对思维过程和操作过程进行梳理归纳，教师帮助学生搭建脚手架以实现对问题的解决，使学生从不熟悉Scratch课程，到越来越运用自如，在使用的过程中逐渐形成，动画设计和游戏开发的经验与思维方法，实现对计算思维的培养，对解决问题的方法与过程进行归纳总结，并把经验与方法，迁移应用到其他问题的解决上，实现对计算思维能力的提升。

2教学设计

教学模式。在信息技术课程中，培养学生的计算思维作为重要的教学目标，越来越受到重视，Scratch课程基于其简单易用、逻辑清晰的特点，在中小学中被广泛应用，这种编程软件中数据、事件、侦测、控制等常用功能，与计算思维非常契合，可以结合教学理论与实际操作，对教学模式进行划分，划分如下：创设情境引发兴趣，提出对应问题；转换思维抽象特征，抽象简化问题；编写程序、设计算法、建立模型，尝试解决问题；运行程序、查找问题、拓展迁移。教学案例分析。我们以“闯关大冒险”这个课程为例，课程中小猴子的目的地是终点，但是在一路上会出现颜色不同的障碍物，教学目标是在经过本课的学习，可以使学生自己设计出相应的游戏程序，使小猴子可以顺利去往终点。（1）创设情境。单纯的编程教学是非常枯燥的，因此教师要通过创设情境，激发学生的探究兴趣，教师可以为学生提供一些真实的场景，也可以借助一些适合的游戏进行教学，通过直观生动的情境，使学生更好地进入情境氛围，以便更好地展开程序设计。本文作者带领学生在智慧教室进行课程学习，先通过智能终端，使每个学生都拿到相应的图片，然后让学生对图片进行观察，在小猴子大冒险的过程中，出现各种颜色的障碍，不同的颜色代表不同的障碍，要通过不同的命令来执行，学生需要对行走的指令进行设计，使小猴子可以顺利到达终点。教师组织学生展开小组间的讨论活动，让学生探讨如何避开障碍，使小猴子顺利到达终点，然后教师再把现实中的游戏，带入到程序编写设计中，实现从自然语言到程序语言的转换，做好抽象问题、程序设计的准备工作。（2）抽象简化。在进行程序设计前，要抽象简化复杂的事物，在进行程序设计时，要运用到躲避障碍物、动物跳跃、前进方向等指令，因此教师可以先分解这些任务动作，帮助小学生整理好思路，以便下一步做好准备建立模型[2]。在这个环节中，教师可以运用思维导图来对问题现象进行抽象，思维导图有利于学生对问题进行思考分析，帮助学生整理出问题的逻辑关系，把混乱的事物现象和自然语言，转变为层次分明、结构清晰的思维导图，抽象归纳出动作的要领，以及各部分的特征，把问题进行简化，降低复杂性，以便下一步进行编写脚本。（3）编写程序。在运用思维导图对问题进行充分的分析后，学生已经具备了基本的思路，下面的环节教师需要引导学生绘制脚本，设计这个程序的关键问题是怎样使小猴子顺利到达终点，教师要带领学生对整体的思路进行设计，先引领学生对解决问题的方法进行回忆，再配合思维导图，使用自然语言概括整个过程，然后再把这个过程转化成程序图，在做完这一系列准备工作后，开始进行程序设计，整个编写过程体现出算法思维与建模[3]。（4）运行程序。学生在Scratch中按照刚才设计的程序图流程进行程序编写，逐条执行编写好的顺序，如果这中间出现错误，就会造成输出结果不符合原定计划，通过运行程序，查找出程序编写中的不足之处，然后通过小组间的合作讨论，解决错误问题，如产生遇到障碍物没有躲避的问题，或者提前转弯的问题等[4]。（5）评价交流。在改进设计后，学生们完成了整个设计过程，在接下来的环节里，教师可以安排学生对自己的设计进行展示，不但要展示设计成果，还要分享自己的设计思路，演示者需要边讲解设计说明，边演示游戏效果，对游戏中用到的指令和模块进行说明，培养学生建模能力和抽象思维能力，而聆听者通过对程序效果进行观察，对指令设计进行分析，在对问题的分析思考中提升自身的计算思维，并通过交流分享使学生更加深刻的掌握整个编程过程。教师还可以引导学生对于设计中，效果相同但指令不同的设计思路进行分析，对所学知识进行迁移，实现对新问题的解决，提升学生的计算思维。最后教师还需要对学生的表现进行点评，提出专业的意见，肯定学生的表现[5]。

3结语

计算思维能力是时展的需求，作为一种新的思维，在未来社会的发展中，会发挥更大的作用。计算思维能力的培养需要专业的训练与培养，通过Scratch课程，实现对学生思维能力的培养，教学的每个环节，都可以渗透计算思维，学生通过体验操作，掌握运用计算思维解决问题的能力[6-12]。在目前的信息技术教学中，计算思维的培养还存在着很多不足之处，还需要教育部门、家长、学生等共同努力，实现编程教育的普及，使学生在热爱中不断提升，还可以使学生从信息技术的消费者，转变为信息技术的创造者。

参考文献

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[2]李炳锐.计算思维培养视域下的Scratch校本课程教学实践研究[J].中国现代教育装备,2020(06):53-55.

[3]周璇.基于计算思维的Scratch教学活动设计研究——以小猫“画图”为例[J].基础教育论坛,2019(26):78-80.

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[5]李建英,李春艳,马倩,张纯然.基于计算思维理念的中小学Scratch编程校本教材开发与应用[J].办公自动化,2019,24(02):61-62.

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[10]王晓霞.网络环境下Scratch在中学程序设计教学中的应用研究[D].西南大学,2012.

[11]马强,张攀峰.基于计算思维培养的Scratch课程教学设计[J].西部素质教育,2019,5(02):78+86.

[12]蔡美玲.培养计算思维能力的计算机基础课程教学内容设计[J].吉林省教育学院学报,2018,34(10):79-82.

作者：张海兰 单位：南京市江宁上坊新城小学