徐士杰

有學(xué)者提出，計(jì)算思維包括算法、評估、分解、抽象、概括這五個(gè)方面的思維要素。在進(jìn)行Logo編程教學(xué)中，筆者圍繞上述五個(gè)方面的要素設(shè)計(jì)了微課程，每節(jié)微課中可以關(guān)注計(jì)算思維中某一方面思維，也可以關(guān)注計(jì)算思維的多個(gè)方面思維的培養(yǎng)。筆者開發(fā)了《Logo編程：牽著海龜去散步》系列微課程，力圖在Logo編程課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

一、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的Logo編程教學(xué)微課程設(shè)計(jì)策略

微課的教學(xué)內(nèi)容不是教材的重復(fù)和照搬，而是根據(jù)課堂教學(xué)中學(xué)生容易遇到的疑難問題設(shè)定，形成微課程的知識(shí)體系，既要包含教材中的基礎(chǔ)知識(shí)，也要有一定的拓展，重點(diǎn)在于呈現(xiàn)知識(shí)的推理過程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。在Logo編程微課程知識(shí)體系構(gòu)建過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面。

1.注重激發(fā)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣。

學(xué)生從三、四年級以數(shù)字化工具應(yīng)用，即軟件操作技能學(xué)習(xí)，過渡到五年級以應(yīng)用信息技術(shù)思考問題、解決問題的編程學(xué)習(xí)，對學(xué)生而言，是有很大難度的。我注重激發(fā)學(xué)習(xí)編程的興趣，從微課程課題命名即以一種輕松的“散步”心態(tài)讓學(xué)生面對即將開始的編程之旅；學(xué)生在編寫命令過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，我則引申出一節(jié)“小海龜捉‘蟲’記”，向?qū)W生介紹“BUG”這個(gè)單詞在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的由來，以及第一位女程序員的傳奇故事，使用WAIT命令輔助檢查等等，既指導(dǎo)了方法，又激起了學(xué)生探索編程世界的興趣。

2.進(jìn)行適當(dāng)拓展，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

教材編者考慮到學(xué)生初學(xué)編程，很大程度上簡化了Logo模塊的難度，對變量以及帶參數(shù)的過程等都沒有涉及，少部分理解能力比較強(qiáng)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)有些問題用教材中的知識(shí)是很難解決的，我則錄制相應(yīng)的微課，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)向?qū)W生講解變量的使用以及用帶參數(shù)的過程畫一些有規(guī)律的復(fù)雜圖形，滿足了這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

二、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的Logo編程教學(xué)微課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

1.算法思維培養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)。

無論圖形是簡單或者復(fù)雜，都是一條線一條線地按一定的順序畫出來的。教師要引導(dǎo)學(xué)生在編寫命令前先要有清晰的思路，即考慮好具體、有序、詳細(xì)的繪圖步驟。如《小海龜動(dòng)起來》一課畫等邊三角形，先引導(dǎo)學(xué)生在紙上畫好圖形，然后選好起點(diǎn)、確定小海龜爬行軌跡，用筆在紙上模擬小海龜爬行的過程，寫下每一步的命令，再上機(jī)驗(yàn)證。在這個(gè)過程中，學(xué)生的思路清晰，步驟詳細(xì)，讓學(xué)生對算法中的按順序執(zhí)行命令有了很好的理解。

2.評估思維培養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)。

如《畫蒲公英》一課中，重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用RE?PEAT命令簡化重復(fù)命令，畫蒲公英線段時(shí)每次小海龜都需要回到起點(diǎn)。返回共有兩種方法：HOME復(fù)位或BK后退，兩種方法都可以畫出蒲公英。但學(xué)生很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)，HOME復(fù)位的方法沒有辦法使用REPEAT命令簡化，而BK后退的方法則可以。教師一是要讓學(xué)生找出背后的原因，二是引導(dǎo)學(xué)生評估兩種方法的優(yōu)劣，最終確定能夠使用REPEAT命令的BK后退的方法進(jìn)行繪圖。

3.分解思維培養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)。

如《組合圖形》一課中，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜圖形分解為簡單圖形，從而將問題簡化為學(xué)生已經(jīng)掌握的方法進(jìn)行解決。在分解圖形的過程中，培養(yǎng)學(xué)生通過分解將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的分解思維。

4.抽象思維培養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)。

抽象就是把現(xiàn)實(shí)中的事物或解決問題的過程，通過化簡等方式，抓住其關(guān)鍵特征，降低其復(fù)雜度，變?yōu)橛?jì)算設(shè)備可以處理的模型。在《保存與調(diào)用過程》一課中，出示大風(fēng)車圖片，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察并分析風(fēng)車的特點(diǎn)，得出風(fēng)車的4個(gè)葉片具有相似性，可以把每個(gè)葉片繪制（抽象）為長方形，然后將每個(gè)葉片圍繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90度即可完成。通過編寫“FENGCHE”過程實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化”繪制，達(dá)到最終的效果。接下來再引導(dǎo)學(xué)生仿照生活中的風(fēng)車，繼續(xù)嘗試調(diào)用“FENGCHE”過程讓風(fēng)車旋轉(zhuǎn)起來，最后布置學(xué)生課后思考如何將風(fēng)車葉片后面的風(fēng)車小屋繪制（抽象）出來，形成一幅完整的作品。從抽象到編程的過程中，有效培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維，也引導(dǎo)學(xué)生從生活中獲得編程靈感，用抽象的方法來實(shí)現(xiàn)按自己的想法進(jìn)行Logo編程繪畫。

5.概括思維培養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)。

《畫正多邊形》一課中，學(xué)生比較畫等邊三角形、正方形、正六邊形等圖形的REPEAT命令，在比較的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括出畫正多邊形的公式；《畫星星》一課中，學(xué)生使用RE?PEAT命令畫正五角星、正七角星后，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合畫正多邊形的公式概括出畫角數(shù)為奇數(shù)的正多角星的公式。在兩節(jié)課中，學(xué)生通過不同的個(gè)例總結(jié)規(guī)律概括出通用的繪畫公式，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生利用新舊知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)遷移的方法概括新知，概括思維得到進(jìn)一步培養(yǎng)。

三、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的Logo編程教學(xué)微課程師生互動(dòng)設(shè)計(jì)策略

1.在形式上，注意創(chuàng)設(shè)“一對一”的學(xué)習(xí)氛圍。

語言上用“你”而非“你們”、用“我們”而非“大家”，如《小海龜動(dòng)起來》一課，引導(dǎo)學(xué)生畫示意圖解決畫等邊三角形，我這樣和學(xué)生說：下面請你和老師一起畫示意圖來解決這個(gè)問題。這樣學(xué)生會(huì)感覺每節(jié)微課就是老師和我在進(jìn)行一對一的教學(xué)，學(xué)生更容易進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，關(guān)注學(xué)習(xí)內(nèi)容本身。

2.在內(nèi)容上，不斷提出問題，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思考的情境。

問題是思維的起點(diǎn)，教師不斷提出問題都是為了引導(dǎo)學(xué)生和教師一起思考。如在《畫虛線》一課中，為了引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用HOME命令，我在微課中設(shè)計(jì)了一系列問題：（1）第2次右轉(zhuǎn)的度數(shù)不一樣，為什么第二種方法需要右轉(zhuǎn)90度，而第一種方法是45度呢？（2）我們還注意到畫虛線時(shí)使用HOME命令前需要使用PU命令提筆，為什么要加這個(gè)命令？（3）假設(shè)我們不加PU命令，輸入“CS PD FD 30 PU FD 20 PD FD 30 HOME”，有什么發(fā)現(xiàn)？（4）那是不是使用HOME命令前必須要提筆呢？（5）畫出一個(gè)直角三角形，直角的兩條邊長分別為40和50。命令寫到這里之后，接下來轉(zhuǎn)多少度，第三條邊是多長？那是不是就畫不出來這個(gè)三角形呢？（6）想一想，為什么HOME命令就能畫好這個(gè)直角三角形呢？（7）你覺得應(yīng)該怎樣使用HOME命令呢？教師創(chuàng)設(shè)思考問題的情境，可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考，這樣師生隔著屏幕實(shí)現(xiàn)了思維的互動(dòng)。

在積極思考的基礎(chǔ)上還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)散思維。如在《REPEAT命令練習(xí)》一課中，圍繞起點(diǎn)畫一個(gè)放射狀的多線條圖形，學(xué)生發(fā)現(xiàn)使用HOME命令返回母位繼續(xù)畫線時(shí)，奇數(shù)行命令都是重復(fù)的，偶數(shù)行命令右轉(zhuǎn)的度數(shù)都是遞增的，無法直接用REPEAT命令簡化，微課中我問學(xué)生還有什么方法可以返回起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生改成使用BK后退命令畫圖，這樣就可以找出連續(xù)重復(fù)的命令從而使用REPEAT命令簡化。

在小學(xué)Logo編程教學(xué)中開發(fā)基于計(jì)算思維培養(yǎng)的微課程，意在將微課作為教與學(xué)的橋梁，能夠最大程度上凸顯計(jì)算思維培養(yǎng)脈絡(luò)的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在每節(jié)微課的學(xué)習(xí)中對計(jì)算思維五個(gè)方面要素就會(huì)不斷加深、鞏固，最后形成計(jì)算思維。