在Scratch教學中如何培養小學生的計算思維
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摘 要：計算思維是信息技術學科的核心素養之一，而Scratch軟件是一款可以培養小學生計算思維的熱門軟件。Scratch軟件將指令模塊化，學生不需要掌握枯燥的代碼指令編寫規則，只需要拖積木式的指令模塊搭建起來就可以實現程序組建。在這整個通過教師引導的問題學習過程中，學生的算法思維、邏輯思維、任務分析能力和程序優化能力都能夠得到充分的提高，進而計算思維得到有效培養。
關鍵詞：計算思維;Scratch軟件;小學生
【中圖分類號】G623.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-8877（2019）18-0037-01
1.計算思維的概述
周以真教授在《計算思維》中下的定義：“計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。如同所有人都具備是非判斷、文字讀寫和進行算術運算一樣，計算思維也是一種本質的、所有人都必須具備的思維能力?！痹谖覀冇龅絾栴}的時候，大腦就會調用這種思維能力，設計算法進行問題求解，它是一種我們都應具備的思維能力。
2.Scratch軟件概述
Scratch是由麻省理工學院專為少兒開發的一款可視化編程軟件，它將指令模塊化，就如同一塊一塊功能各異的積木，擺放在代碼區。學習者根據自己的需求，以拖積木式的方式將指令塊拖拽到編輯區，根據一定的邏輯性將這些代碼塊依次疊放在一起，從而實現代碼組建，而且學習者只需雙擊代碼塊就可以查看編程結果。這種積木式、動畫式的編程環境，為小學生學習編程提供了極大的便利，他們不需要去識記那些代碼規則，可以將更多的時間放在算法、問題解決上。
3.在Scratch教學中培養小學生的計算思維
根據小學生的身心發展特點，他們正處于具體思維向抽象思維發展的階段，計算思維還有很大的提升空間，而我們正好可以借用Scratch課程為其培養計算思維。那我們該如何在Scratch課程中培養小學生的計算思維呢？筆者認為可以從以下幾個方面著手。
?。?）創設問題情境，培養小學生計算思維的抽象能力
小學階段學生正處于具體思維向抽象思維發展的階段，但即使是高年級也仍處于抽象思維的初級階段，怎么引導學生成為關鍵。我們可以以問題解決為中心，創設情境化抽象為具體，引導學生進入問題情境，從而可以有效地引導學生解讀抽象問題，開啟問題解決模式。在這個過程中，學生的抽象思維可以得到有效培養，而抽象思維正是計算思維的本質。
?。?）借助案例教學，提高小學生計算思維的遞歸思想
在Scratch教學中，我們可以結合學生的生活經驗列舉案例，引導學生結合實際去分析問題，找出問題解決的算法。例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師引導學生進行任務分析的時候，要讓學生研究游戲規則設計和相關技術設計，讓學生聯系生活經驗找到游戲活動的相關因素，這就是在調用其已有知識去分析問題，從而進一步內化新知識，遞歸能力得到培養。
?。?）梳理問題求解的思路，培養小學生計算思維的任務分析和邏輯能力
Scratch中的每一項任務，都需要學生先進行分析，而后再根據各個任務和要求思考問題解決的方式方法，最終選擇和設計出各類符合自己需求的指令算法或流程圖。我們要引導學生知道我們最終要完成的任務是什么，而為了完成這個最終任務，我們可以將它細分成幾個便于先后執行的具有邏輯順序的小任務，在無形中，學生將一個大問題一步一步細化成了一個個我們可以解決的具有邏輯關系的小任務，在腦海中，形成算法般的步驟，就這樣，學生梳理好問題求解的思路。而問題求解的整個過程正是培養學生計算思維的任務分析和邏輯能力。
例如在《小貓走迷宮》這一課中，老師給學生安排游戲設計任務“小貓走迷宮”，教師先設定最終目標。首先，需要思考小貓怎么才可以走出迷宮，進而思考要怎么控制小貓前后左右行走，怎么判斷小貓有沒有走出迷宮，怎么反饋已成功走出迷宮。在這思考過程中，將任務細分為一個個可被解決的具有邏輯關系的小任務，并尋找解決方案，如在控制小貓方面，學生可以根據自己的興趣愛好使用鍵盤或是鼠標進行操作。緊接著，老師引導學生構建迷宮的同時，不斷添加游戲規則，最后使用偵測、控制等模塊代碼來解決相關的問題。在整個問題分析過程中老師可以有效開發學生計算思維的任務分析和邏輯能力。
（4）選擇最佳解決方案，培養小學生計算思維的程序優化能力
所謂“條條道路通羅馬”，在Scratch的程序編寫階段，我們也能夠察覺到實現某個目標并非只有一種編寫方式，學生可以采用不同的編寫方案來完成同一目標，如用循環語句或者分步語句。而在這么多方案中，學生需要尋找到最佳的方案，這便是計算思維的優化問題。例如在《小貓畫圖形》一課中，老師布置繪制數字8，因為小貓的起點可以不一樣，行走方向不一樣，從而導致繪制數字8的方法有很多。在這一課，學生還只能采用分步前進的方法來控制小貓行走，代碼塊非常冗長。緊接著在下一課的《小貓排隊行》中，就針對這提出了程序優化方法即重復指令的使用，優化了解決方法和大大提高了工作效率，這就滲透著計算思維的程序優化能力的培養。
4.結語
在實際教學中，很多學生的操作與創新思維遠遠超出了筆者的預期。如在《小貓畫圖形》一課中，就有同學研究出如何用鍵盤控制小貓上下左右前進、抬筆和落筆，將小貓生動地設計成一只會行走的“筆”。這就是一個程序優化、創新創作的過程。整個教學過程，教師的引導作用也非常重要，教師應根據學生的實際情況進行教學設計，選擇合適的引導方法。這也要求我們老師需要不斷提升自己，才能更好地促進學生計算思維能力的提升。
參考文獻
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