高尤富
浙江省临海市小芝镇中心校
摘要：21世纪是高度信息化的时代，信息技术在这个时代具有举足轻重的地位。计算思维作为信息技术学科的核心素养之一，体现了在每一位学生的思维能力中，计算思维的重要性。而对于小学生来说，Scratch软件便是一种可以有效地训练计算思维能力的软件。Scratch软件为儿童开发的可视化编程软件，它使用模块化的指令，让学生在编写程序的过程中，无需掌握繁琐的代码指令编写规则，只需拖动指令模块进行搭建形成脚本即可。教师在指导学生学习的过程中，可以充分提高学生的算法思维，逻辑思维，任务分析和程序优化能力，从而有效地提高学生的计算思维。
关键词：计算思维;Scratch软件;小学生
一、计算思维的概述
周以真教授于2006年3月首次提出：“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。”并于2010年指出：“计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程，其解决问题的表现形式应该能有效地被信息处理代理执行。”在日常生活中，当我们遇到问题时，大脑会为了解决此问题而调用自身所拥有的能力并设计出一种算法，这种能力便是计算思维能力。因此，计算思维能力是我们每个人都必须拥有的基本思维能力。
二、Scratch软件概述
Scratch是由MIT为儿童开发的可视化编程软件。它对放置在代码区域中的指令（例如具有不同功能的积木）进行模块化。学习者可以根据自己的需要，以拖动积木的方式将指令块拖放到编辑区域中，并将这些代码块堆叠在一起以实现代码组合，学习者只需双击代码块即可看到编程结果。模块化动画编程环境为小学生学习编程提供了极大的便利。他们不需要记住那些代码规则，可以将更多的时间花在算法和问题解决上。
三、在Scratch教学中培养小学生计算思维
小学阶段，学生的思维正从具体思维发展到抽象思维，计算思维的发展空间很大，这是由他们身心发展的特点决定的。因此，我们可以使用Scratch这门课程来培养他们的计算思维。我们如何培养学生在Scratch课程中的计算思维方式？我认为我们可以从以下几个方面着手。
（一）创设问题情境，培养小学生抽象思维计算能力
在小学阶段，学生的思维发展正从具体思维发展到抽象思维，这个阶段也包括还处于抽象思维的初期的高年级学生，因此在学生发展的过程中，老师对学生的指导是至关重要的。我们在指导过程中，可以帮助学生创设以问题为导向的情境，然后从具体情境中抽象出问题情境，并引导学生进入问题情境，从而有效地指导学生理解抽象的问题，开启解决问题的模式。最终，学生的以计算思维为内在本质的抽象思维能力在这个过程中得到了一定程度的培养。
（二）通过教学案例，提高学生的递归计算思维能力
我们可以把学生生活经验中的案例，在Scratch课堂教学中加以引用，有效指导学生分析问题，并找出解决问题的算法。例如，当教授《小猫走迷宫》这一课时，老师指导学生进行任务分析，研究与游戏有关及技术设计有关的规则，促使学生找到生活经验中的游戏活动的相关因素，这就是在促使他们利用现有知识进行问题分析，从而进一步内化新知识，使其递归计算思维能力得到的提高。
（三）分析整理解决问题的过程，培养任务分析能力和逻辑能力
对学生来说，需要对Scratch中的每个任务，都进行探究分析，通过分析，然后对解决每个任务和问题所需的思维方式进行有效选择，并最终设计出各种指令或算法流程图，使得每个任务得以实现。我们需要指导学生明确需要完成的终极任务是什么，之后，我们可以将这个终极任务细分为几个互相有关联并且易于按逻辑顺序执行的小任务。学生通过解决这些互相有关联并具有逻辑关系的小任务，就像形成算法的步骤一样，不知不觉中完成了任务。最终，学生任务分析能力和逻辑能力，在他们分析整理解决问题的过程中得以培养。
例如，在《小猫走迷宫》这一课中，老师将“小猫走迷宫”设定为学生的游戏设计任务，同时设定了最终目标。首先，我们需要考虑小猫如何才能从迷宫中走出，然后考虑如何控制小猫的走动，如何成功地将反馈小猫从迷宫中走出。在这个思考过程中，已经将任务分解为许多具有逻辑关系的小任务来解决，并找到解决方案。比如说小猫的移动，学生完全可以根据自己的兴趣，选择使用键盘或者鼠标等方式控制小猫的移动。然后，教师指导学生建立迷宫，与此同时，不断增加游戏规则，最后使用侦测、控制和其他代码模块来解决相关问题。教师对学生的任务分析能力和逻辑能力的培养，就这样无形中渗透于分析整理解决问题的整个过程中。
（四）选择最佳程序方案，培养学生计算思维的程序优化能力
有道是“其途之所出，四通而八达”。在Scratch程序的编写过程中，我们还能够发现实现目标的程序不是唯一的，学生可以编写不同的脚本实现同一个效果。在如此众多繁杂的程序中，学生需要选择既不繁琐又不冗长的程序，即选择最佳的方案，这就是体现了学生计算思维中的优化能力。
例如，在《小猫画图形》这一课中，老师布置任务，画出数字8，因为小猫的起点不相同，运行方向也不相同，所以有很多方法可以画出数字8的图形。在本课中，学生只能使用分步语句的方法来控制小猫的行走，导致这个程序的代码块非常冗长。然后在下一课的《小猫排队行》中，针对代码冗长的问题提出了使用重复指令进行程序优化。最终，通过程序的优化过程，不仅选择了最佳方案，而且大大提高了工作效率，还渗透了对学生的计算思维的程序优化能力的培养。
四、结语
在实际教学中，许多学生的操作和创造性思维远远超出了我们的预期。就像在《小猫画图形》这课中一样，学生们想出了如何利用键盘控制小猫前进、后退、提笔和落笔等的方法，小猫就被生动地设计成一支在屏幕中行走的“笔”。这是一个程序优化，创新和创造的过程。因为在整个课堂教学过程中，指导老师需要根据学生实际情况，设计相应的教学方案，选择恰当的引导方法。这也无形中要求我们的老师在教育教学过程中需要不断地自我升华，以便更好地促使学生的计算思维能力得到提升。
参考文献
[1]秦琛.Scratch教学如何培养小学生的计算思维[J].读与写（教育教学刊），2017
[2]董欣欣.基于scratch的小学生计算思维培养的教学案例研究[J].中小学电教，2017
[3]刘承林.计算思维培养视角下高中Python课程教学模式研究.山东师范大学，2019