基于计算思维培养的Scratch创意编程

基于计算思维培养的Scraino 创意编程学习模式初探

——以《队列练习：认识广播命令》教学为例

作者：段勇

计算思维（Computational Thinking）

最早由Logo

语言创始人

西蒙.帕佩特

（Seymour

Papert）教授

提出。

计算思维（Computational Thinking）

•卡内基梅隆大学的周以真教授对其进行了系统的阐述和推广。

•“计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性

的一系列思维活动。”

•周教授希望人们通过习得计算思维，从而能够“像计算机科学家一样思考。”

•计算思维已与传统的3R技能（Reading阅读、Writiing写、

Arithmetic算术）逐步成为学生的必备基本技能。

如何在课堂教学中利用Scratch培养学生的

计算思维？

•“明确问题——自由搭建——调试修改——展示互评——拓展提升——分享交流”六步探索学习模式。

明确问题自由搭建调试修改展示互评拓展提升分享交流

《队列练习：广播命令》的教学设计

（一）教学内容分析与教学目标•本课是青岛版第五册第二单元走进Scratch编程第13课。内容是模拟学生体育课队列练习的程序：当单击任一小动物名称，该动物出列。单击“归队”则回到队伍。单击“起跳”三只小动物一起起跳。

教学目标

•知识与能力：理解“广播”概念的内涵，能够用“广播”积木搭建表达自己想法与创意的简单程序。能使用数学模型表示现实生活事件。

•过程与方法：通过计算思维实践探索“广播”积木的使用。通过教师帮助深入理解“广播”积木的内涵。通过类比的方法理解坐标增减知识。

•情感、态度与价值观：养成清晰表达自己思想、大胆尝试、善于学习借鉴、乐于交流分享的创客思维品质；加强合作意识；通过实际的学习活动，建立计算思维意识。

重难点

•一、理解并能运用“广播”命令。

•二、能通过数学建模模拟“出列”、“起跳”、“归队”等现实生活中的常见事件。

•教师的教育技巧……

教学环节一：情景导入

由学生体育课的队列练习导入，展示Scratch模拟队列练习的程序，激发学生用程序表现、模拟现实的创作欲望。

教学环节二：明确问题

编程的本质就是写作，是用特有的语言符号系统去表达自己的思想。因此在看完范例后，引导学生首先用自然语言把程序所表现的内容表达出来。并用表格的形式梳理学生的思路。

WH表格法

填词造句法

•当（）被点击时，（）会出列。当（）被点击时，（）会归队。当（）被点击时，（）会起跳。

……

通过WH表格法和填词造句法，使学生在头脑中对自己将要进行的任务有一个清晰的统筹安排。从而对不同的角色或舞台进行有的放矢的程序设计。

更多方法：思维导图法……

教学环节三：自由搭建

•通过明确问题环节，学生们有了自己填写的WH表格，就像工程师手中有了图纸，这时再有原材料就可以尝试进行施工了。此时我们可以把这个程序可能用到的积木提供给学生，让学生根据自己的思路进行自由尝试。这也是Steam教育常用的tinkering（自由摆弄）法的教学策略。

广播命令的突破

数学建模的突破

教学环节四：小组合作，调试修改

•在对“广播”指令有了深入的理解后，“广播”指令的使用方法

相对而言就简单了很多，完全可以由学生以小组合作的形式进行

自我探究。在此基础上，学生能够根据自己的思维习惯编写出具

有自我个性的程序。但在编写程序的过程中学生难免会遇到一些

小的困难，出现一些小的bug，这时一是通过小组成员之间的相互

找“臭虫（bug）”的方法找出不能正常运行程序的漏洞，二是可

以通过参考教师提供的参考程序，找出自己程序的不足之处。

教学环节五：展示互评

教学环节五：展示互评

根据学习金字塔理论（Cone of learning）当学习者把自己习得的知识或技能讲授给他人时，学习效率最高。因此我们在展示环节模拟TED演讲或产品推介会的方式，让学生以演讲答辩的形式把自己的程序、创作过程中遇到的困难，自己是如何克服这些困难的，自己最满意的地方是什么介绍给全班同学，其他的同学则作为评委对其作品进行点评给出建设性的建议。通过讲述与点评巩固学生学习成果并引发学生不同思维间的头脑风暴。

教学环节六：拓展提升

教学环节七：分享收获

教学环节七：分享收获

Scratch编程一直提倡“想象、创意、分享”的理念。我们除了让学生把自己的作品在Scratch官方社区进行分享，更提倡让学生与自己的家人、朋友分享。我经常让学生把自己的作品“炫耀”给自己的父母。之所以这样做首先是满足学生自我展现的心理需要，更主要的是当父母知道孩子会编程并且能用编程去做一些神奇的程序，来自家庭与朋友的鼓励会更大的激发学生学习编程的兴趣。而Scratch特有的魅力会吸引家长参与到孩子的编程学习中去，逐步形成浓厚的亲子编程的家庭氛围。因此在我的课堂上经常听到“今天你‘炫耀’了吗？”这样带有“鼓动性”问话。

教学反思：

对比

•哈佛大学教育学院的计算思维实践理论“试验和迭代、测评和调试、重用和翻创、抽象和模块化”。