在Scratch編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

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以Scratch為主要內(nèi)容的程序設(shè)計(jì)模塊，是小學(xué)階段進(jìn)行編程教學(xué)的主要平臺(tái)與手段。在日常的教學(xué)中，將授課內(nèi)容與任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法相結(jié)合，以知識(shí)為原點(diǎn)，通過構(gòu)建合理的情境，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)任務(wù)需要去摸索、發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)，提升學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)。計(jì)算思維是一系列工程思維在信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)的內(nèi)化，有利于幫助學(xué)生提高任務(wù)解決的效率，從而更好地服務(wù)于學(xué)習(xí)與生活，為學(xué)生的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)與計(jì)算思維培養(yǎng)相結(jié)合，能夠更好地服務(wù)于教學(xué)的需要。筆者將以《小貓出題》為例，闡述如何利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，以及相關(guān)的教學(xué)策略。

一、教學(xué)流程設(shè)計(jì)

（一）分析要素，合理組合

雖然是小貓出題，但是在實(shí)際的教學(xué)過程中，依舊可以建立實(shí)際生活中的情境，模擬成數(shù)學(xué)課上的口算練習(xí)。教師說出題目，由學(xué)生作答，教師判斷正誤給出反饋。在這個(gè)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生明白在這個(gè)過程中，需要分為哪幾個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)環(huán)節(jié)又可以細(xì)分成哪幾步，每一小步又由哪幾個(gè)要素組成，要素前后的關(guān)系是什么，等等。

由于是學(xué)生日常經(jīng)歷的生活情境，有親身體驗(yàn)為基礎(chǔ)，就可以有效降低學(xué)生的思維負(fù)擔(dān)，因此任務(wù)的摸索能順利完成。大體來說，涉及以下三個(gè)步驟（如圖1）。

這樣，在情境與任務(wù)的支持下，帶領(lǐng)學(xué)生分析整個(gè)過程的每個(gè)步驟，并且做到盡可能詳細(xì)、不錯(cuò)漏。在這個(gè)過程中，教師可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖工具，幫助學(xué)生將整個(gè)要素進(jìn)行梳理并展示，使學(xué)生思維過程進(jìn)一步具體化，從而促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)。

（二）安排順序，加強(qiáng)事件

出題、回復(fù)、反饋可以看作是單一事件，它們涉及的編程積木和行為是獨(dú)立的。但是，也可以看作是整個(gè)情境中的子模塊，需要引導(dǎo)學(xué)生怎樣將這些子模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其順序是如何安排的。這些子模塊哪些在前哪些在后，是否同時(shí)發(fā)生或者反復(fù)發(fā)生？這些都涉及本課的知識(shí)點(diǎn)，需要學(xué)生對(duì)順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)這三種程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識(shí)與思考。通過學(xué)生對(duì)情境過程的梳理，不難得出結(jié)論，整個(gè)的出題與反饋過程是順序結(jié)構(gòu)，但是在反饋模塊中需要用到分支結(jié)構(gòu)，假如想出多條題目，就需要將整個(gè)過程反復(fù)發(fā)生，這就要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)。在這一模塊教學(xué)中，學(xué)生的計(jì)算思維和規(guī)律思維能力不足，教師在課堂教學(xué)中，可以應(yīng)用流程圖等工具，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某些繁雜的事件做出具體分析，盡量將思維可視化，有助于厘清思路。

（三）構(gòu)造算法，情境摸索

通過整個(gè)任務(wù)與情境的摸索，特別是在思維導(dǎo)圖與流程圖的幫助下，學(xué)生已經(jīng)對(duì)程序所涉及的相關(guān)積木塊有了初步認(rèn)識(shí)，但是仍舊需要在一些具體事件上構(gòu)造算法。譬如說出題的數(shù)量，是建立一個(gè)變量累加器，設(shè)定固定的出題數(shù)量，還是輸入一個(gè)固定的暗號(hào)，譬如“回復(fù)-1〞即代表出題終止。由于在這個(gè)過程中，與日常生活會(huì)有細(xì)節(jié)的偏差，教師在授課時(shí)需要對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，譬如建立變量，或者設(shè)立判斷條件等，以幫助學(xué)生對(duì)于事件過程的理解，促進(jìn)他們計(jì)算思維的培養(yǎng)。

（四）優(yōu)化算法，修正程序

經(jīng)過學(xué)生的努力，程序能夠正常運(yùn)行，但是整個(gè)過程是否高效，積木是否可以簡(jiǎn)化，這些都能引導(dǎo)學(xué)生去思考?？梢赃\(yùn)用小組合作的形式，對(duì)算法環(huán)節(jié)展開探討，在充分的交流之后，最終形成最優(yōu)算法。算法的重構(gòu)，必然引起程序的修正。這時(shí)可以完全放手給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)新生成的算法對(duì)自己已有程序進(jìn)行修正，這對(duì)學(xué)生既有思維的挑戰(zhàn)，也大大考驗(yàn)了學(xué)生的計(jì)算思維與規(guī)律思維能力。這一模塊的安排是學(xué)生最開心的部分，可以根據(jù)自己的設(shè)想對(duì)程序進(jìn)行修正，從而獲得滿足感與成就感，對(duì)于計(jì)算思維的培養(yǎng)具有很大的促進(jìn)作用。

二、相關(guān)教學(xué)策略

（一）聯(lián)系生活構(gòu)建情境

學(xué)習(xí)的目的在于將把握的知識(shí)應(yīng)用于生活，解決實(shí)際中的問題與困難。信息技術(shù)知識(shí)在帶給學(xué)生神秘感的同時(shí)，也因其抽象而難以被學(xué)生理解。這樣，不僅導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳，也加大了計(jì)算思維培養(yǎng)的難度。在課堂實(shí)踐中，教師應(yīng)當(dāng)從學(xué)生的實(shí)際生活出發(fā)，用他們熟悉的生活場(chǎng)景彌補(bǔ)知識(shí)教學(xué)的不足，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更好地促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)。

在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，小貓出題用學(xué)生更為熟悉的教師口算為代替，讓學(xué)生通過復(fù)現(xiàn)教師出題、學(xué)生解答、教師反饋等一系列的過程，厘清整個(gè)過程中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，為后續(xù)的腳本搭建做好準(zhǔn)備。

（二）創(chuàng)新教學(xué)形式

教師單純的一言堂很難在課堂中引起共鳴，只有讓學(xué)生主動(dòng)積極地參與，才是學(xué)習(xí)原動(dòng)力的出發(fā)點(diǎn)。由于，在教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，完成情境搭建之后，可以設(shè)計(jì)一系列的任務(wù)，將學(xué)生引入這個(gè)情境，通過完成任務(wù)學(xué)習(xí)知識(shí)，把握技能。

在本節(jié)課的教學(xué)中，筆者在分解出“出題、回復(fù)、反饋〞等模塊的基礎(chǔ)上，詢問學(xué)生這三個(gè)事件是否相互關(guān)聯(lián)、如何關(guān)聯(lián)、順序如何等一系列需要摸索的任務(wù)，讓學(xué)生厘清事件之間的關(guān)系，從而引出順序、循環(huán)、分支等程序結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。讓學(xué)生在任務(wù)解決的過程中既保持學(xué)習(xí)動(dòng)力，又能與生活建立關(guān)聯(lián)，從而促進(jìn)知識(shí)的理解與把握。

（三）交流探討，發(fā)散計(jì)算思維

探討的目的在于將學(xué)生的各種觀點(diǎn)引出并產(chǎn)生碰撞，從而集思廣益，加深學(xué)習(xí)的深度，拓展知識(shí)的廣度。在課堂教學(xué)中，有計(jì)劃地組織學(xué)生對(duì)相關(guān)的問題進(jìn)行探討，并在隨后的安排中，要求學(xué)生就探討的結(jié)果加以展示，在激發(fā)學(xué)生參與活動(dòng)積極性的同時(shí)，也達(dá)到