基于计算思维培养的Scratch教学三步曲 教育文档

基于计算思维培养的Scratch教学三步曲当前，以Scratch为代表的可视化图块式编程工具，以其低门槛、高界限、阔空间的特点，受到了广大信息技术教师和中小学生的青睐，也就是说，Scratch容易入门，并且有机会制作较为复杂的项目，逐步进入中小学信息技术课程。如何搞好Scratch 的普及教学，是我们面临的新课题。如果采用传统的程序设计教学观念和教学法，让学生先学会各种命令，然后，再进行编程设计，难以达到理想的教学效果。学习程序设计并不一定学习所有功能，而是要根据项目的需要找到相应的方法来解决问题。我们可以变“教学生用计算机”为“让学生教计算机”，在项目设计过程中，学生对真实世界中的现象提出假设，并在计算机中进行测试，教计算机按照自己的思路去做，达到学会设计的目的。

计算思维是近年来信息技术教育领域普遍关注的热点话题，为了更好地表征和评价学生学习程序设计的活动及其学习结果，我们引入计算思维三维框架，即计算概念、计算实践、计算观念。计算概念是设计者在编程时频繁接触，并在熟练运用中不断加深理解的一组概念，在Scratch中主要有顺序、循环、并行、事件、条件、运算符、数据等；计算实践关注学生的学习过程和问题解决策略，也就是关注学生如何学，包括递增和重复、测试和调试、再利用和再创作以及抽象和模块化；计算观念是学生除概念、实践外的人格塑造，包括表达、联系和质疑，也是作为技术生产者．

自信表现。

从循序渐进的角度出发，可以将Scratch学习分为故事创编、个性游戏、项目设计三个层次进行，每个层次制作1-2个作品，打破零散概念的教学，学生从项目中学习，更容易整体掌握。在教学过程中，注重学生的自主探索，逐步发展计算概念和计算实践的熟悉度和流畅性，从而培养学生的计算观念，最终达到培养学生创新能力的目标。

一、故事创编，走进Scratch

Scratch采用模块化的指令集，学生比较容易上手，在故事创编层次中，学生通过创建包括角色、场景来讲故事，接触了包括顺序、事件、循环、并行等计算概念。顺序概念有助于学生将一系列任务表达为计算机执行的指令序列。事件概念可以让学生设计多种触发动作的情境，如：“当绿旗被点击，那么……；当对象被点击，那么……；当空格（或者其他键）被按下，那么……”初步体会互动媒体的本质。循环概念可以让学生明白重复执行相同代码序列的机制。并行概念可以让学生设计不同对象间同时执行的多个脚本。

在故事创编过程中，教师引导学生逐步完善故事情节。首先，从单角色入手，学生利用顺序结构，让角色和观众打个招呼，从中学会字幕、声音的制作。接着，学生可以尝试给故事选择合适的场景，分清角色和背景的异同。在制作脚本时，部分学生提出背景和角色的控件不完全一致，强调要遵循先选择后操作的规．

则，看清选择对象后再制作脚本。然后，导入多个角色，体会并行概念，在这个过程中，学生最容易搞混角色与造型，教师可以用打比方的方式把这两个概念解释清楚，造型是一个对象不同的姿势，而角色相当于个人，一般情况下，一个人的形象不会发生太大的变化。有了多个角色，学生可以逐步完善故事情节，针对每个角色设计脚本，让多个角色进行对话。在这个过程中，要理解并行概念，多个角色都是单击绿旗开始，还是采取多种触发事件，怎么协调对话呢？学生自主思考找到解决方案。最后，让情节更加符合自然，让角色动起来，主要学习角色运动的几种方式，了解平移、旋转，理解坐标、循环等计算概念。由于每个创编的故事不同，用到的方式也不完全相同，这没关系，学生要学的只是方法，以及在遇到问题时采取的解决步骤，这完全可以满足要求。

在整个故事创编中，计算实践是关键，它关注了学生如何去学习。在创作过程中，学生不断完整故事情节，必须不断测试和调试，修改再创作，最后形成模块化作品。

二、个性游戏，深入Scratch

学生对游戏有天然的亲和力，让学生模仿交互性游戏，可以最大限度地激发其兴趣和成就感。Scratch要求每位学生亲身参与活动，重点学习条件、运算符、变量和链表等数据概念以及测试与调试的计算实践。选择条件概念有助于学生理解程序，具备运算符概念有助于理解计算机的运算根据条件做出判断的能力。．

机制。数据概念让学生明白变量和链表的实际意义。

制作游戏，必须从分析游戏开始，找出游戏的共同点，确定为游戏的设计特征。设计游戏可根据递增和重复的原则，由简入难，逐步掌握交互、多场景切换，会应用变量、链表、广播等功能。比如：设计《迷宫游戏》时，首先可以让学生确定两个角色――猫和老鼠，在没有迷宫的情况下设计最终目标――猫能否在你的指令下抓住老鼠，进行测试，初步理解条件的计算概念。至于学生利用鼠标控制、键盘控制还是传感器控制小猫，完全可以由学生自己设计。接着，让学生设计迷宫，逐步增加规则――猫在走迷宫时不能穿越墙壁，这是这个游戏最基本的规则，也是教学难点，教师要引导学生思考，通过条件判断及前进语句解决这个难点。然后，可以增加计时器规则，限定游戏时间，提高难度，在这个过程中理解数据、运算符等计算概念。最后，还可以探究变量的功能，学习利用广播消息/接收消息，设计出入成绩、敌人、奖励等规则，实现多场景系列通关游戏。

在设计游戏时，还可以选择碰撞、接物、互动文字、卷轴等常见的游戏方式，通过学生头脑风暴概括出游戏的基本要素进行设计，最后，小组间分享，通过表达、联系、质疑，共同进步。测试和调试实践有助于学生掌握预测、修正问题的方式，通过自主探究和小组协作学习解决问题。再利用和再创作实践可以借鉴他们成果完善作品。

Scratch

三、项目开发，活用

项目开发是Scratch学习的最终目标，学生在教师引导下自主开发。目标定位是学习抽象和模块化的计算实践，培养学生的计算观念，进一步激发学生的创新热情。学生以设计者的身份投入到创意设计中，在设计、创建、实验、探究和分享中逐步发展成为计算思维者和计算创造者。

在项目开发中，学生可以自定主题，也可以从菜单中选择项目，小组合作完成软件设计。“做中学”和“全程评价”是项目开发的突出教学策略，学生必须亲身经历规划、联系、探究、创建、反思等多种活动。在整个过程中，需要依靠集体智慧完成设计，必须完成作品材料的交流反思，并进行修改规划。通过“瞻前顾后”式的反思，改进自己的作品。具体而言，学生必须认识到，作品制作不是一个直接的线性过程，而应是一个自适应的摆动过程，计划会在一步一步不断试验中修正。在设计过程中，教师是指导者，作为参谋参与到过程中。学生要了解项目开发的过程，完成计划书的编写和开发过程，并做好说明文档。为了鼓励学生自主探究和动手体验，教师必须精心设计课时计划、作品范例、教学微视频等教学资源和支架，让学生体验到学习的乐趣。创作的主动权在学生手里，教师针对学生的疑难问题进行分析指导，并引导学生进行交互测试。学生可以借鉴他人的想法和素材代码进行再创作，这样，学生有可能创建出比自己独立完成更优秀的作品。