立足信息技术课堂，培养学生计算思维

    赵楚君

    计算思维起源于计算科学，是当前信息技术教育中的研究热点。要将抽象的计算思维能力培养设计成学生易于接受的形式，载体的选择非常重要。而利用可视化图块式编程工具，学生只需要拖动图形就可以轻松创作出蕴涵故事情节的游戏和故事等编程制品。因此，针对计算思维融入可视化编程教学的途径，笔者做了以下思考。

    敢于创新，培养计算思维

    传统的教学创新严重不足，发展受限，新课改就是想打破这一现象，还原教育生态的多样化。而运用可视化编程，能极大地激发的学生想象力。例如，笔者执教《可视化编程游戏：大鱼吃小鱼》一课时，跳出传统的顺序选择等语言教学，采用提出问题、分析问题、解决问题的方式综合培养学生的计算思维能力。

    师：这位同学对游戏进行了改进，大鱼咬中时能切换造型了，我们来看下还有没有其他创意？你觉得这个游戏还能改进吗？

    生1：吃掉小鱼后，大鱼变大。

    师：类似超级玛丽，非常棒的创意！

    生2：小鱼发现大鱼在追它，会突然加速跑掉。

    师：更接近现实生活，逃生的本能，赞！

    生3：吃完这一片小鱼后，进入另一个海域，里面的小鱼更厉害。

    师：类似闯关游戏，非常有特点！

    ……

    类似的奇思妙想非常非常多，虽然最后未必能实现预想的效果，但是拓展的深度与广度都有了，学生的自主创造还会远吗？创新意识不会凭空产生，它需要有一个依托，也需要长期的培养，教师需要做的就是搭建平台，使创新意识的培养更合理，更有连续性，层层递进，逐步培养学生的计算思维。

    动态生成，启发计算思维

    教师在课前都会准备教案，但如果每节课都按照预设的教案演绎，有“意外”发生时，立即制止或忽略，会让学生觉得沉闷老套，无法全身心地投入，而如果能及时抓住课堂生成的“状况”并处理好，就能形成良好的教学资源。

    例如，在《火柴人跳舞》的教学中，大部分学生按要求给角色绘制了不同的“造型”，利用脚本的“下一个造型”让角色动起来。

    虽然再三强调不要把角色直接画在背景舞台上，但还是有一位学生忽略了此提示，在删除默认角色小猫后，把新建角色直接画在了舞台上。不过，他画了很多个舞台，并在每个舞台上画了动作不同的“火柴人”。他用的脚本是“切换下一个背景”。当“点击绿旗”后，也出现了火柴人运动的效果。笔者起初想责备该学生不认真听讲，但转念一想，这何尝不是很好的“生成”资源呢？因为在可视化编程界面上，“舞台”和“角色”是并列的。很多时候，学生容易混淆“舞台”和“角色”，是因为他们并没有分清两者的异同。于是，笔者便问学生：“‘舞台是角色吗？”学生不能很肯定地回答。于是，笔者建议他们打开控件区，比较“舞台”模块和“角色”模块有什么不同。有了对比后，笔者再帮助学生进行归纳：“‘舞台也可以看成是角色，不过这个‘角色通常是静止不动的，不需要设置它的动作。一般把不需要参与运动的背景图放在‘舞台上，而把需要运动的部分归为‘角色。”有了这样的思维过程，学生就更容易理解“舞台”与“角色”的不同使用方法。

    课堂上有很多这样随着师生活动而生成的资源，这些不同观点稍作修改与利用，就会成为培养学生思维习惯的教学资源。

    以迂为直，体验计算思维

    在教学时，应关注思维的过程，而不仅仅是模仿的结果。例如，在《小猫出题》一课中，学生开始接触“变量”这个概念。执教时，有教师先把“加数1”“加数2”“和”三个变量全部新建好，再做下面的程序。这就出现一个问题，学生都会想当然地将“和”这个变量放在“等于号”后面，导致程序出错。但此“和”非彼“和”，新建的变量“和”，是用在判断里的，判断回答者的答案与之是否相同。

    可如果向小学生解释，很容易让他们越听越糊涂。基于此，笔者改变策略，先只新建“加数1”和“加数2”这两种变量。那么，“等于号”后面放什么呢？自然是放“侦测”里的“回答”，它表示的是做题人的“回答”。这个很好理解，学生都不会错。之后，学生总结出搭建有变量程序的步骤：①新建“变量”;②给“变量”赋值;③进行条件判断。根据这三个步骤，到了条件判断时，为了让回答者的答案与标准答案相比较，此时就需要出现一个新的量，就是“标准答案”。它从哪里来？因为已有模块里没有，所以又需要新建“变量”——“和”，因此这个变量在最需要它的时候出现了。这种理解是“顺序式”的理解，顺着“思维流”一路流淌下来，比较适合刚学习编程的学生。

    优化学习，养成计算思维

    教学不能像机械转动一样，按照固定的程序进行运转，教师要善于根据条件和需要，对教学方法进行艺术性的再创造、再加工，并灵活地、艺术地运用于教学實践中。要给予学生充分自主学习、探究的机会。自主学习与探究必定会引发形形色色的问题，这也就要求教师要引导学生优化学习，从而养成计算思维习惯。

    《画正多边形》一课，一般教学中，从画线开始，到画三角形、正方形、正五边形……从而得出画正多边形的规律：重复的次数为正多边形的边数，重复执行的内容为：移动合适的步数，旋转360度除以边数所得的度数。整个流程就像程序语句的顺序执行方式，一句接一句，学生只是机械地跟着流程一步步往下走，没有思维探索的过程。而计算思维过程强调问题的求解，教师纯“演示”的方式，未能有效给学生足够的认知机会，学生也就无法理解为什么要这样确定重复次数和旋转角度。

    下面优化一下教学流程：从画正五边形开始，教师不再操作，而是让学生通过画三角形和正方形的脚本以及对图形的分析探索重复次数、正多边形的边数以及旋边的角度三者之间的关系，尝试画正五边形、正六边形等，总结画正多边形的规律。当学生总结出规律后，教师再从数学知识的角度出发讲解旋转度数的原理，即一个正多边形所有外角的和为360度，每一个外角的度数等于360除以正多边形的边数。而画正多形边时每次旋转的角度正好是正多边形的一个外角。这样的方式能够让学生更加深入地理解知识点，同时又能因获得了新的数学知识而增加了自信和兴趣。

    由此可见，养成计算思维就要求教师优化教学，学生优化学习，让求知思路从需要出发，通过知识的迁移推进问题探究的过程，在产生学习需要的基础上，积极实施探究行为。要让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，合理组织数据综合各种信息资源，从而进行分析与判断，达到解决问题的目标。

    总之，计算思维对现代信息技术教学影响深远。在小学可视化编程教学中，教师在关注知识与技能的同时，更应引导学生学会“思考”，关注学生良好思维习惯的养成，长期不懈地坚持，只有这样才能促进计算思维在课堂中的有效落实。