刘佩燕

摘要：计算思维是中小学生必备的基础技能，是中小学信息技术学科的核心素养，也是一项跨学科的基本素养，不仅涉及数学领域，也涉及计算机、科学、社会等领域。本文结合计算思维的含义，以《快乐“赶猪跑”——键盘控制及条件侦测》一课为例，设计在Scratch环境下运用有针对性的教学策略来培养学生的计算思维能力。

关键词：计算思维;策略;Scratch;思维导图;

南安普敦大学CynthiaSelby博士和John Woollard博士于2013年提出计算思维包括算法思维、评估、分解、抽象、概括这五大要素。根据计算思维的概念及其所包含的五大要素[1]，结合Scratch编程教学的特点，我校信息技术科组设计了“创设问题情境-正确描述问题—分解项目抽象建模—编写脚本优化纠错-交流评价建立模型”的教学模式，在此教学模式下，结合计算思维的含义，我们设计了四个有效策略（如图1）培养和提升学生的计算思维能力。一是运用自然语言正确描述问题的策略，提升学生的分解能力;二是运用思维导图进行特征抽象，提升学生的抽象概括能力;三是运用学案引导、微课支撑的策略，引导学生思维发展;四是运用调试优化策略，提高学生的算法思维。

下面以Scratch课程《快乐“赶猪跑”——键盘控制及条件侦测》一课为例，介绍Scratch编程教学培养计算思维的策略。

一、运用自然语言正确描述问题，培养学生计算思维

在本课中，主要以编写快乐“赶猪跑”游戏为主线，學习绘制背景和角色、键盘的控制、颜色的侦测。键盘控制是与用户进行互动的重要方式之一，因此本课重要前提是学生具有编写键盘交互控制程序的能力，能为后面创作交互作品奠定基础。因此，在本课中我通过创设情境，激发学生学习的兴趣，让学生观看游戏，分析描述（教学片断1），再通过微课情境（如图2）引出问题思考，促进学生的思维发展。

教学片段1：

师：同学们看，这是运动会上的“快乐赶猪跑”游戏，当你按下空格键的时候，这只猪就会自己跑到终点。

那你能用自己的话来讲讲这个游戏是怎么玩的的吗？

生：①按住键盘上的空格键，小猪就会往前跑，②如果在路上遇到了第一个障碍物就会往上绕过去，③如果碰到了第二个障碍物就会往下绕开，④直至冲到终点碰到红线。

二、运用思维导图进行特征抽象，培养学生计算思维

程序设计前期需要对复杂事物进行抽象分析，学生往往不能马上分析出来，需要教师先将任务进行分解，使学生理清思路，从而为下一步建立模型做好准备。

思维导图是分析问题、辅助思考的好工具。本节课利用思维导图工具，将程序实例中所需背景与角色、角色间的关系、角色的动作及对应的指令，直观地呈现出来，可以辅助学生进行问题的思考，将混乱的自然言语变得直观而有层次。学生通过自己绘制思维导图，归纳各部分的特征及动作的要领，降低整体的复杂性，一目了然，为接下来的脚本编写搭建支撑。本节课在教师的引导下，学生运用在线迅捷思维导图或者手写的思维导图方式对动画进行分解，加深认识如图3。

三、运用学案引导、微课支撑的策略，培养学生计算思维

通过问题的分析与思维导图的绘制，学生有了基本的思路，接下来教师引导学生进行脚本的绘制，我设计运用微课支撑的策略，学生通过观看微课1认识到要解决本节课的问题必须认识舞台的坐标;通过观看微课2，了解了坐标原点，y坐标，还知道把鼠标往上移，发现y坐标在不断增加，相反地把鼠标往下移y坐标也在一直在减少等坐标规律。通过观看微课3知道了（小猪角色）往上移动也就是y坐标要（增加）。

结合导学案（如图4），学生通过思考学习如何编写脚本，小组合作探究，先学后教的方式，在这整个过程中，不仅掌握了程序设计的思想，也提升了计算思维。为了更好地收集学生数据，学案练习采用“极域电子教学软件”中的“发布考试”功能，将练习编辑成电子版发给学生，学生提交后后台获取学生的分数等数据（如图5）。

四、运用调试优化策略，培养学生计算思维

Scratch编写程序后，程序的运行按照编写好的顺序逐条执行，中间出现任何错误，都将可能导致输出的结果与计划的不一致，通过程序的运行，找出编写程序的不足之处，将错误写在导学案中，通过小组讨论将问题解决。

在小组演示，展示优秀作品及相应的程序流程图中，学生们通过图示对比讲解不同角色程序脚本的先后顺序及等待时间，然后学生们进行评价和反思（如图6学生作品）。

通过对作品的交流分享，不仅能学习别人的创意、技术，还有利于学生的思想交流。学生在交流分享中完成对知识的归纳总结，加深对整个过程的印象，从而使计算思维的理念逐渐深入。

总之，学生们通过学习做好作品后进行调试优化，反思总结和作品展示、评价等进一步提升了计算思维。

美国小说家大卫·福斯特·华莱士曾说：教育的目的不是学会知识，而是学会一种思维方式。因此，在Scratch编程教学中，培养学生的计算思维尤为重要。计算思维拉近了编程到生活的距离，使学生在编程学习的过程中得到思维的拓宽，紧跟时代的步伐。我们应该不断地培养学生的计算思维，让计算思维改善学习方法，提升学习效率，解决更多的实际生活问题。

参考文献：

[1]谢忠新，曹杨璐.中小学信息技术学科学生计算思维培养的策略与方法[J].中国电化教育，2015，（11）：116-120.

[2]梁永辉.Scratch程序设计教学中培养小学生计算思维的研究[J].教育信息技术，2018（增刊2）：83-86.