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基于计算思维培养的小学可视化编程支架式教学探究 洪朝宗 郑刚摘要：计算思维是信息技术学科核心素养之一，它的重要性不言而喻通过支架式教学，在信息技术学科中培养学生的计算思维可视化编程是一种图形编程，学生乐于接受它;它对于学生的计算思维培养是一个很好的着力点计算思维培养是目的，支架式教学是方法，可视化编程是手段，把三者有机结合起来;既可传承计算机原有的知识与概念，又可开发、拓展学生的计算思维，提升学生思维的严谨性与逻辑性关键词：计算思维;支架式教学;可视化编程：G642 ：A：1009-3044（2020）35-0105-02开放科学（资源服务）标识码（OSID）：支架式教学来源于建构主义教学思想，为培养学生解决问题和自主学习的能力，为学生提供适当的线索或者提示作为支架计算思维是一种思维活动，就像计算机科学家一样去思考、去处理问题;通过系统化、条理化地思考，把需要解决的问题模块化、程序化可视化编程就是图形与语言相结合编程方式计算思维、支架式教学、可视化编程，三者分别对应的是思维方式、教学方法、操作手段在可视化编程语言教学中应用支架式教学培养学生的计算思维，从而达到信息学科核心素养在信息技术教学中真正落实。

1 融入环节 锻炼思维根据计算思维的定义，我们可以将它融入教学的各个环节中把基于计算思维的培养教学过程设计分为几个教学环节：（1）发现问题;（2）分析问题（抽象特征，建立模型）;（3）解决问题（评估方案）;（4）迁移应用1.1 发现问题然后分解问题，思维导图支架有利于学生理清问题脉络分解问题，类似计算机流程处理问题的方式，把复杂的问题简单化、程序化我们可以把需要解决的问题转化为几个问题模块，再把这几个问题模块细化到各个对象及其要操作的各项动作这样从大问题变成几个小问题，学生的学习难度降低不管用表格，还是用思维导图，甚至是一张白纸信手涂鸦都可以，只要把问题细化，未知就能慢慢地向已知靠近，解题思路就能够整理清楚，后面的学习任务就逐步清晰因为思路是学生自主设计的，所以他们的学习兴趣较高涨、分工合作较明朗1.2 分析问题，任务单支架有利于学生抽象特征、建立模型、合理组织数据分析问題，把问题转化为任务单的每一个小项目是比较困难的一个事情而分析“谁干什么”，分析每个对象做什么动作相对比较容易所以在可视化编程教学中，任务单的设计可以偏向于哪个对象应用哪个模块和如何拼接把各个模块的应用以任务单的方式呈现出来，学生都较容易接受。

在编程教学中，把问题用表格的形式转化出来，针对每一个角色从三个方面“效果设想”“脚本搭建”“操作方法”来制作表格，也就是建立模型与组织数据1.3 解决问题，一题多解策略支架有利于学生选择最优方案一题多解可以发散学生的思维，从多种解决的策略中选择最佳的方案通过评估各种算法，选择最佳的方案计算思维在这个环节中，择优当选角色的变化与造型的变化不同是学生较难理解，角色大小的改变可以通过命令模块来实现，也可以通过改变造型的样式来实现体现了多种解题方法，在教学过程中可以采用支架式教学策略，不断引导学生，从而掌握模块命令，培养计算思维2 明确目标 建立框架2012 年，美国麻省理工学院媒体实验室（MIT）终身幼儿园研究小组（Lifelong Kindergarten Group）提出了计算思维的三维框架，即计算概念、计算实践以及计算观念我们可以将其与教学设计中的三维目标相结合，形成基于计算思维培养的编程教学的三维目标，以Scratch编程课《魔术表演》为例（见表1）3 选择策略 形成流程以广东省版Scratch教材第2课编程课《魔术表演》为案例，说明基于计算思维的编程教学多元策略3.1 情境导入 理清问题（1）情境导入师：美丽的厦门是我的家，请大家看一看厦门的版图，我们的厦门就像一只什么样的海洋生物？师展示地图并放大。

生观看，并思考生：像海马、像鲨鱼、像海豚……师：只要你喜欢它像什么就是什么，老师觉得它像只大螃蟹今天，有一位魔术师来到我们美丽的鹭岛让他来为美丽的厦门变变身吧！师展示作品2）理清问题分析项目的设计思路：请学生思考，这个程序有几个角色，它们分别做了哪些动作？生，回答两个角色魔术师说话，螃蟹外观变化[策略说明]明晰问题，理清思路用表格或树图分析问题3.2 基于问题 任务导向通过以任务驱动的方式，提出活动任务1）让学生学会如何新建舞台、新建角色，并且如何给角色添加造型学生大胆尝试后，教师及时地讲解示范操作板书：魔术表演、画表格;建立模型）（2）为魔术师加脚本这个任务主要让学生学会如何制作故事类程序通过学习“说……”模块增加项目的讲故事情境3）为螃蟹加脚本螃蟹换造型角色造型就像角色不同的“衣服”一样，它可换成不一样的“衣服”出场，但是角色的名称依然不变角色的大小、颜色，可以通过外观来改变[策略说明]教师采用了多种教学策略，通过任务驱动、提问法、自主探究、小组讨论等多种教学方法，引导学生突破学习“外观”这一模块3.3 拓展思维 方法多样（1）引导学生应用学习支架，通过不断尝试找一找什么命令可以让螃蟹变大小。

方法一：在“外观”模块类中，找到“将角色的大小增加多少”的指令模块让学生自主改变数值，体验不同数值带来的变化，从而引导学生把参数改成正数就变大，把参数改成负数就变小方法二：在“外觀”模块类中，找到“将角色的大小设定为多少”的指令模块，并加以尝试得到：将角色的大小设定为多少，参数为100图形大小为原来的100%参数大于100就变大参数小于100就变小方法三：先在角色的造型中复制一个造型再修改它的大小，然后，在“外观”模块类中，找到“将造型切换为多少”的指令模块改变参数，为事先改变好的大小的造型[策略说明]引导学生寻找更多的方法教师以启发教学为主，不断地把学生的思维发散从而达到培养计算思维的目的2）教师提出活动任务之后，引导学生举一反三，通过“改变大小”这一活动的探究，迁移至如何让螃蟹改变颜色方法一：在“外观”模块类中，找到“将颜色特效增加多少”的指令模块改变参数，从而改变颜色不停双击对应模块，重复执行操作方法二：在“外观”模块类中，找到“将颜色设定为多少”的指令模块改变参数，从而改变颜色方法三：先在角色的造型中增加一个不同颜色的造型，然后，在“外观”模块类中，找到“将造型切换为多少”的指令模块。

改变参数，为事先改变好的不同颜色造型[策略说明] 测试可以通过“清除所有图形特效”还原成原来的状态并引导学生观察“外观”中的其他命令，学会迁移，并让学生大胆应用学会归纳总结程序设计的方法3.4 自主探究 迁移应用教师提出任务后，引导学生向已知的旧知识靠拢找一找什么命令可以让螃蟹变成鲨鱼并且慢慢游走1）变身：螃蟹变成鲨鱼方法一：在学会改变造型的基础上，增加一个“鲨鱼”造型，然后，在“外观”模块类中，找到“将造型切换为多少”的指令模块改变参数，为事先改变好的“鲨鱼”造型方法二：在学会“显示、隐藏”的基础上，把原来“螃蟹”角色隐藏，把“鲨鱼”角色显示2）游走：慢慢游走方法一：坐标法，明确最初位置与最终位置在“运动”模块类中，找到“移到X几Y几”的指令模块定义初始坐标，放置于程序的开始位置在“运动”模块类中，找到“在几秒内滑行动到X几Y几”的指令模块，定义到最终的位置坐标方法二：移动法，明确方向与移动长度在“运动”模块类中，找到“移到X几Y几”的指令模块定义初始坐标，放置于程序的开始位置找到“面向几方向”的指令模块，确定移动的方向，加上“移动几步”模块教师通过此环节，引导学生尝试变换不同的角色造型或显示隐藏角色的方法来达到目的，完成后，展示学生作品，引导学生进行生生互评。

比一比，谁有更多种方法，谁的方法最新颖计算思维的迁移应用还可以进一步的拓展[策略说明]鲨鱼游走的方法有多种多样，引导学生自主探究，学会知识的迁移为了有更明显的视觉效果还可以应用“小步等待，重复执行”的方式，就引入了重复模块也就是有限循环与无限循环两个模块的应用由此可见，可视化编程教学中，利用支架式教学模式，能够很好地培养学生的计算思维，从而引导学生在未来的学习生活中更好地运用参考文献：[1] 庄小云.巧用微课促进高中学生“计算思维”的培养[J].中国教育学刊，2018（9）：104.[2] 顾坚.计算思维在初中信息科技课程中的实践研究[D].上海：上海师范大学，2018.[3] 王丽娜，杜玫芳，赵燕丽.基于计算思维的计算机基础教育的实践研究[J].电脑知识与技术，2012，8（15）：3632-3633，3641.[4] 史文崇，刘茂华，杨大志.计算思维教育的困惑与博弈[J].中国远程教育，2019（8）：59-67.【通联编辑：代影】 -全文完-。