在建构模型中培养学生计算思维

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　　Scratch程序设计语言是由麻省理工学院媒体实验室团队设计并制作的。构成程序的命令和参数通过模块中积木式的控件来实现，拖动控件并按序拼接就可实现编程。思考怎样来轻松编写属于自己的互动媒体，怎样能让最终效果和相关控件进行对接并衔接，就需要对作品进行翔实解剖和分析，提炼有效的关键词，梳理关键词逻辑关系，关联关键词与对应的控件，渐近式构建出作品模型，通过对关键词解读实现与控件的对接，转变成程序化的语言，真正实现无缝连接。在程序设计教学过程中，应该重视分析问题和解决问题的思维过程和方法，逐渐培养学生的计算思维能力。下面以《打地鼠》游戏作品为例，谈谈自己的实践与思考。
　　【教学片段一】
　　学生体验《打地鼠》游戏。
　　师：我们先来看榔头的基本动作，谁来用语言描述下？
　　生：榔头在移动，而且是鼠标动的时候，榔头跟着移动。
　　师：这位同学说得非常准确，说明他观察得非常仔细。
　　师：我们在分析时，可以找找其中的关键词。
　　任务：“榔头”中包含的信息有哪些？关键词是什么？它们之间是怎样的关系？
　　师：能用语言描述下一只地鼠的基本动作呢？
　　生：游戏开始后，没有看见地鼠，过了一会儿，地鼠冒出来，过一会儿，又消失了。
　　师：这位同学表述得非常详细了。我们再来找一找这句话里的关键词。
　　任务：“地鼠”中包含的信息有哪些？关键词是什么？它们之间是怎样的关系？
　　生：隐藏—等一會—出现—等一会—隐藏……
　　师：这样的过程重复，我们能用箭头简单的表述出来吗？
　　师生合作画出地鼠关系结构图。
　　【思考】
　　在本环节教学中，教师注重学生主动的参与，让学生在实践操作和思维碰撞中分析作品中的每个角色及动作，教师要特别关注学生对过程的语言描述，强调对其中关键词的提炼，从而潜移默化地使学生初步掌握通过关键词构建模型的方法，从而渗透学生计算思维意识。
　　化整为零，提炼关键词，形成建模意识。程序语言的脚本追求的是精炼、简洁明了。而刚才学生的描述是片段式的，属于感性、通俗易懂的描述性语言。如何巧妙地从语言中获取精髓即核心信息，这就需要学生学会关键词的提炼。关键词关系能一清二楚地展现，完成从具体描述语言到程序语言的过渡，让看似杂乱无章的编程有规律可循，也就是隐射了建模思想。比如在描述榔头动作时，学生自主得出，榔头的移动和鼠标动作一致，自然而然，榔头和鼠标之间的结构图就建立起来了，也为之后关键词向控件的转换做了铺垫。
　　【教学片段二】
　　师：同学们仔细观察下，我们找到的关键词在控件区能否找到对应的控件？
　　师：刚才我们画的榔头关系图，你能发现榔头和谁的动作一致？
　　生：榔头和鼠标动作一致。
　　师：那我们可以用哪个控件？
　　生：鼠标指针。
　　师：接下来，看地鼠的关系图，你能根据关键词在控件区找到相应控件吗？
　　生：“隐藏”可以在控件区找到，“出现”可以用“显示”控件，“等一会”可以用“等待”控件。
　　师：等待多久？刚才有同学说，地鼠是时不时冒出来的，也就是没有规定时间。那我们可以运用一个怎样的词来表达？
　　生1：随机的。
　　师：随机数，谁能准确地说说它的含义？
　　生2：随便哪个数字都可以。
　　师：结合游戏情形，等待的时间在多少范围内比较合适？为什么？
　　生3：可以等待1 ～ 6秒。如果等待时间超过6秒，地鼠隐藏和显示的动作就太慢了。
　　师：如果等待时间在1 ～ 10秒呢？
　　生4：因为是随机数，可能会碰到每个地鼠都要等待10秒，那地鼠的动作就太慢了。
　　师：大家找找，哪个控件类似于随机数的要求？
　　生：“数词和逻辑运算”控件里面“在1到10间随机选一个数”。
　　【思考】
　　在本环节中，教师用榔头和地鼠的关系结构图，引导学生把关键词与控件区的控件产生联系，进行控件的对接。比如在描述榔头动作时，学生自主得出：榔头和鼠标动作一致，即榔头随鼠标移动。而如此精准的关键词可以及时转变为脚本语言，一目了然，学生瞬间感受到Scratch程序设计的易懂性。
　　在地鼠关键词向控件的转化中，学生通过实践操作，发现问题，并通过自主探究来解决问题。比如，控件中的随机数是一个难点。学生的疑问出现了：有等待1秒，有等待2秒。有的直接来反问老师，具体要等待多久。通过多种可能性，教师自然而然地引出了随机数这个概念，继而让学生自己感受下随机数含义，最后联系实际游戏的需求，鼓励学生自己来说一说运用怎样的随机数比较合适。学生都积极参与，并且在自主探索和思辨中完成学习，理解了数字和逻辑中随机数的概念。
　　通过这样的处理，在脚本编写中，教师并没有一开始就拖动控件形成脚本，而是充分让学生从感性的现象描述上升到理性的理解和思考，特别是关键词的提炼、角色结构图的呈现，让每位学生都有一个初步建模的意识。
　　【教学片段三】
　　师：地鼠和榔头之间有没有交互动作呢？以地鼠为例。
　　生1：榔头碰到地鼠，地鼠被榔头打到。
　　师：那我们也来找找这个交互动作里面的关键词。
　　生2：碰到榔头，按下鼠标。
　　师：除了要碰到榔头，打到地鼠，还要满足什么条件？
　　生：鼠标按下。
　　师：是的，地鼠和榔头的交互动作，这两个关键词都要满足，不但要碰到榔头还要按下鼠标。
　　师：接下来，把地鼠被打到这一过程中的关键词都找出来。
　　师生共同罗列关键词：碰到榔头并且按下鼠标，得分加1，最后消失。
　　师：这组交互动作，该怎样把关键词关联起来？
　　任务：画一画关键词的流程图。要求：涉及判断用◇框表示，涉及计分用□框表示，涉及先后顺序用带箭头的线段→表示。
　　【思考】
　　在本环节教学中，主要解决榔头和地鼠互动脚本的问题，学生不单单要提炼关键词，还要把两个角色进行关联，为把关键词之间的关系搞清楚，化零为整，关联关键词，在教学中引入了流程图概念。
　　如果说上一片段中关键词是让学生了解怎样来建立模型，那么这里的关键词是对程序的又一个深入理解。首先教师让学生用关键词关联角色之间的互动，在此过程中，提炼的关键词让两个角色之间产生了关系，学生基本都会提取关键词“碰到榔头”，教师引导学生了解满足这个条件还不够，在“碰到榔头”的同时，还要“鼠标按下”，要两个条件同时满足，才能成功加分。学生在这一分析过程中，能感受到程序设计的严谨性，也就是渗透了计算思维的培养。
　　小学阶段，学生对流程图不是很熟悉，课堂中师生应共同分析，补充、完善流程图。在这一过程中，遵循一个主旨：用关键词来让流程图成立。将关键词在流程图中进行布局，理清角色之间的关系，使学生真正理解编程的思路，真正掌握编程的方法，强化计算思维。
　　Scratch语言程序设计的教学，注重的并不是结果，而是学生的思维过程和思维方式。在教学中，应该努力引导学生学会分析作品的手段和方法，让学生尝试独立自主建立模型，培养学生的探索精神和创新意识，把计算思维的培养真正做到实处。
　　（作者单位：无锡市洛社中心小学）
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