掌上濟寧訊 濟寧學院附屬小學科苑校區 劉慧慧 計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維是一種抽象的思維過程,很難用語言描述出來。計算思維就是把一個看來困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題。
2017年7月,國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》,指出要開發基于大數據智能的在線學習教育平臺,還提出要完善人工智能領域學科布局,設立人工智能專業等。
正是在這樣的背景下,Scraino編程走入小學信息技術課本,走進了小學信息技術課堂。Scraino編程是簡單易學的圖形化編程工具,學生通過拖拽已經定義好的程序模塊,采用搭積木的方式快速實現程序的編寫。圖形化的編程降低了識憶性的難度,學生從死記命令及命令的使用參數中解放出來。學生學習Scraino編程的過程不再是枯燥的代碼組合的集成,編程搭建的過程就像兒童在搭有趣的積木玩具,同時在Scraino的舞臺區,會對學生的積木式程序自動進行演示,學生可以很直觀地看到各種腳本設計所呈現出來的實際效果,這種借助Scraino進行編程學習的方式,不僅僅培養學生動手操作能力,同時也提升了孩子的計算思維。
在教學中,如果不把分析的過程、思考的過程及優化的過程呈現出來,那么學生也僅僅只是機械的模仿,機械的操作,缺少思考,缺乏必要的思維訓練,更談不上解決類似問題能力。Scraino課程內容,以具體問題為主線,創設不同的情境,從而引發學生思考,分析如何利用現有的知識遷移到本問題中,再通過新知識的學習去解決問題,編寫程序,達到抽象思維具體化呈現。這樣的一個過程就是計算思維的過程。
在《幾何圖形“旋”美麗》這一課中,通過向學生展示繁華曲線分析問題:本課復雜的繁花曲線是由簡單的正方形,旋轉繪制,疊加出來的。正方形四條邊相等,四個角都是90度。如何用Scraino畫出正方形呢?首先需要調出“pen”模塊也就是畫筆,從此模塊中拖出“落筆”。利用已知移動模塊下“移動……步”和“旋轉90度”畫出邊和角嵌套在“重復執行四次”積木塊中。單擊綠旗被點擊執行腳本繪制出正方形。學生發現問題:繪制圖形,舞臺沒有被清空;圖形被遮擋且位置不確定。優化腳本:調出“清空”、“移動到……”和“隱藏”積木。通過分析問題,調試優化,最終繪制出符合需求的正方形。
以此類推,設計問題:通過改變腳本參數能否繪制出正三角形、正六邊形呢?腳本:重復執行改為3次,旋轉改為120度,繪制出了正三角形;重復執行改為6次,旋轉改為60度,繪制出了正六邊形。推理分析:正三角形旋轉的角度120=360/3度;正六邊形旋轉的角度60=360/6度。正多邊形重復執行次數等于邊數,旋轉的角度等于360除以邊數。在此圖形的基礎上,再旋轉,再嵌套出不同的繁華曲線。因為,學生分析,理解了不同積木間的邏輯關系。學生自主創造的空間就有所提升。不在只是機械的模仿操作,修改參數等簡單的行為。在這個過程中,我們不僅解決問題,了解腳本區不同積木之間的邏輯關系,完成需求,借助Scraino變成自動化的呈現效果。同時,設計了問題,拓展了思維。這樣一個解決、優化、設計,再提升的過程,就是培養學生計算思維的過程。
學生的思維,在Scraino舞臺,進行了自動化的演示。在學習過程中,學生需要對任務進行分析,然后根據不同需求,思考解決問題。學生發現,腳本設計不同,搭建方式不同,呈現效果也不同。
總之,在Scraino教學中,滲透計算思維,學生遇到問題、分析問題、解決、優化,調試腳本,具體呈現。教學中,要長期堅持培養計算思維,那么學生的信息素養也會提升。