流程图助力小学生 Scratch编程解决问题能力培养

    卫梦婷 钱耀刚

    

    

    

    Scratch课程的目的不是把学生培养成编程高手，而是让学生通过搭积木的方式创造出互动式故事、动画、游戏、音乐等程序，其重点是在此过程中培养学生的信息素养，训练学生的问题求解能力。本研究从程序流程图应用于Scratch趣味编程教学的角度出发，以苏科版小学五年级Scratch部分课程为例，提出教学设计方案并在无锡市河埒中心小学五年级开展教学实践，从Scratch教学中的应用、实施及效果等方面进行探究。本文例谈如何应用流程图解决Scratch程序设计中遇到的棘手问题，从而更好地培养学生的创新思维能力，真正提高学生的信息素养。

    ● 主题任务流程化，帮助学生化繁为简

    程序流程图是指通过对输入输出数据和处理过程的详细分析，将计算机的主要运行步骤和内容标识出来。因此，直观清晰的流程图能够帮助学生的设计语言逐步从自然语言向抽象的程序设计语言转换，能够帮助学生理清任务的每一个环节，以及这些环节搭建脚本时各个控件之间的关系，并逐步形成整体的图示概念。

    例如，在《花朵缤纷》一课中，教师将花朵缤纷出现在舞台上的行为分为六个环节：“绘制一片花瓣”“将一片花瓣变成一朵花”“由一朵花演变成N朵花”“让花儿随意开放”“让花儿缤纷开放”“还可以让花儿……开放”。前五个环节层层递进，让学生在完成各个任务的同时不断在原本的流程图上进行修改完善，最终完成一个花朵缤纷的动画。最后一个环节是鼓励学生进行优化动画的思考与实践。

    用流程图帮助学生对准备设计的作品进行系统建模，在设计角色和舞台时学会将场景的口头语言描述转化为程序设计语言，这样学生搭建脚本就顺理成章了（如图1、图2）。

    流程图是使用图形表示算法的思路的一种极好的方法。通过对流程图的梳理，既能很好地展示学生的设计思维，也能综合体现学生的表达、总结、转化能力以及计算逻辑思维与优化能力，它是培养学生学会思考、分析问题、解决问题和创造性思维的有效途径。

    ● 问题分解流程化，促使学生化难为易

    程序流程图是人们对解决问题的方法、思路或算法的一种描述。这种图能够将问题分解，形象直观，各种操作一目了然，便于学生理解较难的程序过程，理清程序中的各个逻辑关系。

    教学片段：

    任务：赛车偏离轨道后纠正方向。

    师：装上“传感器”后，如何使“传感器”发挥作用？

    在这里，如果左边红色的“传感器”碰不到路面，赛车应该向哪个方向调整？我们可以让学生通过流程图来了解轨道偏离判断后左右方向的纠正（如图3），进而引导学生分析Scratch中的“侦测”来模拟“传感器”的读值，再通過条件控件对方向进行判断。

    这一环节引入了“侦测+判断”模拟判断传感器返回值，巧借上一任务的流程图，延续流程图环节，引导学生根据流程图描述自己编写的脚本含义，利用侦测和条件语句实现上述任务。在这个过程中，学生学会了用语言表达逻辑思路，再将逻辑转换为图框，最后搭建脚本。而这个过程中流程图就是检验是否有错误地方的重要依据。

    引导学生主动发现问题，修改一些参数固然可以使速度提高，但是当速度达到一定程度时，稳定性必然受影响。要培养学生知识迁移的能力，将传感器的位置、数量也考虑在内，自行改装并加以测试，最终给出较为理想的成绩。最后能够将整个赛车游戏流程图绘制完整，并找到对应的脚本拖拽完成（如图4）。

    当学生搭建脚本遇到困难时，可以立即参照之前绘制的流程图，根据流程图的每一个部分搭建脚本，使得搭建脚本的过程更高效。因此，绘制流程图能够帮助学生进一步理清任务的思路，运用流程图可以帮助学生理解角色行为设计的思路，也可以帮助他们快速找到对应的脚本，完成“搭积木”式的编程。

    ● 项目分析流程化，训练学生高阶思维

    通过Scratch培养学生的另一个重要思维就是设计思维，设计思维是指设计者解决问题的方法。其实绘制流程图的过程就是创作作品的一个初步构思和设计的过程，也是项目分解的过程。这个过程是把学生难以看到的设计思维用可视化的图框表示出来。

    例如，面对《吃豆子游戏》这个综合性较强的游戏设计，教师借助流程图则可以帮助学生分解难点，把复杂问题作为项目深度剖析为简单可行的操作。《吃豆子游戏》中有两个角色“吃豆人”和“豆子”，因此流程图主要分两部分。

    第一部分：吃豆人。

    （1）吃豆人左右移动。

    师：事件“吃豆人向右移动”是如何响应的？

    在《吃豆人游戏》中，学生可以通过绘制Scratch程序流程图来分析角色行为及运动情况，并最终在Scratch中实现。这样教师教授了吃豆人向右移动的流程图及脚本后（如图5），学生就自然而然地迁移学会搭建吃豆人向左移动的脚本。

    （2）吃豆人吃豆子。

    A.吃豆人吃

    师生逐步生成流程图及脚本（如图6）。

    B.豆子被吃掉

    当遇到“吃豆”这种复杂问题时，就需要学生进行任务的流程化，通过Scratch故事描述框进行抽象，提取角色相关的行为，将口头描述语言转化为程序设计语言。

    第二部分：豆子。

    A.出现

    B.下落

    C.多颗豆子（复制）

    教师带着学生一起回顾流程图，找到与流程图相应的角色行为控件（如图7、图8）。

    值得注意的是，教师在指导学生去实现思考解决项目问题时，要注意运用计算思维的方法引导学生去解决，而学生运用流程图与行为框图对角色舞台抽象建模就是一种很好的培养高阶思维能力的方式。

    程序流程图在教学中能有效提高学生的思维品质、自主探究能力、协作学习能力等，从而促进学生高阶思维的形成，大大提高Scratch教学效果。在小学信息技术趣味编程学习中引入流程图不失为一种有效的学习方法，更是培养学生高阶思维的一种有效途径。

    ● 总结与展望

    本研究立足于将流程图应用于当前小学Scratch趣味编程课程教学中，通过系列理论与实践研究，笔者发现将流程图运用于小学Scratch课程教学中具有积极意义和优势。教师可以运用流程图，通过线框引导学生参与教学环节的整理，提高学生的学习积极性及成就感。通过绘制流程图，学生能根据主题分析作品，建构知识网络体系，列出条理清晰的制作思路，多方位丰富作品结构，并在此基础上碰撞出智慧的火花，以此发展发散思维和创新能力，提高解决实际问题及自主探究能力。因此，应当有更多的一线教师和学者加入到流程图在Scratch课程教学中的应用研究中来，丰富和完善Scratch课程教学策略与方法，让流程图在教学中的应用日益科学化和系统化。