在建構模型中培養學生計算思維
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Scratch程序設計語言是由麻省理工學院媒體實驗室團隊設計并制作的。構成程序的命令和參數通過模塊中積木式的控件來實現，拖動控件并按序拼接就可實現編程。思考怎樣來輕松編寫屬于自己的互動媒體，怎樣能讓最終效果和相關控件進行對接并銜接，就需要對作品進行翔實解剖和分析，提煉有效的關鍵詞，梳理關鍵詞邏輯關系，關聯關鍵詞與對應的控件，漸近式構建出作品模型，通過對關鍵詞解讀實現與控件的對接，轉變成程序化的語言，真正實現無縫連接。在程序設計教學過程中，應該重視分析問題和解決問題的思維過程和方法，逐漸培養學生的計算思維能力。下面以《打地鼠》游戲作品為例，談談自己的實踐與思考。
【教學片段一】
學生體驗《打地鼠》游戲。
師：我們先來看榔頭的基本動作，誰來用語言描述下？
生：榔頭在移動，而且是鼠標動的時候，榔頭跟著移動。
師：這位同學說得非常準確，說明他觀察得非常仔細。
師：我們在分析時，可以找找其中的關鍵詞。
任務：“榔頭”中包含的信息有哪些？關鍵詞是什么？它們之間是怎樣的關系？
師：能用語言描述下一只地鼠的基本動作呢？
生：游戲開始后，沒有看見地鼠，過了一會兒，地鼠冒出來，過一會兒，又消失了。
師：這位同學表述得非常詳細了。我們再來找一找這句話里的關鍵詞。
任務：“地鼠”中包含的信息有哪些？關鍵詞是什么？它們之間是怎樣的關系？
生：隱藏—等一會—出現—等一會—隱藏……
師：這樣的過程重復，我們能用箭頭簡單的表述出來嗎？
師生合作畫出地鼠關系結構圖。
【思考】
在本環節教學中，教師注重學生主動的參與，讓學生在實踐操作和思維碰撞中分析作品中的每個角色及動作，教師要特別關注學生對過程的語言描述，強調對其中關鍵詞的提煉，從而潛移默化地使學生初步掌握通過關鍵詞構建模型的方法，從而滲透學生計算思維意識。
化整為零，提煉關鍵詞，形成建模意識。程序語言的腳本追求的是精煉、簡潔明了。而剛才學生的描述是片段式的，屬于感性、通俗易懂的描述性語言。如何巧妙地從語言中獲取精髓即核心信息，這就需要學生學會關鍵詞的提煉。關鍵詞關系能一清二楚地展現，完成從具體描述語言到程序語言的過渡，讓看似雜亂無章的編程有規律可循，也就是隱射了建模思想。比如在描述榔頭動作時，學生自主得出，榔頭的移動和鼠標動作一致，自然而然，榔頭和鼠標之間的結構圖就建立起來了，也為之后關鍵詞向控件的轉換做了鋪墊。
【教學片段二】
師：同學們仔細觀察下，我們找到的關鍵詞在控件區能否找到對應的控件？
師：剛才我們畫的榔頭關系圖，你能發現榔頭和誰的動作一致？
生：榔頭和鼠標動作一致。
師：那我們可以用哪個控件？
生：鼠標指針。
師：接下來，看地鼠的關系圖，你能根據關鍵詞在控件區找到相應控件嗎？
生：“隱藏”可以在控件區找到，“出現”可以用“顯示”控件，“等一會”可以用“等待”控件。
師：等待多久？剛才有同學說，地鼠是時不時冒出來的，也就是沒有規定時間。那我們可以運用一個怎樣的詞來表達？
生1：隨機的。
師：隨機數，誰能準確地說說它的含義？
生2：隨便哪個數字都可以。
師：結合游戲情形，等待的時間在多少范圍內比較合適？為什么？
生3：可以等待1 ～ 6秒。如果等待時間超過6秒，地鼠隱藏和顯示的動作就太慢了。
師：如果等待時間在1 ～ 10秒呢？
生4：因為是隨機數，可能會碰到每個地鼠都要等待10秒，那地鼠的動作就太慢了。
師：大家找找，哪個控件類似于隨機數的要求？
生：“數詞和邏輯運算”控件里面“在1到10間隨機選一個數”。
【思考】
在本環節中，教師用榔頭和地鼠的關系結構圖，引導學生把關鍵詞與控件區的控件產生聯系，進行控件的對接。比如在描述榔頭動作時，學生自主得出：榔頭和鼠標動作一致，即榔頭隨鼠標移動。而如此精準的關鍵詞可以及時轉變為腳本語言，一目了然，學生瞬間感受到Scratch程序設計的易懂性。
在地鼠關鍵詞向控件的轉化中，學生通過實踐操作，發現問題，并通過自主探究來解決問題。比如，控件中的隨機數是一個難點。學生的疑問出現了：有等待1秒，有等待2秒。有的直接來反問老師，具體要等待多久。通過多種可能性，教師自然而然地引出了隨機數這個概念，繼而讓學生自己感受下隨機數含義，最后聯系實際游戲的需求，鼓勵學生自己來說一說運用怎樣的隨機數比較合適。學生都積極參與，并且在自主探索和思辨中完成學習，理解了數字和邏輯中隨機數的概念。
通過這樣的處理，在腳本編寫中，教師并沒有一開始就拖動控件形成腳本，而是充分讓學生從感性的現象描述上升到理性的理解和思考，特別是關鍵詞的提煉、角色結構圖的呈現，讓每位學生都有一個初步建模的意識。
【教學片段三】
師：地鼠和榔頭之間有沒有交互動作呢？以地鼠為例。
生1：榔頭碰到地鼠，地鼠被榔頭打到。
師：那我們也來找找這個交互動作里面的關鍵詞。
生2：碰到榔頭，按下鼠標。
師：除了要碰到榔頭，打到地鼠，還要滿足什么條件？
生：鼠標按下。
師：是的，地鼠和榔頭的交互動作，這兩個關鍵詞都要滿足，不但要碰到榔頭還要按下鼠標。
師：接下來，把地鼠被打到這一過程中的關鍵詞都找出來。
師生共同羅列關鍵詞：碰到榔頭并且按下鼠標，得分加1，最后消失。
師：這組交互動作，該怎樣把關鍵詞關聯起來？
任務：畫一畫關鍵詞的流程圖。要求：涉及判斷用◇框表示，涉及計分用□框表示，涉及先后順序用帶箭頭的線段→表示。
【思考】
在本環節教學中，主要解決榔頭和地鼠互動腳本的問題，學生不單單要提煉關鍵詞，還要把兩個角色進行關聯，為把關鍵詞之間的關系搞清楚，化零為整，關聯關鍵詞，在教學中引入了流程圖概念。
如果說上一片段中關鍵詞是讓學生了解怎樣來建立模型，那么這里的關鍵詞是對程序的又一個深入理解。首先教師讓學生用關鍵詞關聯角色之間的互動，在此過程中，提煉的關鍵詞讓兩個角色之間產生了關系，學生基本都會提取關鍵詞“碰到榔頭”，教師引導學生了解滿足這個條件還不夠，在“碰到榔頭”的同時，還要“鼠標按下”，要兩個條件同時滿足，才能成功加分。學生在這一分析過程中，能感受到程序設計的嚴謹性，也就是滲透了計算思維的培養。
小學階段，學生對流程圖不是很熟悉，課堂中師生應共同分析，補充、完善流程圖。在這一過程中，遵循一個主旨：用關鍵詞來讓流程圖成立。將關鍵詞在流程圖中進行布局，理清角色之間的關系，使學生真正理解編程的思路，真正掌握編程的方法，強化計算思維。
Scratch語言程序設計的教學，注重的并不是結果，而是學生的思維過程和思維方式。在教學中，應該努力引導學生學會分析作品的手段和方法，讓學生嘗試獨立自主建立模型，培養學生的探索精神和創新意識，把計算思維的培養真正做到實處。
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