魏秀格 武廷荣 刘娜

摘要：计算思维作为一种创新型思维是信息教育研究的热点，它是有数学，工程学的思维方式结合现代计算机科学的综合性思维，他让人用计算机的方式思考和解决问题。小学生作为思维发展的黄金时期，正式对思维培养的重要阶段。本文以编程教学为切入点，以Scratch编程教学为例，研究编程教学对小学生计算思维的影响

关键字：计算思维;编程教学;切入点;Scratch

1.引言

计算思维作为一种解决问题的方式，给人们一种抽象的概念。使人们很难理解什么使计算思维。计算思维是什么，我们怎么样将计算思维和实际教学建立桥梁。随着时代的进步，科技的发展可视化软件的出现，给出了人们新的出路（可视化软件可以将计算过程直观的显现出来）。学生们可以根据可视化软件了解计算机的运算结构和法则，是学生进行计算思维的最好切入点。

教育学家维果茨基认为搭建教学模型并给予学生们必要的指导，帮助他们理解和掌握相应的概念，帮助他们思维发展是有必要的[1]。现在市面上常用于教学的软件主要由Scratch和APP inventor。APP inventor因为模块不齐全，不适用于编程零基础的小学生使用。所以我们在本次研究中采用Scratch编程教学，来讨论如何将编程教学为切入点来进行计算思维的培养。

2.基于计算思维培养的Scratch编程实例

我们现在以Scratch编程软件中的《小猫避障》为例来演示如何通过可视化编程教学为切入点，来对计算思维进行培养。很显然，我们这次编程的目的是让图2-1的小猫躲避障碍物并成功的到达终点。

《小猫避障》实例

2.1  提出问题，情景再现

好奇是人类进步的源动力[2]。小学生们的好奇心尤为的中，教师在上课时先抛出问题（老师能给用电脑给你们设计一个小猫避障，你们信不信？）。勾起学生们的好奇心。使学生们从一个老师那里接受信息的接收着，变为一个想探索真相的求知者。一个聪明的教育工作者，尤其是小学教育工作者。一定要让孩子们有种身临其境的感觉，让他们感觉自己就是这次活动的主角。进一步的使孩子们有更加强烈的求知欲望，我们本节课布置的情景是《小猫避障》。我们会先把游戏中的场景带入现实问同学们，你们在现实中躲避过障碍物吗？是同学们身历其境步入角色，使他们有更强的求知欲，在进一步提出你们愿意设计一个小猫避障的游戏吗？最终是同学们由游戏的旁观者到游戏的决策者改变。景认知理论认为，知识能在情境中体现出来。当我们在情景中构建出与现实中有用的桥梁。就会与参与者的的心理产生强烈的共鸣[3]。

2.2  有效分析，呈现任务

教师在这一过程的任务是将避障这个大任务，分解成几个有关连的小任务同时将计算思维展示给学生们看，和同学们一道分析要完成这几个小任务我们需要做哪些准备，这些小任务之间有哪些联系，这些小任务经过怎样的逻辑可以完成大任务。我们在实验的初期现提出这些问题，同学们在这些问题中自主思考从而有所收获。在小猫避障的实例中，我们遇到的主要问题，背景的选择，小猫尺寸的选择，小猫和障碍物之间的关系，小猫通过怎样的指令才可以通过实际的障碍物。

2.3  思维加工，设计任务

我们这时给同学们一定时间的思考，让他们开动脑筋，找出几个独立任务的内在关联，并寻找相应的任务指令。我们在这一环节设计了任务卡，是同学们将自己的想法填入任务卡中，这样做的目的是老师可以在任务卡中看出每个同学的想法是否正确。同学们也可以通过任务卡交流自己思考的过程。优秀的作品还可以拿出来供大家参考，学习。使这次学习可以在同学们之间实现良性的竞争关系最终实现同学之间的共同进步。

2.4  测试调试，程序开发

在完成编程前的初步准备阶段之后，我们要对小猫避障这个程序进行建模，而对小猫避障这个任务的难点是让小猫如何避障，为了解决小猫如何避障的问题，老师现已如何躲避下障碍为例，为了避免学生出错，先让学生们进行口述，老师认为学生的计划切实可行时，和同学们一道编写小猫避障的系统流程图，在解决完下障碍物之后，解决上障碍物就变得简单多了。最终落实到程序上，看小猫是否能按设计这得意愿成功避障，到达终点。

编程不可能一簇而就，在編程中难免会遇到这样，那样的各种问题。当学生们在编程失败时，首先，让设计者进行自我的审查，阅读自己的程序，阅读程序本身就是一种自我学习的进步。在自己差错失败后，我们选择分组差错，分组差错可以提高同学们的人际交流能力，也可使同学们在别人的错误中找出自己的不足，并可以学习别人程序中的优点，在以上两个步骤之后同学们可能会遇到一些疑难杂症，这是老师应动用自己的智慧去帮同学们去解决掉它。解决之后要对所出现的问题给学生们认真的分析和指导。

2.5  内化迁移，总结评价

在老师和同学们的共同努力下小猫成功的越过障碍到达了终点。现在就是对前面各阶段任务的总结，总结在整个过程中同学们是怎么通过一步步的思考，克服重重险阻，最终使小猫成功的到达终点。在这之中同学们尽力了怎样的思考过程在思考中，学习到了什么。并且对小朋友的作品进行展示，让小朋友感到成功的喜悦。在课后我们也应进行发散式的教育，让学生们学到的东西不能只停留到表面，比如我们的程序可不可以变得更加简洁，可不可以将障碍物的形状改变，或者说是否能改变障碍物的颜色。使同学们对编程有更深的理解。由以上环节可知，教师在教学内容和整个教学环节都贯彻了计算思维，同时引导学生积极参与并使用计算思维方法分析、求解问题。更进一步的让同学们理解计算性思维[4]。

3.结束语

与我国之前以传授知识为主的应试教育不同，现代教育更加注重思维的培养，计算思维作为培养创新型人才的必要思维，如何培养计算思维在我国依旧是个难题，但是伴随着计算机的出现。计算思维作为计算机科学的学科思维，主要是在计算机专业的知识与技能学习过程中渗透的。因此，编程学习也应该是计算思维教育的有效途径[5]。本文通过对可视化软件Scratch的实例进行分析，阐明了可通过编程软件为切入点对计算思维进行培养。

参考文献

[1]汪红兵，姚琳，武航星等（2014）. C 语言程序设计课程中的计算思维探析[J]. 中国大学教学，（9）：59-62.

[2]王移芝，鲁凌云，周围（2012）. 以计算思维为航标 拓展计算机基础课程改革的新思路[J]. 中国大学教学，（6）：39-41.

[3]杨男才（2013）. 基于计算思维的高中信息科技《算法与程序设计》教学探究[D]. 上海：海师范大学.

[4]姚天昉（2012）. 在程序设计课程中引入“计算思维”的实践[J]. 中国大学教学，（2）：61-62，76.

[5] 任 友 群， 隋 丰 蔚， 李 锋 （2016）. 数 字 土 著 何 以 可 能——也谈计算思维进入中小学信息技术教育的必要性和可能性[J]. 中国电化教育，（1）：2-8.