【摘 要】編程本身具有邏輯性、過程性、綜合性，是培養(yǎng)學生信息技術核心素養(yǎng)尤其是計算思維的理想載體?；谔K科版小學五年級信息技術教材中Scratch模塊的教學內容，結合一線教學實際，不斷向深處挖掘、往高處引領，通過問題驅動、項目引領、學科整合等，有效培養(yǎng)小學生的計算思維，最終為學生的信息技術核心素養(yǎng)提升以及未來可持續(xù)學習奠定堅實的基礎。

【關鍵詞】Scratch編程教學;小學生;計算思維

【中圖分類號】G434? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）52-0077-04

目前，全世界正處于信息化高速發(fā)展的浪潮中，信息技術對人類的學習、工作、生活和生產等各個方面起著不可替代的重要作用。信息技術教育在義務教育階段也顯得尤為重要。新課程標準已經明確提出：信息技術課程的學習，不僅僅是為了幫助學生掌握本學科所含的基礎知識、基本技能，還要幫助學生形成信息技術學科的核心素養(yǎng)。這里的核心素養(yǎng)主要包括信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任4個方面。筆者認為，計算思維這一核心素養(yǎng)的形成是最關鍵、最抽象也是相對較難實施的一點。本文將結合蘇科版五年級Scratch編程模塊的教學，探索有效培養(yǎng)小學生計算思維的策略。

一、清晰認識計算思維的概念及其價值

早在1980年，美國麻省理工學院西摩·帕爾特教授就在他的著作《頭腦風暴》中提出“計算思維”一詞。2006年，計算機科學家周以真教授首次對計算思維做出了比較系統(tǒng)的定義，即運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維不是獨立存在的，而是在用計算機工具和計算機科學方法解決問題的過程中，體現出來的數學能力、設計能力、工程能力等多方面能力的集合。[1]可見，計算思維和普遍開展的寫作、閱讀、審美等技能具有同等的地位，尤其是在信息高速發(fā)展、信息化無處不在的新時代，計算思維愈發(fā)重要，已經成為人類生存和發(fā)展必備的基本技能。[2]提升小學生計算思維有利于培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，有利于激發(fā)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，有利于提升綜合素養(yǎng)，促進學生可持續(xù)發(fā)展。

二、Scratch編程教學的特點與學生學況分析

Scratch是一款可視化的編程軟件，非常適合初步接觸編程的學生學習。這款軟件將抽象晦澀的編程語言通過直觀化的類似積木搭建的方式呈現出來，不需要英語基礎，也無須掌握煩瑣的程序語言，比較適合初學者。盡管該軟件入門簡單、易學，但采用模塊化的設計思路，包羅眾多編程知識點和技能，學生通過一定階段的學習，能夠較為有效地訓練邏輯思維能力。

蘇科版教材將Scratch模塊的教學設置在五年級，應該是充分考慮到學生的年齡認知特點及已有信息技術知識、技能的儲備。這一階段的學生處于思維水平提升的重要時期，他們的思維已經開始由具體向抽象發(fā)展，學習新知的積極性較高，計算思維的可塑性較強。[3]經過前兩年信息技術基礎知識的學習，他們已經初步掌握了中英文打字、文檔的編輯、信息的發(fā)布與交流等技能，對計算機軟硬件系統(tǒng)有了初步認識，平時在學習、生活中接觸了大量的信息技術相關應用，對程序有了比較感性的認識。同時，這個年齡段的學生在創(chuàng)造能力、動手能力、協(xié)作學習等方面也都具備了學習可視化編程軟件的基礎。當然在學習編程的過程中，絕大多數學生并不了解什么是計算思維，但是這并不影響他們此項能力的提升，在教師潛移默化的教學過程中，學生的計算思維將隨著編程學習過程而逐步提升。

三、在教學中有意識培養(yǎng)學生計算思維的實踐

在小學信息技術課程體系中，Scratch編程對培養(yǎng)學生的計算思維具有重要作用。對于一線教師來說，怎樣有意識地利用Scratch編程軟件培養(yǎng)學生的計算思維呢？筆者認為可以本著“眼中有學生、心中有目標、教中有方法”的原則，深入教材，貼近學生，突出重難點，打通關鍵點，具體做法如下。

（一）在問題驅動及求解中提升計算思維

在小學信息技術的學習過程中，問題驅動是學生學習的興趣源頭和動力源泉。學習的目的是解決實際問題，而提出一個有效、有趣、有實際意義的問題恰恰是激發(fā)學生求知、探索的最好“引線”。因為基于解決問題的學習可以促使學生迅速調動潛能，積極融入創(chuàng)設的情境中，從而主動嘗試分析問題、解決問題。在這個過程中，學生或自己查找書籍資料，或網上搜索，或和同學討論，或向老師請教，最終他們會在解決問題后獲得較強的成功體驗。比如，在教學“花朵繽紛”這一內容前，筆者通過大屏展示了春天的公園一角——花園里盛開了顏色各異的鮮花。如此美景一下子就吸引了學生的注意力，然后筆者提出問題：我們可以用Scratch編程軟件來繪制嗎？如果可以，我們應該怎樣實現？同學們不妨打開課本和軟件，找找看需要用到哪些工具。學生根據課本提示動手實操，能初步學會“圖章”工具以及“隨機函數”相關的使用方法。但是課本上的例子具有一定的局限性，主要體現在花朵形狀是一致的。于是，筆者讓學生進一步思考：怎樣才能讓滿屏的花朵不僅顏色不同，而且造型也盡量豐富。這個問題對學生具有一定的挑戰(zhàn)性，但經過筆者的鼓勵后，學生能聯想到之前學過的“造型切換”的使用方法，他們配合“隨機函數”的應用，自主解決了此問題。

這里需要說明的一點是，教師在設計問題驅動時，需要重視問題本身的選擇和設計，提出的問題應該盡量避免太難、太偏、太雜。一個良好的問題對學生來說，就是通過一定程度的努力能解決的問題。當然，解決問題的方案不是唯一的，鼓勵學生采用多種方法求解才能在一個個問題的驅動和解決中促使學生獲得計算思維的有效提升。

（二）在項目設計及完成中提升計算思維

項目式教學基于皮亞杰的建構主義理論，強調學生積極主動參與。在學生初步掌握Scratch的基本操作后，教師可以將Scratch編程模塊中的課程提煉拓展為一個個大小不等的實戰(zhàn)項目，并對每個項目進行情境的創(chuàng)設、列出所需知識（或技能）清單，引導學生去探索完成項目所需的解決途徑，并據此進行程序結構的搭建、程序算法的設計、程序的反復調試和優(yōu)化等。

比如在學生學會用教材所教方法制作“克隆飛機大戰(zhàn)”游戲后，筆者進行深入“挖掘”，讓學生思考、討論：一是課本上介紹的游戲制作方法還存在哪些不足之處;二是如果要讓游戲更具可玩性、交互性，應該如何改進;三是在改進游戲的過程中，有哪些是亟須克服的技術難點。小學生普遍對游戲比較感興趣，在筆者提出問題后，個個主動參與，小組討論熱烈，奇思妙想層出不窮。最后，筆者將學生提出的所需改進之處進行概括總結，列出清單，結合學生的實際認知水平，從中挑選出若干適合他們攻克的“靶向點”，并提供對應的提示帖。一系列鋪墊動作后，筆者進一步提出源于課本但高于課本難度的新項目——太空飛機大戰(zhàn)，鼓勵學生利用課后或節(jié)假日去完成。此時，筆者并沒有固化任務的具體目標，只是讓學生根據提供的游戲改進“靶向點”，自己確定一種游戲的改進方向及最終呈現形式。任務難度可高可低，教師需要提醒學生不要一看到任務就迫不及待地去動手編程，而是先根據自己的項目要求來繪制程序的流程圖。此處繪制流程圖的過程就是學生計算思維的直觀展示過程。在制作過程中，如果遇到技術難點，學生可以在專門的實踐項目微信群里提出，教師或者其他學生看到可以及時提供技術支持。最終，在短短的一周內，很多學生完成了本項目。這期間，問題求解、系統(tǒng)設計、對游戲交互的理解等一系列思維活動的活躍展開，極大地促進了學生分析問題、概括要義、提煉信息、構建思維、優(yōu)化算法等計算思維水平的提升。

需要注意的是，項目有大有小，每個項目都圍繞一個主題，包含若干個具體問題。教師要善于引導學生利用所掌握的知識和能力來嘗試完成項目任務。由于項目涉及的知識點較多，完成的難度也比單個知識點大，因此教師要鼓勵學生學會科學學習，敢于深入探索，樂于與同伴分享和協(xié)作，遇到問題學會清晰表達、有效求助，在深入思考、反復實踐中逐步完成項目。一個個項目的完成，就是一次次思維火花的碰撞，也是一次次計算思維的提升。

（三）與其他學科有效整合提升計算思維

近年來，隨著STEM教育理念的發(fā)展和普及，利用跨學科整合教學培養(yǎng)學生的綜合能力也越來越受到專家學者的重視。信息技術不僅僅是一門學科，同時也是一項工具、一種能力。在小學階段，要想培養(yǎng)學生的計算思維，不應該僅僅局限于信息技術本學科領域，而應該有意識地與其他學科有效整合、有機融合，打破學科之間的無形壁壘，[4]形成“信息技術+數學”“信息技術+科學”“信息技術+英語”“信息技術+閱讀寫作”等新的跨學科教學模式。

以“信息技術+數學”為例，無論是數學還是編程學習，都強調解決問題的邏輯性和思維方式的多樣性，兩者之間有著較強的聯系。因此，在Scratch編程模塊的教學中，教師可以將編程與小學數學知識點結合起來開展教學，通過編程的形式來解決數學問題。這里的編程是作為一種工具來輔助數學問題解決的。[5]教學中，筆者會有意識地創(chuàng)設數學情境，引導學生把編程作為工具來求解數學問題。比如在“小貓判斷奇偶數”“編程實現地磚鋪設”“幾何圖形我來繪”等項目任務中，教師可以讓學生利用Scratch程序設計來求解小學數學相關習題，體會編程和數學兩者之間的關聯及區(qū)別。

除了與數學學科進行整合，筆者還積極創(chuàng)設情境，讓編程與其他學科有效整合。學生學完Scratch基本知識和技能后，會選做一系列跨學科的編程項目，比如“顏色冷暖我知道”“智能讀書小程序”“我是小小鋼琴家”“根據天氣來穿衣”等。這些任務有一個共同點，就是貼合學科、適合學生、契合學情。在編程與學科的碰撞中、在一個個編程任務的完成中，學生不斷學習、摸索直到最終收獲。這些項目的學習使學生在面對新項目或新問題時不再茫然無措，而是能結合相應學科知識利用程序的思路去分析具體問題、擬定對應流程、搭建相應程序。實踐證明，編程與學科整合可以有效提高學生的計算思維水平。

綜上所述，計算思維無論是對信息技術本身的學習還是對學生今后的終身發(fā)展都具有重要作用。因此，在小學Scratch學習階段，信息技術學科教師應重視對學生進行計算思維的有效培養(yǎng)，在用好、用足教材的基礎上，不斷向深處挖掘、往高處引領，通過問題驅動、項目引領、學科整合、難點突破、糾錯強化等，提升小學生計算思維水平，最終為學生的信息技術核心素養(yǎng)提升以及未來可持續(xù)學習奠定堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]孫立會.聚焦思維素養(yǎng)的兒童編程教育：概念、理路與目標[J].中國電化教育，2019（7）：22-30.

[2]周佳偉，王祖浩.科學教育中的計算思維：理論框架與課程設計[J].中國電化教育，2018（11）：72-78.

[3]王榮良.計算思維對中小學信息技術課程的影響初探[J].中國教育技術裝備，2012（27）：56-57.

[4]李陽.計算思維導向的跨學科兒童編程教育模式研究——基于芬蘭兒童編程教育的經驗與啟示[J].現代教育技術，2020（6）：19-25.

[5]李雨婷.面向計算思維培養(yǎng)的問題解決學習活動設計研究[D].無錫：江南大學，2020.

【作者簡介】肖玉峰，江蘇省泰興市鼓樓小學（江蘇泰州，225400）信息技術學科教研組長，一級教師，主要研究方向為小學信息技術教學。