【摘要】文章首先介紹Scratch的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，其次闡述在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的內(nèi)涵及重要性，最后提出在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的實(shí)踐策略，旨在提高學(xué)生的編程能力和計(jì)算思維能力。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維；Scratch；編程；教育

作者簡(jiǎn)介：張浩（1991—），男，江蘇省淮安市新安小學(xué)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，編程教育逐漸成為一種培養(yǎng)學(xué)生能力的重要方式。Scratch作為一款適合初學(xué)者的編程工具，得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。Scratch編程教育并非簡(jiǎn)單的語言教學(xué)，而是要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，計(jì)算思維是一種解決問題的思維方式，不僅在編程領(lǐng)域具有重要作用，而且對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展也具有非常重要的作用。文章探討在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的策略。

一、Scratch的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

Scratch是一種非常受歡迎的視覺化編程語言，使用對(duì)象主要為青少年和教育工作者。Scratch具有許多特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，它在編程教育領(lǐng)域中具有一定的價(jià)值［1］。

首先，Scratch采用視覺化編程界面，用戶可以通過拖拽圖形模塊來實(shí)現(xiàn)程序的構(gòu)建，而不需要編寫復(fù)雜的代碼。這種程序構(gòu)建的方式極大地降低了編程的門檻，初學(xué)者也能很快地開始學(xué)習(xí)編程，而不需要深入了解復(fù)雜的語法和語義。

其次，Scratch非常易于學(xué)習(xí)，其擁有簡(jiǎn)單易懂的界面和語法。即使是沒有編程經(jīng)驗(yàn)的人，也可以通過簡(jiǎn)單的操作開始學(xué)習(xí)。此外，Scratch擁有大量的教學(xué)資源和社區(qū)支持，用戶能夠更快地學(xué)習(xí)和掌握編程技能。Scratch是一款開源的編程語言，用戶可以免費(fèi)下載并在多個(gè)平臺(tái)上使用。Scratch的開放性促進(jìn)了用戶間的分享和交流，為用戶創(chuàng)造了更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和資源。用戶可以共享項(xiàng)目、游戲或動(dòng)畫，也可以下載他人的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)和改進(jìn)。Scratch還非常鼓勵(lì)用戶進(jìn)行自主創(chuàng)作，用戶可以通過Scratch制作自己的動(dòng)畫、游戲等內(nèi)容，這種創(chuàng)造性的編程方式可以激發(fā)用戶的想象力和創(chuàng)造力，提高編程的樂趣和吸引力。用戶還可以通過Scratch與其他用戶分享作品，這種分享可以促進(jìn)編程教育的互動(dòng)和發(fā)展。

最后，Scratch具有豐富的功能和擴(kuò)展性，包含多種編程語句、音視頻媒體支持控件等，用戶可以通過Scratch實(shí)現(xiàn)各種有趣的應(yīng)用。雖然Scratch是一種視覺化編程語言，但是它具有足夠的功能和擴(kuò)展性，可以讓用戶創(chuàng)造更多有趣和有用的應(yīng)用程序。

總之，Scratch作為一種免費(fèi)、易學(xué)易用、開放性強(qiáng)、創(chuàng)造性和功能強(qiáng)大的視覺化編程語言，已經(jīng)成為教育工作者首選的編程教育工具之一。通過Scratch，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)編程的同時(shí)，創(chuàng)造自己的作品，享受編程的樂趣。

二、在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的內(nèi)涵及重要性

計(jì)算思維可以幫助人們解決問題、推理和創(chuàng)造新的知識(shí)。在Scratch編程教育中，計(jì)算思維可以幫助學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維能力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力等，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展和未來的職業(yè)發(fā)展都具有重要意義［2］。

在Scratch編程教育中，計(jì)算思維主要包括以下四個(gè)方面：一是抽象化，即將實(shí)際問題轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的形式，如將一個(gè)游戲中的角色、關(guān)卡等轉(zhuǎn)化成代碼中的對(duì)象和變量；二是分解與模塊化，即將復(fù)雜的問題分解成多個(gè)小問題，然后設(shè)計(jì)模塊來解決每個(gè)小問題，最終將所有模塊組合起來解決大問題；三是算法設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)合理的算法來解決問題，如游戲中的移動(dòng)、跳躍等操作都需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法；四是邏輯思維，即Scratch編程需要嚴(yán)密的邏輯思維，如條件判斷思維、循環(huán)思維等。

計(jì)算思維在Scratch編程教育中的重要性主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：一是幫助學(xué)生理解和應(yīng)用抽象概念和思維方式，為他們未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；二是幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基本原理，促進(jìn)他們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的深入理解；三是培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力；四是增強(qiáng)學(xué)生的編程思維和編程技能，為他們未來從事計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的工作打下基礎(chǔ)。

三、在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的實(shí)踐策略

（一）強(qiáng)調(diào)問題解決的過程

在Scratch編程教育中，強(qiáng)調(diào)問題解決的過程是非常重要的。這是因?yàn)榫幊瘫举|(zhì)上是一種解決問題的方式，而編程教育并不僅是為了教學(xué)生編寫程序，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

首先，在Scratch編程教育中，教師應(yīng)該注重教學(xué)內(nèi)容的問題導(dǎo)向性。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該針對(duì)具體的問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的課程和項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)編程知識(shí)和技能。例如，教師可以設(shè)計(jì)一些與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的問題，如引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)可以幫助老人記憶日常用品的小程序，或者設(shè)計(jì)一個(gè)可以自動(dòng)垃圾分類的游戲。這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以讓學(xué)生在解決問題的過程中逐步提高計(jì)算思維能力［3］。

其次，在Scratch編程教育中，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的分析和設(shè)計(jì)能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)和算法設(shè)計(jì)，幫助他們將復(fù)雜問題分解成多個(gè)小問題，并分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和模塊，最終組合成一個(gè)完整的程序。這樣可以讓學(xué)生在解決問題的過程中逐步提高分析和設(shè)計(jì)的能力，同時(shí)也可以培養(yǎng)他們的系統(tǒng)思維能力和抽象思維能力。

最后，在Scratch編程教育中，教師應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。測(cè)試和調(diào)試是程序開發(fā)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，也是解決問題的關(guān)鍵步驟。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行程序測(cè)試和調(diào)試，可以讓他們逐步理解和掌握程序開發(fā)過程中的問題解決策略，提高他們的計(jì)算思維能力。

綜上所述，強(qiáng)調(diào)問題解決的過程是Scratch編程教育中非常重要的實(shí)踐策略。教師注重教學(xué)內(nèi)容的問題導(dǎo)向性、培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)的能力及引導(dǎo)學(xué)生測(cè)試和調(diào)試，可以有效提高學(xué)生的計(jì)算思維能力，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）逐步引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)作

在Scratch編程教育中，學(xué)生的自主創(chuàng)作是非常重要的一環(huán)。學(xué)生可以通過Scratch制作動(dòng)畫、游戲等內(nèi)容，并分享給其他人。這種自主創(chuàng)作的過程可以激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，提高編程教學(xué)的樂趣和吸引力［4］。在Scratch編程教育中，教師應(yīng)該逐步引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)作，具體包括以下四個(gè)方面。

首先，提供合適的項(xiàng)目啟發(fā)。教師可以通過提供合適的項(xiàng)目啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考自己的編程項(xiàng)目?jī)?nèi)容，并將其實(shí)現(xiàn)。如，教師可以提供一些小游戲的創(chuàng)意，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)游戲的規(guī)則、界面、關(guān)卡等。

其次，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的功能和模塊。Scra-tch提供了豐富的功能和模塊，學(xué)生可以嘗試不同的功能和模塊，發(fā)現(xiàn)其中的奧秘，從而更好地實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。教師在鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的功能和模塊時(shí)，應(yīng)該給予學(xué)生必要的指導(dǎo)。

再次，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)作的過程中，學(xué)生需要進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，將自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為具體的編程方案。教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，幫助他們將復(fù)雜的問題分解成多個(gè)小問題，并逐步實(shí)現(xiàn)每一個(gè)小問題。

最后，提供必要的技術(shù)支持和反饋。在實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)作的過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種技術(shù)難題，因此，教師應(yīng)該提供必要的技術(shù)支持和反饋，幫助學(xué)生克服技術(shù)難題，從而實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)作。

（三）設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目實(shí)踐

教師設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和編程能力的重要策略之一。如果項(xiàng)目具有足夠的挑戰(zhàn)性，就可以激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，同時(shí)也能夠鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力。教師在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，需要考慮以下四個(gè)方面。

首先，教師設(shè)計(jì)項(xiàng)目的難度。項(xiàng)目的難度應(yīng)該與學(xué)生的水平相匹配，既不能過于簡(jiǎn)單，也不能過高。對(duì)于初學(xué)的學(xué)生，教師可以設(shè)計(jì)一些基礎(chǔ)的項(xiàng)目，如編一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器程序；對(duì)于高階的學(xué)生，教師可以設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的項(xiàng)目，如編一個(gè)人工智能游戲或者機(jī)器人控制系統(tǒng)。

其次，教師引導(dǎo)學(xué)生思考和分析。在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和分析，幫助他們理解項(xiàng)目的需求和實(shí)現(xiàn)的方案。如教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析項(xiàng)目的功能和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

再次，教師提供必要的幫助和指導(dǎo)。在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種問題，此時(shí)教師需要及時(shí)提供必要的幫助和指導(dǎo)。如教師可以提供一些模板程序和代碼示例，讓學(xué)生參考和借鑒。

最后，教師鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新和自主探究。在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自主探究，讓他們發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，提出新的項(xiàng)目需求和實(shí)現(xiàn)方案。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)

教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)是一種培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的有效途徑。合作學(xué)習(xí)可以促進(jìn)學(xué)生的相互交流，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在Scratch編程教育中，教師可以設(shè)計(jì)小組編程項(xiàng)目，讓學(xué)生合作完成編程項(xiàng)目。

小組編程項(xiàng)目可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、協(xié)作能力和溝通能力。教師在設(shè)計(jì)小組編程項(xiàng)目時(shí)，可以設(shè)置任務(wù)分工，讓不同的學(xué)生負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，同時(shí)教師設(shè)置不同的項(xiàng)目難度級(jí)別和主題，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和興趣。此外，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行代碼審查和反思，幫助他們發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤，提高編程質(zhì)量。

以游戲設(shè)計(jì)編程項(xiàng)目為例，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的跳躍游戲編程項(xiàng)目，讓學(xué)生分工合作，其中一部分學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)游戲場(chǎng)景和角色，另一部分學(xué)生負(fù)責(zé)編寫游戲邏輯和程序代碼。

以仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)編程項(xiàng)目為例，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)編程項(xiàng)目，讓學(xué)生分工合作，其中一部分學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)用戶界面和交互，另一部分學(xué)生負(fù)責(zé)編寫數(shù)據(jù)處理和預(yù)測(cè)的算法。

以機(jī)器人控制編程項(xiàng)目為例，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)編程項(xiàng)目，讓學(xué)生分工合作，其中一部分學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)機(jī)器人硬件和機(jī)械結(jié)構(gòu)，另一部分學(xué)生負(fù)責(zé)編寫機(jī)器人控制程序。

這些小組編程項(xiàng)目都具有一定的難度和挑戰(zhàn)性，能夠提高學(xué)生的計(jì)算思維和編程能力。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生相互協(xié)作，共同解決問題，有效提高了團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

（五）提供多樣化的編程素材和資源

教師提供Scratch編程教學(xué)視頻，可以幫助學(xué)生更深入地了解Scratch的功能和用法，同時(shí)也能夠?yàn)閷W(xué)生提供更直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。視頻可以涵蓋Scratch的基礎(chǔ)知識(shí)、高級(jí)編程技巧、項(xiàng)目實(shí)踐等方面。

教師提供豐富的編程案例，可以幫助學(xué)生了解編程在實(shí)際生活中的應(yīng)用，同時(shí)也能夠讓學(xué)生更好地理解編程的概念和技術(shù)。編程案例可以涵蓋游戲設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、模擬系統(tǒng)等方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣自主學(xué)習(xí)。

此外，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的編程作品和經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生在共同交流中獲得更多的靈感和創(chuàng)新思路。如教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參加編程競(jìng)賽，讓學(xué)生可以與其他Scratch編程愛好者交流和分享經(jīng)驗(yàn)，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。

結(jié)語

教師在Scratch編程教育中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，能夠有效提高學(xué)生的編程能力和解決問題能力，從而為學(xué)生的終身發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教師應(yīng)該順應(yīng)信息時(shí)代發(fā)展的需要，重視編程教育，創(chuàng)新編程教育策略，為國(guó)家的信息技術(shù)發(fā)展培養(yǎng)人才。

【參考文獻(xiàn)】

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