戴凡凡
计算思维与人们的工作、生活密切相关，是一种灵活运用工具与方法求解问题的思维方式，在信息时代背景下对促进学生的终身发展具有不可替代的作用。强化对学生计算思维能力的培养，是信息技术教学的重点内容。教育行政管理部门和教育院校针对如何强化和培养学生的计算思维能力作出可行措施，即学校开设专门的课程来强化学生解决问题的综合能力。Scratch教学符合学生的年龄特征，基础的计算机知识符合学生的发展，在一定程度上对学生的计算思维能力的发展有促进作用，还能够促进学生科学化思维的养成。
基于此，本文简要分析了计算思维的研究现状，并以苏教版小学信息技术五年级《画正多边形》为例，进行了Scratch画图教学中计算思维能力培养的探索和实践，探究了基于Scratch教学形势下小学生计算思维能力的养成策略。
计算思维的研究现状
计算思维不只是应用于计算机技术中的思维模式，还可以运用到任何学科、领域。计算机的更新换代极大地促进了这种思维的发展，并且在计算机科学和工程研究中获得广泛认可，因此习惯性地称之为计算思维。计算思维已经逐渐变为现代社会的人类需要具备的一项基本素质和基本能力，而针对小学阶段的学生而言，信息技术课程的实施开展则是培养其计算思维的重要途径。计算思维能力的培养对学生的成长起着指引作用，课堂教学逐渐由技术能力的加强变为促进学生的思维能力提升，使学生在思维能力方面得到锻炼，赋予了学生自主学习的空间和无穷的想象力、创造力，有效推动了学生综合素质能力的提升。但目前国内的计算思维仍存在诸多问题，在计算思维领域的研究仍以理论研究为主，忽视了实践活动。
近年来，我国许多学者逐渐开始意识到计算思维对于学生能力培养的重要性，并给予更深入研究。计算思维在使用过程中形成了一系列思维模式，主要表现在四个方面。第一是模型化。在处理信息活动过程中，通过分析信息来源，建立一个比较明确的数据整理系统。第二是自动化。在信息技术研究中，自动形成了解决问题的方法。第三是系统化。计算思维创建完整的系统解决方案，从而对问题进行自动决策。第四是形式化。计算思维对于问题的处理方式可以使用计算机，能够对问题进行更抽象的分析，以便找到解决问题的核心要素。由于如今社会科学技术的快速发展，对于处在小学阶段的学生来说传统的课程设定已经不够满足其知识基础以及所生活的社会环境，学生对科学知识的需求程度也越来越大，而小学的Scratch教学则是为了养成学生的信息技术操作能力以及计算思维良好基础。以上可以看出，小学阶段对于计算思维能力的培养研究甚少，并且存在着诸多问题，对于课堂计算思维能力的培养还有待进一步研究。
计算思维的培养途径
人类与信息技术的新关系的基础就是计算思维，学生能否获得适应未来社会等终身发展能力的关键因素就是计算思维教育。因此，計算思维的培养日益受到人们的重视，而其培养又是一个曲折、长期且复杂的过程，那实施培养的途径必然也是广泛的、多渠道和多样化的。
多学科融合，促进计算思维发展 计算思维的培养不是进行某一学科的实践就能一蹴而就的，而是需要将多个学科进行合理整合。数学学科作为计算学科，为计算思维的发展奠定了良好基础；
科学学科则帮助学生正确认识了世间万物的内外联系并且作出了科学合理的解释；
而语文和英语学科则加深了学生对事物、事件的理解和解读等等，多学科的合理整合将最大程度地促进计算思维的发展。
探究与分析，助力计算思维发展 计算思维的发展建立在清晰的思路基础上，这就需要引导学生用自己的思维方式去探究、去分析，去理清事情发展的脉络并找到解决问题的方法。探究与分析的过程，换而言之，也是学生知识内化与自我构建的过程，由于教师只是起着引导的作用，这一过程也只能依靠学生自主完成。教师可以利用多种方法引导学生去尝试多种方法解决问题，以寻求最优化方案。
分层教学，驱动计算思维发展 分层教学模式作为新课程改革背景下，对因材施教教学原则进行具体体现的一种新型教学模式，要求教师必须从学生的实际学情出发，进行差别化教学。由于家庭、学校、社会和个人因素的差异，同一班级内的学生对于信息技术的掌握程度和学习水平也变得有所差距。一般情况下，大多数学生处于中上游水平，能根据教师引导完成基本学习任务，但也存在一小部分学生无法完成基本任务；
极少数学生因基本任务难度低而无法满足其学习渴望。因此，在教学过程中，教师可根据学生的实际学习能力情况来进行层次划分，针对性地制定教学策略和学习目标，从而更加有效地满足不同层次学生的计算思维发展需求。
合作与分享，巩固计算思维发展 在小学信息技术的教学中，由于学生的认知水平和个人惯用思维范式有所不同，严重影响了课堂学习效率，阻碍了学生计算思维的发展。以小组合作的模式进行小学信息技术的学习，不仅能弥补小组成员独立思考和探索的不足，发挥合作学习的优势，还能够让学生掌握好基本的信息技术基础知识，对学生计算机使用能力的提升也有促进作用，从而巩固计算思维的发展。
以疑促教，助推计算思维发展 质疑是经过较为充分的分析后提出的疑问，思维始于质疑，人的思维如果缺少了质疑，便会变得比较肤浅和被动。使学生能够产生怀疑不仅仅能够提升整体的教学效果，还可以挖掘出学生的创新思维与精神。以疑促教，将更有力地助推学生计算思维的发展。
Scratch教学中小学生计算思维的养成策略
创设情境，催生计算思维萌芽 教师可以将以往的教学案例与课程的教学目标进行一定的结合，创设出比较具有针对性的教学情境，教师还可以引导学生进行自主的情境创设，对于学生学习积极性的加强有促进作用，使他们的注意力变得更加集中，还有助于实现教学目标，提高解决问题的能力。教学课堂中利用情境的创设，可以使学生的思想情感保持高度热情与集中，还可以帮助学生更好的养成计算思维与内化。例如，在《画正多边形》课堂设计中，课堂导入部分用与教学相关的图形建筑物进行情景导入：“同学们，看屏幕上的建筑图片，你们能说出建筑的名字和形状吗？”提出问题后向学生展示水立方、五角大楼等著名建筑物。然后，通过引导正多边形是各边相等的图形，学习完本节课，就能够使用编程重复命令很快画出不同形状的正多边形。
任务驱动，触发计算思维 学生是Scratch学习的核心，如何能够触发学生在Scratch学习中的计算思维，则需要教师以生为本，对于学生自主学习的时间要保证充足，保证其拥有自主创造的空间。教师可以使用任务驱动的教学方式对学生的思考探究能力进行引导，自主学习空间的大小可以直接影响学生各项学习潜能的提高。任务驱动，允许学生犯错误，鼓励学生自己调节错误。例如，在《画正多边形》的课程教授中，教学目标是需要学生对Scratch的“画笔”模块的功能有一个初步的认知，还可以使用这种功能画出正多边形。教师可以在教学的过程中鼓励学生由简到易去尝试进行图形的分解。根据以上基础内容则需要教师进行两个教学任务的设置：任务一画出直线；
任务二画出正四边形。第一个教学任务的完成过程中，由于操作性过于简单，没有过于复杂的步骤，所以大部分的学生可以很好地完成。第二个任务的进行过程中则遇到了问题，并且涉及学习Scratch过程中的计算思维。教师可以对学生进行一些指导，将已经掌握的知识点进行结合，并且鼓励其尝试自行调试。任务驱动的设置，可以使学生能够对环状的循环结构有了更深刻的了解，对于他们后期的编程学习也可以打下基础。任务驱动是学生自主学习信息技术的源动力。这种教学模式可以使学生的主体位置变得更加凸显，对于学生学习的主动性与积极性也有很好的调动作用，对于学习的创造思维进行了更好的开发。
建构模型，培养约简思维 计算思维是帮助学生对问题进行有效整合和解决。教师在信息教学过程中，第一步要做的是需要确立问题，根据实际情况进行模式构建。第二步，思考问题。对问题进行模型建构，从而转化为计算机所能处理的简单模型。这是一个从具体到抽象的过程，这就要求，教师要结合学生的实际情况以及心理发展特点，制定出符合学生学情的问题模型。例如，引导学生画正六边形时，教师可以分步引导学生进行模型构建：第一，先思考正六边形六条边都相等，然后每个角度是多少？第二，需要重复画出六条相等的边进行拼凑，还是可以通过一个编程命令就可以画出正六边形，如果可以，是什么命令？这样一来，将教学任务进行分解可以引导学生先思考并在脑海中建立起模型，这是学生养成计算思维能力的基础，可以促进其思维的清理，对学生约简思维的培养也有好处。
分组探索，培养抽象思维 而抽象思维是计算机思维中的一项内容，其最重要的是抓住关键点进行推理和判断，从而加深对现实世界的认识。在Scratch教学过程中，教师应该避免知识点的讲解过于枯燥，程序开发的过程需要教师的正确引导，促进学生的自主研究习惯的养成。例如，在教授《画正多边形》时，教师将学生分成四个不同的小组，每组完成不同的探索任务：1组画正方形；
2组画正五边形；
3组画正六边形；
4组画正八边形。各小组进行尝试并展示画出的图形。本环节中学生根据需要对画正三角形的程序进行自主思考、自主探索和抽象，同时结合正方形的特征，尝试画出正方形。鼓励学生进行大胆的尝试，这样一来既增强了他们的抽象思维，还能够对学生解决问题的能力以及小组合作能力的提高起到促进作用。
拓展延伸，培养评价思维 通过合理有效的课堂导入与课堂实践，教师与学生能够有效完成各个学习任务，对所学知识具备一定把握。此时需要通过总结评价对教学中存在的问题进行分析和评价，实现对学生评价与概括思维能力的有效锻炼，有效培养学生计算思维。在进行交流互动的阶段，学生可以充分地展示自己的作品，分享自己作品过程中的创意点，还可以对同学的作品创意做一个借鉴，吸取他们的建议，总结出自己作品的不足之处，并且能够找到需要改进的方向；
教师要将评价的内容变得丰富多元化，要完善评价方法的过程性，还需要组织多样化的交流探讨活动，鼓励学生进行交流与分享，总结经验与不足。还可以融入答辩等方法进行交流。最后教师还应进行拓展延伸，鼓励学生大胆尝试，充分发挥创新思维，创作出更多的作品来实现学生水平的进一步提升。这一系列过程既能帮助教师把控教学反馈，又能培养学生的评价思维。例如，在《画正多边形》一课，教师出示Scratch动态演示复杂图案，分析循环嵌套的用法，引导学生自由创作，学生利用多层循环自主创意，画出复杂、精妙的图形，完成后在班级内挑出优秀作品展示，并对作品进行自评与他评。在课堂教学最后阶段的总结评价和拓展延伸，促使学生充分发挥想象，从而实现学生思维的培养。
展示引领，强化计算思维 教师通过展示优秀作品，能够增强学生的感官形成与认知，同时调动起学生对于科目教学的学习兴趣。鉴于时间和学生水平问题，教师无须重点讲解程序脚本，而是起着抛砖引玉的作用，让学有余力的学生进行课后探索和钻研，自主地探讨和总结。通过展示引领，既因材施教，满足高水平学生的需求，又能在抛砖引玉引领过程中，强化学生的计算思维。
积极开展基于项目式的Scratch画图教学 项目式学习的关键环节即提出问题、分析问题、设计方案、解决问题和评价，与计算思维的五个要素即算法思维、分解、抽象、概括和评价，契合度相當高。教师可结合生活实际，将Scratch画图教学内容与多学科进行融合，给学生的项目式学习提供可行性条件。可利用有效性的问题激发学生思考问题的欲望；
创设真实的情境引导学生不断探索；
依托项目设计引导学生利用小组合作，进行项目分析、设计和项目实施，并通过撰写项目报告对整个学习过程进行评价和反思。
总而言之，计算机思维在编程活动中发挥着至关重要的作用，对于小学编程课堂教学，小学编程老师应该以计算机思维为核心，将其顺利地融入日常教学，对于自己的教学模式与策略进行不断的创新与完善，使学生保持对学习编程的兴趣与渴望，有利于学生在整个自主的学习过程与交流探讨的过程中，提高挖掘他们的创造性，来促进思维的发展，使“计算思维”能够良好地融入编程实例教学。同时，教师应该根据学生的实际学习能力情况设定针对性的问题，并以图形的方式表现程序，加强学生对知识的理解，并在此基础上培养学生的创新精神；
教师需要在教学前期环节做到充分利用教学媒体做好知识教学，体现出Scratch教学的实践性，使学生在今后的学习中养成良好的计算思维能力。
