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重视程序规划,培养计算思维能力

2020-12-10顾伟洁

教学月刊·小学综合 2020年11期

顾伟洁

【摘   要】Scratch编程教学中的程序规划是培养学生计算思维能力的重要路径。教师可以通过谋划情境呈现方式、筹划图示构思方法、规划脚本搭建步骤三个方面,引导学生进行有效的程序规划,从而帮助学生感知对象关系,提升建模能力,培养计算思维能力。

【关键词】Scratch编程;程序规划;计算思维能力

Scratch操作简单、趣味性强,降低了小学生学习编程的门槛,使学生逐渐走进信息技术课堂。Scratch编程教学不是为了单纯传授技术,主要是为了传递编程思想与思维的方式,培养学生的计算思维能力。在实际教学中发现,部分教师过于追求编程的结果,忽视了编程的前奏——程序规划。

程序规划,是指在程序编写前对程序中的元素、内容等进行整理,制订出编写计划,为程序搭建提供思路和依据,是培养计算思维能力的重要路径。因此,教师可以从情境、构思、搭建三个方面,引导学生谋划做什么,筹划怎么做,规划为什么做,为学生Scratch编程提供思维支架,使学生能够基于程序规划,有序搭建程序,寻找指令进行程序创编,提升计算思维能力。

一、谋划情境呈现方式,感知对象关系

情境是信息技术教学的重要环节,但Scratch编程教学的情境创设与一般的信息技术教学不同。它不只是为了调动学生的学习兴趣,因为其情境背景、素材都是程序的重要元素,即Scratch编程教学的情境不能单一呈现,应与后续学习的程序内容紧密相关。因此,教师要在程序规划中谋划情境呈现的方式,让学生从情境中感知各对象之间的关系,为编程奠基。

以六年级下册第7课《角色对话》为例,第一次试教时,教师呈现了猫和老鼠对话的文字,请学生分角色朗读。虽然学生演绎得绘声绘色,达到了激趣的目的,但到了创编程序阶段,学生完全混淆了两个角色的先后顺序,使脚本编写一片混乱。因为小学生正处于具体形象思维向抽象逻辑思维发展的过渡阶段,往往要借助直观的图像来解决问题。所以,教师改变了猫和老鼠对话的呈现方式,把文字形式改为图文对应形式(见图1)。

由于本次编程要求两个角色同步说话,教师就用课件展示了动态对话的过程,甚至可以让学生模拟角色表演情境。高度仿真的情境,帮助学生厘清了两个对象的对话顺序,初步感知其同步关系。由于教师有效谋划了情境的呈现方式,使学生迅速理解了猫和老鼠对应的关系,為后面Scratch编程教学奠定了认知基础。

二、筹划图示构思方法,提升建模能力

学习编程的目的是为了提高学生的思维能力和将具体问题转化为计算机语言的建模能力。因此,教师在编程构思阶段要引导学生以思维导图、流程图、作品设计卡等图示方式分解自己的想法,对作品的程序设计做一个简单的筹划,为Scratch编程建好模型。

(一)借助思维导图,呈现程序设计流程

思维导图是表达发散性思维的有效图形思维工具。在Scratch编程教学中使用思维导图比较节省时间,能将无形的思维过程转化为直观有形的图形,让学生一目了然地了解各种角色的联系。

如《口算练习》一课中用到了算术、判断、循环和变量、随机函数等元素。虽然学生已经学习编程有一段时间了,但要设计复杂程序依然有难度。于是,教师在编写程序前出示了思维导图,让学生全面了解该程序的基本设计流程,借助图形思考程序设计的关键点,从而使作品的关键问题与图像、对象等建立联结,与程序的各元素一一对应,形象展示程序设计的整体规划(见图2)。

(二)利用模型结构图,厘清问题解决思路

流程图是使用图形表示算法的思路的常用方法,是程序语言中构思程序的好方法。但小学生的逻辑思维还不发达,如果在程序规划时就使用流程图,依然过于抽象和枯燥。因此,教师可以利用与流程图类似的模型结构图,帮助学生厘清解决问题的基本思路。

依然以《角色对话》为例,“通过编写猫鼠对话的程序,感受顺序结构程序编写的方法,体验创作Scratch作品的一般过程”是本课的教学目标之一。可如何让学生感受、了解、掌握顺序结构程序编写的方法呢?教师先请学生观察图1,然后向学生提问:“观察对话情境图可以发现,先说话的是老鼠。当老鼠说话时,猫在干什么?”学生答:“等待。”“第二句话是猫先说的。当猫说话时,老鼠又在干什么?”“等待。”教师根据学生的回答相机板书,共同绘制出模型结构图(见图3)。形象的模型结构图将学生的思维过程可视化呈现,让学生初步感知两个角色同步关系及程序自上而下的结构,了解顺序结构程序编写的一般方法。

(三)采用作品构思卡,整理编程所需素材

在Scratch编程教学中,教师要帮助学生树立规划优先,先设计后制作的意识,但学生往往有了创意,却不知怎么表达。这也是Scratch编程教学的难点。而突破难点的关键是让学生学会整理素材,知道自己要做什么,需要什么素材。根据主题设计的作品构思卡就能在脚本编写前,帮助学生厘清设计思路,轻松整理编程素材。

以六年级下册第9课《键盘触发》为例,在编写脚本前,教师布置了独立设计“作品构思卡”的任务。从学生设计的作品构思卡来看(见图4),学生已经梳理出作品创作所需要的元素及设计脚本的关键——按键的设置,也给学生创造了一个发挥想象和创意的机会,有效提高了学生设计程序和规划程序的能力。

三、规划挑战步骤形式,辅助脚本搭建

虽然教师利用情境规划和图示规划,为学生搭建程序做好了顶层设计,但要将程序设计思维转化为程序搭建过程中的具体步骤,对学生而言,依然是一道难以逾越的障碍。

如六年级下册第6课《初识Scratch》是“Scratch趣味编程”单元的起始课,需要学生掌握基本编程过程。传统的任务卡往往用文字表示,学生虽能理解内容,但不知道如何完成一个完整的程序。即使有学生无意间找到自己所需要的指令,也无法规划编程步骤。于是,教师将传统任务卡修改成图表结合的挑战卡(见表1),清楚呈现编程过程,帮助学生厘清思路,自上而下、层层递进地进行编程。

挑战卡通过“选一选”“试一试”“评一评”三个步骤辅助学生搭建脚本,体现了编程规划层层递进的设计思路。学生通过反复练习,就能掌握Scratch编程的方法,学生的计算思维能力也得以培养。

综上所述,编程规划决定了Scratch编程的质量。教师在关注作品创意的同时,更应关注学生思维的品质,这样才能为后续的编程做好准备,让学生带着信心创作出优秀的作品。Scratch编程作为一门新兴的课程,教师应多关注学生的需要,通过教学方式的改变,去提高学生的编程技能,更要在学习过程中培养他们的计算思维能力。

参考文献:

[1]许惠美.Scratch教学研究热点综述[J].中国信息技术教育,2014(13).

[2]刘鸣家,许传国. Scratch能带给我们什么[J].中小学信息技术教育,2012(12).

[3]吕立晨.创意之外,Scratch教学还要注重什么[J].中小学信息技术教育,2015(8).

[4]胡卫俊.从“砖混”到“框架”——Scratch程序教学的实践与反思[J].江苏教育,2015(9).

(浙江省海宁市马桥中心小学   314419)