山东省荣成市世纪小学 孙秋月
在进行编程教学研究的过程中,我发现它能够培养学生的计算思维能力——也就是学生在编程的过程中发现程序中存在的问题、寻找问题的解决办法、反复调试解决问题。经过对学生2年的训练,我发现他对于培养学生的耐心、提高学生思维的缜密性很有帮助。很多社团的学生经过1-2年的学习训练,他们的数学成绩都能有明显的提升。于是我就开始专门研究如何在编程教学中系统地培养学生的计算思维。
(一)精选案例,用“吸引力”调动学生深度思考
计算思维训练的重点是解决问题的方法和思维的发展。要达成这样的目标,学生需要循序渐进地学习案例促进学生思维意识逐步形成。
在教学中我发现:教材中的案例虽有渐序性,但是受课时限制,知识呈现有一定的梯度性。为了让学生的知识体系能循序渐进地螺旋式上升,我精选素材作为计算思维训练的支点。
1.案例具有承上启下的连接性
在设计学习内容的过程中,我以教材为依托,以相邻两课的内容创设新的游戏,让学生在完成这些任务的过程中既能够复习上节课的内容,又能关联到本节课的知识点,让支点成为连通两课时内容的桥梁。
例如,教材中的第二课时是两个角色的跑步比赛,第三课时是猫捉老鼠。跑步比赛的知识点是掌握运动10步积木、碰到边缘就反弹、将旋转模式设为左右翻转三块积木的用法。以及可以修改10步积木的参数,体验步数的多少对运动速度的影响。第三课时是用鼠标控制小老鼠运动,小猫跟着小老鼠移动,重点掌握“如果……那么”积木进行游戏终结的条件判断,即如果猫碰到老鼠那么就停止全部脚本。
第三课内容的重点部分与第二课时的内容有效衔接,我设计了这样的案例:
使用三个角色进行跑步比赛。第一个角色移动10步的参数不变,第二个角色移动的步数改为1-20之间的随机数,第三个角色的移动改为跟随鼠标移动。并在赛场的最右侧画上一条冲刺线,第一个选手冲刺后,其他角色就不能继续运动,游戏终止。
在这样的案例中第一个角色复习的上节课的学习内容,第三个角色的积木是本节课学习的内容,第二个角色的随机数积木是新加的学习内容,跑到冲刺线是本节课的教学重点。
当完成了这个游戏的案例设计之后,再策划学生完成教材中猫捉老鼠的游戏设计,学生就能进行知识的迁移,快速完成角色脚本的搭建。
2.用支架持续调动学生深度思考的习惯
现在的学生兴趣有余,持续研究的能力不足。究其原因就是他们遇到问题不爱进行持续和有深度的研究。在上述三个角色的跑步比赛案例中,我采用小组竞赛的形式,每个学生设计一个角色,小组共同研究解决同一个问题,我在课堂上提供给她们研究问题的支架:用那几块积木可能帮助解决问题。学生需要探究我提供的积木的功能和使用方法,最后才能完成自己负责的脚本搭建。
在这样长期的训练中他们对积木的功能和用法逐渐由陌生到熟悉,研究问题时的思考和探究能力在不断提高。
(二)问题引领,用“驱动力”调动学生主观能动性
学生计算思维培养的过程就是让他们不断去发现问题、研究问题、解决问题的过程。在编程的过程中我会主动创造问题情境,引领学生发现问题、解决问题。
1.问题引领,驱动学生研究积木的功能
在设计《打地鼠》游戏中,小地鼠要一会出现在地洞口,一会隐藏到地洞里。我提出这样的研究问题:地洞是平面图,地鼠不可能一上一下,用什么积木可以实现这样的效果?找一找“外观”模块中哪两块积木可以帮助我们实现这样的效果。在我的提示和引领下,学生发现可以使用“显示”“隐藏”积木。地鼠出现在地洞口就是是“显示”,地鼠藏到地洞里,就是“隐藏”。
通过这样的方法帮学生有效转换思维,找到解决问题的方法。
2.观察效果,驱动学生学会分析脚本
在编程的过程中我会故意埋下陷阱,引领学生通过积木实现的效果去寻找脚本中存在的问题。
在设计《打地鼠》游戏中锤子的脚本时。我先引领学生完成了锤子鼠标按下就落下,松开鼠标就抬起的脚本,并让学生试运行脚本。学生马上就提出问题:锤子不能跟随鼠标移动,接着,我引领学生思考:怎样能让锤子跟随鼠标移动?这块积木放在什么位置?
学生通过反复分析脚本,确定将“移到鼠标指针”积木放在重复执行积木框中最上面的位置。
通过这种方法,引导学生不仅要思考问题出在哪里,还要思考用什么方法解决问题,他们的探究的能力在问题引领下逐渐提升,自己解决问题的能力也越来越强。
(三)自主创作,用“创新力”推进学生的思维发展
编程教学有个最大的弊端就是老师教什么学生做什么。他们做出来的作品和老师的演示基本没有差别。这样的教学对学生来说是一种思维的禁锢。
为了让学生的作品能够富有个性,在设计作品时我会在每节课留出5分钟的时间让学生对作品进行个性化的开发和创新。
比如在玩《走迷宫》游戏时,我让学生自己设计迷宫的路线图,自己设计迷宫障碍,自己进行闯迷宫规则的设定;在进行《打地鼠》游戏时,我会让学生将游戏设置成二人竞赛型的游戏,两个人一个用鼠标,一个用按键控制锤子去打地鼠,最后比赛谁的得分更多;在创作《成语故事》大赛的游戏设计时,我引导学生进行二人抢答赛的程序设计。
经过不断的激励、展示和评价,学生的创作欲望被激发,他们能够自己设计游戏规则,提出解决问题的方法,用程序去解决问题,发展计算思维,提高创新能力和实践能力。