在Scratch教学中如何培养小学生的计算思维

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　　摘  要：计算思维是信息技术学科的核心素养之一，而Scratch软件是一款可以培养小学生计算思维的热门软件。Scratch软件将指令模块化，学生不需要掌握枯燥的代码指令编写规则，只需要拖积木式的指令模块搭建起来就可以实现程序组建。在这整个通过教师引导的问题学习过程中，学生的算法思维、逻辑思维、任务分析能力和程序优化能力都能够得到充分的提高，进而计算思维得到有效培养。
　　关键词：计算思维;Scratch软件;小学生
　　【中图分类号】G623.5    【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2019）18-0037-01
　　1.计算思维的概述
　　周以真教授在《计算思维》中下的定义：“计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。如同所有人都具备是非判断、文字读写和进行算术运算一样，计算思维也是一种本质的、所有人都必须具备的思维能力。”在我们遇到问题的时候，大脑就会调用这种思维能力，设计算法进行问题求解，它是一种我们都应具备的思维能力。
　　2.Scratch软件概述
　　Scratch是由麻省理工学院专为少儿开发的一款可视化编程软件，它将指令模块化，就如同一块一块功能各异的积木，摆放在代码区。学习者根据自己的需求，以拖积木式的方式将指令块拖拽到编辑区，根据一定的逻辑性将这些代码块依次叠放在一起，从而实现代码组建，而且学习者只需双击代码块就可以查看编程结果。这种积木式、动画式的编程环境，为小学生学习编程提供了极大的便利，他们不需要去识记那些代码规则，可以将更多的时间放在算法、问题解决上。
　　3.在Scratch教学中培养小学生的计算思维
　　根據小学生的身心发展特点，他们正处于具体思维向抽象思维发展的阶段，计算思维还有很大的提升空间，而我们正好可以借用Scratch课程为其培养计算思维。那我们该如何在Scratch课程中培养小学生的计算思维呢？笔者认为可以从以下几个方面着手。
　　（1）创设问题情境，培养小学生计算思维的抽象能力
　　小学阶段学生正处于具体思维向抽象思维发展的阶段，但即使是高年级也仍处于抽象思维的初级阶段，怎么引导学生成为关键。我们可以以问题解决为中心，创设情境化抽象为具体，引导学生进入问题情境，从而可以有效地引导学生解读抽象问题，开启问题解决模式。在这个过程中，学生的抽象思维可以得到有效培养，而抽象思维正是计算思维的本质。
　　（2）借助案例教学，提高小学生计算思维的递归思想
　　在Scratch教学中，我们可以结合学生的生活经验列举案例，引导学生结合实际去分析问题，找出问题解决的算法。例如在《小猫走迷宫》这一课中，老师引导学生进行任务分析的时候，要让学生研究游戏规则设计和相关技术设计，让学生联系生活经验找到游戏活动的相关因素，这就是在调用其已有知识去分析问题，从而进一步内化新知识，递归能力得到培养。
　　（3）梳理问题求解的思路，培养小学生计算思维的任务分析和逻辑能力
　　Scratch中的每一项任务，都需要学生先进行分析，而后再根据各个任务和要求思考问题解决的方式方法，最终选择和设计出各类符合自己需求的指令算法或流程图。我们要引导学生知道我们最终要完成的任务是什么，而为了完成这个最终任务，我们可以将它细分成几个便于先后执行的具有逻辑顺序的小任务，在无形中，学生将一个大问题一步一步细化成了一个个我们可以解决的具有逻辑关系的小任务，在脑海中，形成算法般的步骤，就这样，学生梳理好问题求解的思路。而问题求解的整个过程正是培养学生计算思维的任务分析和逻辑能力。
　　例如在《小猫走迷宫》这一课中，老师给学生安排游戏设计任务“小猫走迷宫”，教师先设定最终目标。首先，需要思考小猫怎么才可以走出迷宫，进而思考要怎么控制小猫前后左右行走，怎么判断小猫有没有走出迷宫，怎么反馈已成功走出迷宫。在这思考过程中，将任务细分为一个个可被解决的具有逻辑关系的小任务，并寻找解决方案，如在控制小猫方面，学生可以根据自己的兴趣爱好使用键盘或是鼠标进行操作。紧接着，老师引导学生构建迷宫的同时，不断添加游戏规则，最后使用侦测、控制等模块代码来解决相关的问题。在整个问题分析过程中老师可以有效开发学生计算思维的任务分析和逻辑能力。
　　（4）选择最佳解决方案，培养小学生计算思维的程序优化能力
　　所谓“条条道路通罗马”，在Scratch的程序编写阶段，我们也能够察觉到实现某个目标并非只有一种编写方式，学生可以采用不同的编写方案来完成同一目标，如用循环语句或者分步语句。而在这么多方案中，学生需要寻找到最佳的方案，这便是计算思维的优化问题。例如在《小猫画图形》一课中，老师布置绘制数字8，因为小猫的起点可以不一样，行走方向不一样，从而导致绘制数字8的方法有很多。在这一课，学生还只能采用分步前进的方法来控制小猫行走，代码块非常冗长。紧接着在下一课的《小猫排队行》中，就针对这提出了程序优化方法即重复指令的使用，优化了解决方法和大大提高了工作效率，这就渗透着计算思维的程序优化能力的培养。
　　4.结语
　　在实际教学中，很多学生的操作与创新思维远远超出了笔者的预期。如在《小猫画图形》一课中，就有同学研究出如何用键盘控制小猫上下左右前进、抬笔和落笔，将小猫生动地设计成一只会行走的“笔”。这就是一个程序优化、创新创作的过程。整个教学过程，教师的引导作用也非常重要，教师应根据学生的实际情况进行教学设计，选择合适的引导方法。这也要求我们老师需要不断提升自己，才能更好地促进学生计算思维能力的提升。
　　参考文献
　　[1]秦琛.Scratch教学如何培养小学生的计算思维[J].读与写（教育教学刊），2017.14（01）：218
　　[2]董欣欣.基于scratch的小学生计算思维培养的教学案例研究[J].中小学电教，2017（Z2）：121-123
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