——基于计算思维的Scratch项目式学习
梁燕红 山东省威海经济技术开发区新都小学 264200
摘 要：程序设计学习是学生发展计算思维的核心途径,本文讨论了通过Scratch项目式学习发展学生计算思维的相关研究，并结合学生学习案例《幸运大转盘》阐述该学习方式的操作流程。
关键词：计算思维 Scratch 项目式学习
计算思维操作性定义解释为：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。项目式学习的理论基础是实用主义、发现学习理论和建构主义，三大学习理论基础启示我们：项目式学习注重知识的真实性，注重学生直接经验的获取，注重协作学习和学生知识体系归纳式的建构。
根据Scratch项目式学习的特点，建构了如图所示的学生学习模型。学习模型如图1所示。
图1. 基于计算思维的Scratch项目式学习模型
项目是来自生活中的真实问题，以小组合作形式开展，小组协作解决生活问题的过程即是学生获取直接经验、构建知识体系和发展计算思维的项目学习过程。在教师的指导下，学生会经历项目式学习的六大步骤：制定问题、角色分析、画流程图、搭建程序、调试程序、分享与再创作。其中“制定问题”过程培养了学生对项目进行整体思考，规划与分解的能力；“角色分析”和“画流程图”过程培养学生抽象问题特征和建立结构模型的能力；“程序搭建”培养学生合理组织数据，通过判断、分析与综合各种信息资源，用算法设计解决问题的能力；“调试程序”培养学生测试和调试能力；“分享再创作”过程培养学生总结利用计算机解决问题的过程与方法，分享成果，优化算法，并将其迁移应用到与其相关的其它问题解决之中。而所有这些能力就是计算思维的核心概念。
基于计算思维的Scratch项目式学习案例解析。
下面通过对典型Scratch编程学习案例“幸运大转盘”的分析，阐述基于计算思维的Scratch项目式学习的操作过程。
项目描述：邻近元旦，班级要搞一次元旦联欢，班委会决定制作一个“幸运大转盘”作为抽奖器来活跃气氛。
一、制定问题
实际操作过程中，小组要进行小组讨论和交流，将自己零碎的构思片段聚合起来形成一个个具体的问题进行描述。制作“幸运大转盘”抽奖器项目包含以下几个问题：
1.如何实现当“开始”按钮被点击时，转盘转动起来。
2.如何实现当“停止”按钮被点击时，转盘停止转动。
3.如何实现当“停止”按钮被点击时，中奖率偏低。
二、角色分析
Scratch程序设计的过程是基于角色的。项目有几个角色，每个角色有哪些动作都需要学生作出全面的分析。这个项目中，学生会分解抽象生活中的“幸运大转盘”，确定出四个角色：开始按钮、结束按钮、指针、转盘。进一步分析角色间的逻辑结构设计为：当“开始”按钮被点击，转盘开始转动；当“结束”按钮被点击，转盘停止转动，并且停在奖品较少的区域概率高。
三、画流程图
通过角色分析之后，学生对角色的动作有了基本的定义，并在角色分析中进行了数据流的分析。
四、.搭建程序
Scratch积木式的搭建程序方式简便快捷。学生根据第三步的流程图，选择对应的积木模块进行搭建，积木搭建。
五、修正程序
测试过程中发现，不能像流程图设计的那样每次执行都停止在低奖品区。学生小组间开始讨论问题到底在哪里？孩子们反复执行程序，发现图6的绿色箭头的尖其实已经碰到了紫色区域，所以转盘才会停止转动，而停止时箭头的大部分却还指在红色区域。改进方式为将箭头的尖缩小，再次执行程序时能够达到要求。
六、分享与再创作
学生将“幸运大转盘”应用于班级元旦联欢时，学生们在使用这个抽奖器过程中会发现或提出一些新的功能，促使其他项目小组加入自己的想法并进行改进。这实际上是属于高阶的思维过程，因为他要在读懂别人程序，理解逻辑结构的基础上进行再利用和创作。当然孩子们还会将自己作品传到Scratch社区网站上，和来自全国的学习者分享学习成果。
通过基于计算思维的Scratch项目式学习，学生在问题解决过程中，体验了运用计算机科学领域的思想方法形成解决问题方案的完整计算思维活动。当然，项目学习模式的实践离不开学习策略的推动。在推进基于计算思维的Scratch项目式学习模式过程中，我们尝试给孩子提供了一些学习策略，如作品导学、学案导学、微课自学、小组互学、评价促学等，这些学习策略在孩子们学习摸索过程中可谓是功不可没。
论文作者:梁燕红
论文发表刊物:《素质教育》2018年2月总第261期
论文发表时间:2018/1/29
标签：项目论文; 转盘论文; 思维论文; 角色论文; 过程论文; 学生论文; 程序论文; 《素质教育》2018年2月总第261期论文;