——以“求35和14的最大公因数”教学为例

  Scratch是一种可视化图块式编程工具，其特点为使用者可以不认识英文单词，也可以不会使用键盘。构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现，用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以了。Scratch寓教于乐的形式非常明显，对小学生而言是款十分合适的编程学习入门软件。在小学信息技术课程教学中，以此为基础开展教学，能够充分激发学生的兴趣、想象力，培养逻辑思维能力。学生在独立运用Scratch软件进行创意编程的过程中需要创设精彩的故事情境，为了实现这个目标，必须要考虑运用什么样的循环语句等问题，进而可以提高小学生解决问题的能力，久而久之，则可以在潜移默化中提升小学生的计算思维能力。
　　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。2011年ISTE联合CSTA提出，计算思维是一个问题解决的过程，该过程包括制定问题、分析数据、抽象、设计算法、选择最优方案、推广六大要素，以及自信、坚持、宽容、解决开放问题的能力和与他人交流合作的能力。从这些定义和解释中，得出计算思维必须包含很多独有的要素，因此，根据在Scratch教学中的实践和探究，同时结合小学生的年龄特点和发展规律，认为在小学阶段计算思维应该包含以下五个基本要素：①自动化，即计算机科学的方式；②算法，即对问题的各种分析和思考；③逻辑，即各种问题引发出来的相互关系和可能性；④优化，即对问题的解决方案进行更好的完善；⑤抽象，即利用计算机科学的方式对问题解决的方法和思路进行归纳和整理。
　　一、学习Scratch创意编程，可以培养小学生的计算思维能力
　　在小学阶段学生的抽象思维能力还存在一定的不足，特别是在信息技术教学的过程中，很多编程程序的学习都需要学生发挥抽象思维能力，所以有的学生在信息技术课程中的学习存在一定的问题，而且对这门课程的学习丧失乐趣和信心，但是Scratch编程的进入，由于标准比较低，便于操作，学生也容易接受。学生在学习Scratch创意编程时，会涉及许多数学知识，这就需要结合学校内学到的数学知识来解决编程问题。通过学习Scratch编程让学生在动画、游戏设计过程中逐渐形成逻辑分析、独立思考、善于创新的思维方式，学会提出问题和解决问题。因此，在不断探索的过程中，学生的数学知识也会越积越丰富，创作能力也越来越强。
　　在Scratch编程学习中，计算思维体现在逻辑的组织和分析数据上，并且通过模型和模拟等抽象来表示数据。想要完成程序的编写，要对程序的每项任务进行分析，把抽象的问题转换成具体的程序任务，再根据各个任务要求思考解决方案，并设计出适合自己需求的指令算法。比如：老师在讲解求35和14的最大公因数时。首先，我们设计一个算法。最大公因数：指两个或多个整数共有约数中最大的一个。关系式：数a除以最大公因数的余数是0；数b除以最大公因数的余数是0；两个等式要同时成立。算法设计：（假设法）先假设两数中较小的数为最大公因数，依次用两个数去除以假设的最大公因数，检查两次除法的余数，只要有一个不为0，则将最大公因数减1后再检验余数，直到两次余数都为0。《九章算术》提到“更相减损术”也可以用来求两个数的最大公因数。其具体步骤是“可半者半之，不可半者，副置分母子之数，以少减多，更相减损，求其等也。以等数约之。”后来人们发现，只用减法运算，也能求出两数的最大公因数。这种方法叫辗转相减法，其特色是做一系列减法，从而求得最大公因数。用辗转相减法求两个自然数35和14的最大公因数，（用大数减去小数）第一步：35-14=21；第二步：21-14=7；第三步：14-7=7；7＝7，所以最大公因数是7。Scratch编程中的每一项任务，都需要学生先进行分析，再思考问题解决的方式方法，最终设计出符合需求的指令算法。老师引导学生进行游戏设计的时候，学生可以根据重复和不断增加的准则，逐渐深入，不断尝试使用交互和多场景交換的模式，从而熟练掌握算法结构等相关内容，培养计算思维能力。
　　二、学习Scratch创意编程，可以提高小学生的学习主动性
　　Scratch不需要像传统编程软件那样逐行地“敲”代码。而是通过拖拽已经定义好的程序模块，将繁琐的编程语法以及语句结构做成可视化的指令块，然后采用搭积木的方式快速实现程序的编写。图形化的编程减少了识忆性的要求，将学生从死记命令及命令的使用参数中解放出来。学生学习Scratch编程的过程不再是枯燥的命令组合的集成，整个编程就像儿童在搭有趣的积木玩具，同时在Scratch的舞台区，会对学生的积木式程序自动进行演示，学生可以很直观地看到各种脚本设计所呈现出来的实际效果，这种借助Scratch进行编程学习的方式就是一种自动化的计算机科学方式。
　　在Scratch编程课堂上，我们鼓励学生自己创作作品，在创作的过程中不仅学得了科学、数学、美术、语文等多个领域的知识，而且也获得了成就感和满足感。另外学校可以定期举办Scratch创意编程分享会，让学生们彼此体验他们自己编程的游戏，互相提出改进方式方法，通（下转第102页）（上接第103页）过这个过程大大激励了孩子的成就感和学习欲望，从而提高小学生学习的主动性。
　　三、学习Scratch创意编程，可以激发小学生的创造力
　　程序设计文化、算法思维、计算思维这三者至少在教学目标、教学内容、实现途径三方面存在不同。程序设计文化是以掌握一种程序设计语言使用方法为基本目标，并在此基础上让学生认识到当前计算机与程序设计的重要性。程序设计文化重点在高级语言及编程技巧上，并通过大量编程训练来完成。算法思维是以程序设计为载体，让学生能清楚地理解问题解决的规则，能够认识到问题的起点、边界和限定范围，按部就班地完成任务或解决问题。算法思维尽管涉及程序，但更关注算法的实现，强调的是通过算法来理解计算机对预设问题的解决过程，并能清楚地分析问题解决的优劣。至于计算思维，可以通过程序设计但也不是唯一通过程序设计来实现培养。计算思维是从机械计算的实现过程来理解解决信息处理问题的一般方法以及机械计算所特有的技巧，并能认识机械计算与人脑计算的优劣。
　　Scratch编程软件的优势是易学且功能强大，有助于小学生发挥自己的想象力，而在动手创作过程中，他们的学习积极性、想象力和创造力会得到极大的锻炼。学生可以用Scratch中已有的素材，发挥自己的想象力制作游戏、动画，还可以自己设计素材。孩子只要敢想，在我们的指导下，就能完成他们心目中的游戏。
　　总之，在小学信息技术教学中，Scratch编程作为可视化模块式编程工具受到了学生的喜爱。操作比较便捷，内容多种多样。指导学生在处理问题的过程中，不断的加强创造思堆能力。在计算机演示和测试的时候，能够完成自己喜爱的作品，加强了学生的计算思维能力。作为一线信息技术教师，应该对Scratch软件进行深度学习，以教材为立足点.根据学生现有技术水平和思维能力，进行本土化的教学设计，积极实践，不断反思，让学生的计算思维能力得到更高更好地培养和发展。