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通过Scratch教学培养小学生计算思维

发布时间:2019-12-04 17:36:17? 文章来源:/? 作者:养编辑? 阅读:次


(北京市通州区宋庄镇中心小学,101118)


2018年1月教育部颁布了《普通高中信息技术课程标准》,新的课标中明确指出普通高中信息技术课程是一门以全面提升学生信息素养,帮助学生掌握信息技术基础知识与技能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责任感的基础课程。信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。核心素养之一“计算思维”是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生,在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源,运用合理的算法形成解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并迁移到与之相关的其他问题解决中。
“计算思维”的明确界定,对于小学信息技术中Scratch编程部分的教学有着非常重要的指导意义。Scratch是由麻省理工学院媒体实验室专为少儿开发的一款软件,是一种图形化的程序设计工具,通过鼠标拖动指令模块,以搭积木的方式设计程序,并通过一个舞台,让设计者简单、直观地看到设计的结果,将抽象的程序设计可视化。可以充分发挥孩子的个性想象,创造属于自己的故事、动画、游戏、音乐和艺术想象,并可与全世界的爱好者分享创作。
一、基于培养小学生计算思维的游戏化教学模式
1、创设情境,确定主题。 2、明确任务,逐步探究。
3、师生互动,测试调整。 4、有序创作,完善脚本。
5、展示作品,创意延伸。
二、基于培养小学生计算思维的游戏化教学模式应用
(一)创设情境,确定主题
教学游戏《深海捕鱼》是为学生更好的学习小学 《信息技术》第三册第三单元“程序设计小能手”提供的一个范例。学生通过仿制这个范例,可以学习整个教学单元的绝大部分命令模块,可以了解程序设计的基本过程、思想和方法,同时还可以培养学生计算思维能力。
(二)明确任务,逐步探究
用1课时的时间,引领学生学生分析范例,确定游戏的基本要素:
1、游戏名称:深海捕鱼、捕鱼能手、捕鱼达人……
2、舞台背景:海底图片
3、角色:潜水员、小鱼、鲨鱼……
4、音效:海底水泡的声音、螃蟹钳子的声音、鲨鱼拍水的声音
5、游戏规则:
(1)游戏者用鼠标控制潜水员捕鱼。
(2)潜水员碰到小鱼,小鱼就消失,屏幕显示捕鱼数量。
(3)潜水员碰到鲨鱼或螃蟹,潜水员减血,当失血量达到 100 时,游戏结束。
通过分析、确定游戏的基本要素,为初步形成问题解决方案建立结构模型。
(三)师生互动,测试调整
在这个阶段,用11课时的时间,引领学生灵活调控角色,优化脚本,充实游戏。
1、绘制或自选游戏“背景”与“角色”。
2、学会用“外观”、“动作”模块使角色动起来。
3、学会用“声音”模块播放声音、乐器音效。
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4、学会用“控制”模块,如等待、重复、广播等命令,增加游戏控点。
5、学会用“侦测”、“变量”“数字和逻辑运算”模块实现角色交互功能。
6、调整程序结构,精简优化脚本。
通过渐进式的学习,通过判断、分析与综合各种信息资源,运用合理的手段解决实际编程问题。
(四)有序创作,完善脚本
在学习众多命令模块和三大程序结构时,要由浅入深的循序渐进,逐步的为各个角色编制脚本完善脚本。如讲解《制作简单动画》一课时,首先确定这一课的教学重点是认识“重复执行”和“重复执行N次”两个命令模块的作用与区别,了解循环结构程序设计思想,学会使用循环结构制作简单动画。具体编程是让大鲨鱼自由的游动起来,课上可以这样做:
1、上课一开始先让一名学生试玩游戏,其他学生观察大鲨鱼的动作,在头脑中构思脚本,然后进行短时间的上机编程尝试。
2、教师在巡视过程中遴选出三个有针对性的脚本,并提出设问:三个脚本哪一个可以使大鲨鱼持续的游动起来?
3、学生带着问题在小组内进行实验与讨论,之后各小组选出代表依次进行汇报。
A组实验脚本A,得出结论:这是一个顺序结构,脚本里面有5个相同内容的命令模块组,脚本按照从上到下的顺序的执行。实际效果是大鲨鱼游动了5个10步,然后停止。
B组实验脚本B,得出结论:这是一个有限循环结构。B脚本里有和脚本A一样的命令模块组,但是这个脚本使用了“重复执行N次”命令模块,这个命令模块可以使循环体内的命令模块组按照指定的次数循环运行。实际效果与脚本A是一样的,大鲨鱼游动了有限的步数,然后停止了。但是脚本被简化了,节省了编程时间,还便于检阅。
C组实验脚本C,得出结论:这是一个无限循环结构。C脚本里也有和脚本A一样的命令模块组,脚本中使用“重复执行”命令模块可以使循环体内的命令模块组无限次数的循环运行。实际效果是大鲨鱼一直不停的在舞台内游动,可以实现我们的预期设计。
就这节课来说,分组学习活动可以使学生通过比较、分析、验证和讨论,轻松理解“重复执行”和“重复执行N次”两个命令模块的作用与区别,进一步的了解了循环结构程序设计思想,并利用循环结构设计制作简单动画,便于其他角色甚至其他游戏的模型化编程。
(五)展示作品,创意延伸
在这一部分用4课时的时间,学生对游戏进行升级或者创作新游戏。通过总结和拓展,让学生总结编制“深海捕鱼”游戏的过程与方法,并便于用模型化的方式迁移到与之相关的其他程序的开发中。
三、反思
通过师生共同分析教师提供的教学游戏“深海捕鱼”得出的游戏基本要素,是比较容易得出的一个清晰的模式。但在“创意延伸”环节,制定新的编程任务的环节应该是由学生通过小组交流和讨论,将自己有关游戏的构想由零碎的片段变成一个具体的可以实现的模式。这个过程中学生经历了建模、抽象、自动化等计算思维的训练。
按照计算思维的要求,“创意延伸”这个步骤应该是学生在能够解决问题之后,将这种解决问题的思路和方法推而广之,成为解决某一类问题的普遍的方法,并内化为学生的核心素养。在给出的基于计算思维的Scratch游戏化教学模式中,在“创意延伸”这个环节,将焦点放在“再利用和再创作”上。主要是考虑到对于小学生这种迁移的能力不是太好去衡量,希望通过“再利用和再创作”,让学生在这个过程中,去内化和迁移知识与能力。
总之,在小学信息技术教学中,以Scratch为代表的可视化图块式编程工具,相比于传统编程设计软件更易于被学生接受,其操作难度低、内容丰富,对学生而言是一款十分合适的学习编程的入门软件。在教师的引导下,学生在独立运用Scratch软件进行编程的过程中,需要创设精彩的游戏情境,明确具体的学习任务,逐步的完善脚本形成作品,最终能够用形式化、抽象化、自动化、模型化、的方式去解决其他问题,顺利进行知识与能力的迁移。久而久之则可以在潜移默化中提升学生的计算思维能力。

作者简介:曹春雷(1978.04-),男,北京人,通州区宋庄镇中心小学,大学本科,职称:教师;研究方向:信息技术教育。


本文来源:通过Scratch教学培养小学生计算思维:/lunwen/3297.html

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