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。

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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。

课程不单纯为了学代码块，在“学生教计算机”的Scratch
过程中，学生在原有知识经验基础上理解当前学习任务，将这些理解转化为指令集程序，并传送给角色，角色根据指令意义进行相应变化。

如果角色的行为与学生的预期有偏差，那么，就要借助相关工具和微世界环境的反馈信息来修改指令集，不断调试程序直到教会角色完成任务为止。

教师可以采取作品档案袋分析法、基于作品的访谈法、情境设计法三种计算思维评价方法来表征学生计算思维的具体表现。

在整个学习过程中，教师将计算概念与实践的具体要求渗透于多种形式的探究体验活动中，学生在设计、创建、实验、探究和分享中逐步理解和掌握计算概念，内化为计算实践策略，形成计算观念。