【摘要】信息化技術(shù)的高速發(fā)展不僅為我國創(chuàng)造了新的信息社會環(huán)境，也要求人們需要具備一定的信息化思維，這樣才能夠更好地認(rèn)識世界。小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)不僅需要培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，還要提高學(xué)生的計算思維能力?；诖?，文章首先介紹了計算思維以及Scratch軟件的概念和意義，隨后針對具體教學(xué)情況提出相關(guān)教學(xué)設(shè)計原則，最后根據(jù)各項實踐流程開展教學(xué)活動，并對現(xiàn)有教學(xué)活動存在的不足加以討論。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)信息技術(shù)；編程教學(xué)；計算思維；探討

作者簡介：時小明（1982—），男，江蘇省常州市武進區(qū)湖塘橋?qū)嶒炐W(xué)。

新課改提出小學(xué)需要培養(yǎng)學(xué)生的計算思維作為全面提升學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵點。在信息化高度發(fā)展的時代，無論是學(xué)習(xí)、生活等都離不開計算機技術(shù)?？梢哉f，未來發(fā)展需要人們具備一定的計算機技能及計算思維。本文基于Scratch軟件分析如何能夠在信息技術(shù)編程教學(xué)活動中提高學(xué)生的計算思維能力。

一、計算思維概述

計算思維由美國計算機科學(xué)家周以真在2006年提出。計算思維的本質(zhì)是利用計算機的思維方式解決問題并理解人類行為，計算思維的特點是抽象化與自動化。從實際教學(xué)角度來看，教師需要通過針對性的教學(xué)方式將小學(xué)生培養(yǎng)成具有較強讀寫及計算能力的人。計算能力在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用的領(lǐng)域較多，也是人們思維認(rèn)知發(fā)展必不可少的能力［1］。

計算思維可以從六個角度分析其特征。第一，計算思維的重點并不是要求學(xué)生學(xué)會某種編程語言，或者提高編程能力，而是要求學(xué)生在有一定編程基礎(chǔ)的情況下嘗試?yán)糜嬎銠C的思維方式解決問題。第二，計算思維并不是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的全部，只是學(xué)生提升自身綜合能力的一部分。第三，計算思維學(xué)習(xí)過程中應(yīng)避免學(xué)生過于強調(diào)像計算機運作方式一樣去思考某些問題。第四，計算思維是基于計算機特定的某些程序或者軟件功能概括而來。第五，計算思維的學(xué)習(xí)不僅需要學(xué)生具備一定的計算機基礎(chǔ)或編程能力，更需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)思維，這樣才能將數(shù)學(xué)思維與工程思維進行融合，從而更好地理解計算機。第六，學(xué)生不僅需要在課程中培養(yǎng)自己的計算思維，更要將計算思維運用到實際生活中。計算思維不僅是解決問題的基本工具，在未來更是促進時代發(fā)展的重要推動力［2］。

二、Scratch軟件在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中的意義

隨著計算機的不斷發(fā)展，計算思維成為人們理解問題的重要工具。近些年來，我國小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)逐步將培養(yǎng)學(xué)生計算思維作為教學(xué)重點目標(biāo)，如何通過實踐的方式檢驗學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)是教學(xué)評價的重要思考。Scratch軟件是一個簡單易上手并且適合8歲以上兒童學(xué)習(xí)的編程軟件，其不僅為學(xué)生提供可視化的編程環(huán)境，還將復(fù)雜生澀的程序代碼轉(zhuǎn)化為一個又一個方塊，便于學(xué)生進行拼接。對于大多數(shù)小學(xué)生而言，這款軟件具有顏色分明的可視化模塊，只要他們具備一定的語言理解能力和思考能力就可以根據(jù)教師的需求組合出代碼塊。同時，這款軟件也將代碼塊與動畫、故事，甚至是游戲結(jié)合在一起。學(xué)生可以根據(jù)自己天馬行空的想象，利用拼接組合或重構(gòu)代碼塊的方式創(chuàng)造出屬于自己的成果。在此學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠有效鍛煉自身解決問題的能力，還能夠改善思維認(rèn)知，以此在腦海中建立基礎(chǔ)的計算思維模型［3］。

三、Scratch軟件教學(xué)情況研究

學(xué)生的計算思維能夠反映學(xué)生是否真正理解計算機科學(xué)的基本思想。但從實際教學(xué)情況來看，有些教師過于注重培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)操作能力，忽略了學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏應(yīng)有的思考［4］。因此，小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)不僅需要為學(xué)生提供有關(guān)信息技術(shù)的教學(xué)知識，還需要培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，也就是培養(yǎng)學(xué)生的計算思維［5］。

四、基于scratch編程的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)課堂教學(xué)設(shè)計原則

教師在設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的過程中需要基于教學(xué)目標(biāo)，以及構(gòu)建主義理論體系等相關(guān)概念進行設(shè)計。教學(xué)活動中應(yīng)充分體現(xiàn)自主探究及合作探究的特征，這樣才能夠為培養(yǎng)學(xué)生計算思維創(chuàng)造一定的條件。因此，教師在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)活動設(shè)計環(huán)節(jié)需要遵循以下幾個原則。

（一）引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景

為了更好地促進學(xué)生探究教學(xué)問題，教師需要注重學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)。在實際教學(xué)過程中，教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方向，要求學(xué)生主動創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，通過這種方式幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建知識體系模型，以此促使學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)期間利用scratch編程軟件提高自身計算能力，形成計算思維。以“勇者迷宮”這一游戲活動為例，教師需要結(jié)合該游戲需求，要求學(xué)生根據(jù)自身認(rèn)知親自創(chuàng)設(shè)游戲規(guī)則。學(xué)生需要畫出迷宮中形形色色的通道，以及主角和各種道具的初始位置。在此期間，教師需要著重觀察每一名學(xué)生在設(shè)計迷宮及游戲規(guī)則時的學(xué)習(xí)動機，了解學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確掌握本次活動開展的重難點。

（二）以學(xué)生為中心

教師應(yīng)基于學(xué)生實際學(xué)習(xí)能力開展教學(xué)活動。由于小學(xué)生之間存在較大的個體差異性，倘若教師不能以學(xué)生為中心開展教學(xué)，那么很可能會出現(xiàn)教學(xué)活動與學(xué)生知識接收能力不匹配的情況［6］。例如部分學(xué)生在設(shè)計勇闖迷宮游戲期間往往會遇到難以控制主角前后左右移動的問題，少數(shù)學(xué)生還會遇到主角碰到迷宮墻壁難以退回的問題。教師需要針對學(xué)生群體遇到的各種學(xué)習(xí)問題，進行有針對性的分析，也可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合某一答案通過舉一反三的方式解決其他問題。如教師可為學(xué)生講解主角如何向前行走，并要求學(xué)生結(jié)合問題解決思路設(shè)計主角向左、向后和向下移動的控制策略。以學(xué)生為中心開展教學(xué)，教師再通過積極引導(dǎo)和監(jiān)督的方式，能夠有效調(diào)動學(xué)生在教學(xué)活動中的積極性［7］。

（三）自主研究與合作探究相結(jié)合

教師需要基于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論，以自主研究與合作探究相結(jié)合的方式開展教學(xué)。從實際教學(xué)角度來看，教師需要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，以便讓學(xué)生開展自主研究。例如，教師可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個學(xué)習(xí)背景，引導(dǎo)學(xué)生探究某一教學(xué)問題，隨后再將這一問題與重點教學(xué)目標(biāo)聯(lián)系起來，并讓學(xué)生以小組為單位開展合作探討并進行實踐。教師需要時刻觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)變化，以此來分析該教學(xué)活動是否能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣以及解決問題的能力。以游戲“碰撞”為例，教師在教學(xué)活動開展期間，需要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)探究“當(dāng)主角與墻壁或其他物體碰撞時，應(yīng)該采取哪種措施控制主角的移動？”此時教師需要將學(xué)生劃分成多個學(xué)習(xí)小組，要求每個學(xué)習(xí)小組通過構(gòu)建流程圖的方式解決此問題。每個學(xué)習(xí)小組中，一部分學(xué)生負(fù)責(zé)流程圖框架的設(shè)計，一部分學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計內(nèi)容，剩余學(xué)生將流程圖內(nèi)容應(yīng)用到游戲中，檢查此流程、操作是否正確。最終學(xué)生會得出正確答案：每輸入一次行走指令后，主角的Y坐標(biāo)值都需要增加一位。隨后需要判斷主角是否碰到迷宮墻壁，倘若碰到，則需要確保Y的坐標(biāo)值-1；倘若沒有，Y的坐標(biāo)值需要+1。

（四）多維度評價

多維度評價能夠有效保障教師可以根據(jù)以往教學(xué)實踐情況，更好地設(shè)計出符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律、提高學(xué)生思維能力的教學(xué)內(nèi)容。教師不僅要對學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力變化進行評估，還需要通過多元化的方式對學(xué)生在各個教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中的表現(xiàn)進行評估。評估結(jié)果應(yīng)與教學(xué)課程開展過程相結(jié)合，這樣才能夠為學(xué)生提供更高質(zhì)量的教育內(nèi)容［8］。例如教師需要著重觀察學(xué)生利用流程圖設(shè)計Scratch模塊期間，能否采用正確的學(xué)習(xí)思路編寫游戲代碼，能否從時間復(fù)雜度以及游戲功能等層面重新審視程序代碼，并通過調(diào)試的方式優(yōu)化程序；能否在與其他同學(xué)溝通交流的過程中解決運動方向、角度調(diào)整以及運動速率等問題。通過對上述情況的觀察，教師可最終評判每一名學(xué)生的問題解決能力、發(fā)散思維能力及團隊合作能力。

五、基于scratch編程的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)實踐流程

（一）教學(xué)計劃

以“火柴人跳舞”游戲為例，本次課的主要教學(xué)任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生通過造型變換的方式實現(xiàn)角色的動畫效果。該過程是制作動畫與游戲的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)Scratch的重要課程。相比于靜態(tài)圖畫軟件，學(xué)生需要探究如何采取多元化措施將角色“動”起來，以及為了配合角色動畫，如何對舞臺背景、顏色變換進行設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。

（二）教學(xué)實施

教學(xué)實施主要分為三個小節(jié)，首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié)，其次是教學(xué)過程，最后是課堂小結(jié)。

教學(xué)導(dǎo)入：為幫助學(xué)生理解火柴人跳舞的動畫，教師首先需要利用互聯(lián)網(wǎng)平臺為學(xué)生播放一段現(xiàn)代街舞的表演視頻，隨后向?qū)W生提問該街舞視頻中的特點，如表演者肢體動作變化、音樂和畫面背景等內(nèi)容。教師可以將學(xué)生劃分成多個學(xué)習(xí)小組，并要求每個學(xué)習(xí)小組中的組員分別從動作、音樂及舞臺效果等多個維度出發(fā)分析街舞的特點，思考探究在創(chuàng)作火柴人街舞表演期間可能會遇到的各種問題。由此引入本次課的任務(wù)，讓學(xué)生利用Scratch軟件親自設(shè)計街舞表演。

教學(xué)過程：在此期間，教師需要幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)思路以及學(xué)習(xí)重點?；鸩袢颂璧膭赢嬓枰辽儆幸粋€火柴人在不停地展示跳舞動作，同時也需要在不同時刻表演出不同的舞蹈造型。學(xué)生要確保能夠利用自己的鼠標(biāo)與鍵盤，控制火柴人跳舞。為了進一步渲染舞臺氛圍，學(xué)生還需要設(shè)立一個舞臺背景，并在舞臺中設(shè)計一定的燈光特效。燈光特效應(yīng)與火柴人舞步同步變換。在角色造型設(shè)計期間，教師需要重點關(guān)注每個學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，如學(xué)生能否創(chuàng)建一個Scratch模塊，并將其命名為角色一火柴人，或者學(xué)生在繪制角色的過程中，能否以角色一作為目標(biāo)，通過復(fù)制粘貼修改的方式繪制出造型1、2、3等；在控制程序腳本編寫期間，教師需要著重關(guān)注學(xué)生能否根據(jù)角色一代碼區(qū)搭建腳本；在外觀模型中能否依次選擇下一造型模塊分別進行調(diào)試；在控制模塊中能否利用重復(fù)執(zhí)行模塊將下一造型模塊進行包裹等。教師需要不定期對學(xué)生群體進行巡視指導(dǎo)，并找到成果完成度較高的學(xué)生，將其作品展示給其他同學(xué)。此外，教師還需要觀察學(xué)生在舞臺燈光特效設(shè)計，以及同步控制程序腳本設(shè)計中的學(xué)習(xí)狀況，如學(xué)生在舞臺燈光特效設(shè)計期間，能否自主設(shè)計舞臺背景并選擇控制模塊編寫舞臺的腳本程序，能否將控制模塊設(shè)置成鍵盤的上下左右控制鍵并寫入顏色特效增加相關(guān)代碼，能否將腳本中的火柴人動作與舞臺特效進行同步等。

課堂小結(jié)：為觀察學(xué)生計算思維能力的形成，教學(xué)期間教師可要求學(xué)生填寫“學(xué)會了”評價表，在該評價表中學(xué)生需要詳細(xì)闡述各種腳本場景的設(shè)計策略。例如學(xué)生需要在評價表中書寫“將重復(fù)執(zhí)行模塊、特效增加25模塊以及等待0.5秒模塊融入‘被點擊’模塊中，以此確保使用者點擊命令時便能夠增加舞臺特效”。教師通過上述方式能夠觀察學(xué)生在實踐期間的各模塊設(shè)計思路，促進學(xué)生計算思維能力的發(fā)展。

（三）教學(xué)活動存在的不足以及未來發(fā)展方向

編程教學(xué)方式僅僅是通過程序開發(fā)的途徑來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。但計算思維是一種包含眾多內(nèi)容的全面思維能力，其不僅僅需要學(xué)生對于各項教學(xué)環(huán)節(jié)都能夠做到符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還需要學(xué)生基于各種教學(xué)內(nèi)容做出科學(xué)性的分析。這一過程需要大量的學(xué)習(xí)時間，并且也跟學(xué)生自身綜合能力有關(guān)［9］。但從實際情況來看，計算思維的教學(xué)過程往往會受到學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力的限制，或者因?qū)W校教學(xué)實力或教學(xué)環(huán)境不足而無法得到充分落實。因此，在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)深入發(fā)掘?qū)W生的計算思維能力，并將計算思維用于日常教學(xué)以及實際生活中的有效策略還有待進一步研究與考查。

結(jié)語

綜上所述，在小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中，要想培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，教師需要結(jié)合學(xué)生自身學(xué)習(xí)情況以及學(xué)校教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施展開分析，再以個人探究與合作探討相結(jié)合的教學(xué)方式開展教學(xué)活動，最后再通過多元化的調(diào)查方式觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，得出較為全面的學(xué)習(xí)情況評價。

【參考文獻(xiàn)】

［1］賴楊志.基于計算思維能力培養(yǎng)的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)探索：以圖形化編程教學(xué)為例［J］.教育信息技術(shù)，2021（05）：78-80，27.

［2］江林璇.試析小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)［J］.百科論壇電子雜志，2021（18）：45.

［3］沈陵江.小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)［J］.互動軟件，2021（04）：2696.

［4］羅川蘭，張川，鄧江華.小學(xué)生計算思維培養(yǎng)：以“吃火鍋”編程教學(xué)為例［J］.中小學(xué)信息技術(shù)教育，2021（04）：61-63.

［5］楊煌華.小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)［J］.新教育時代電子雜志（學(xué)生版），2020（35）：131.

［6］陳晨.基于計算思維培養(yǎng)的小學(xué)Scratch編程教學(xué)探討［J］.基礎(chǔ)教育論壇，2021（20）：71-72.

［7］張金橋.如何在小學(xué)信息技術(shù)scratch編程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維［J］.科普童話·新課堂（上），2021（06）：71.

［8］李素卿.編程熱潮，計算思維情歸何處？：聚焦計算思維在小學(xué)編程教學(xué)中的落實問題［J］.中國信息技術(shù)教育，2021（14）：45-47.

［9］李少芳.基于Scratch編程教學(xué)的小學(xué)生計算思維培養(yǎng)實踐研究［J］.考試周刊，2021（12）：3-4.