用scratch软件辅助教学培养学生的数学思维

核心素养导向的Scratch课程教学初探——以《打地鼠》为例摘要：Scratch主要是一种可视化模块化的编程工具, 其特征是图文结合、便于操作, 学生在老师的指引下,学生能够独立构建相对应的故事环境,逐步理解模块化、结构化、自顶向下逐步求精、快速原型法等软件工程设计思想，在思想上初步感受学科思维，提高学生解决困难问题的能力。

笔者以《打地鼠》一课为例，就如何培养学生的核心素养、特别是学生的计算思维同大家一起初步探讨。

关键字：Scratch ; 计算思维；核心素养一、Scratch简介Scratch是美国麻省理工媒体实验室面向儿童开发的一款程序设计软件，其创作开发的目是，把自己创作的交互故事、游戏、音乐和艺术与他人分享。

它的特点是通过可视化、积木式的程序搭建，激发学生的学习兴趣和学习斗志。

对于学生而言，Scratch并不仅是了学习编程语言的平台，它本身也是一种想法的表达工具，更是思维的创作工具。

在学习的整个过程中呈现一条不断上升的螺旋线，学生在迭代设计、重复纠错的过程中，会自然产生无数的相关问题，激发学生自主运用多种学科知识去解决问题，问题不断出现，不断地解决，在这样的交互式试验过程，学生不仅能提高综合能力，而且能获得巨大的成就感。

在中小学的的课程学习过程中， Scratch教学与 STEAM教育学习相结合，孩子们在创造和分享 Scratch作品时，他们不仅学习了 STEAM课程的相关知识，而且学会了在 STEAM领域取得成功必须具备的技能，例如：创造性思考、系统地推理、分工合作探究等等。

二、核心素养、计算思维相关简介信息技术学科核心素养是在学生发展核心素养总体要求下，综合考察人与信息技术关系后确定的，包括“信息意识”、“计算思维”、“数字化学习与创新”及“信息社会责任”等四个核心内容。

计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。

许多学者和组织对计算思维的概念进行了深入的研究，国内影响较深的就是周以真教授，他在2006年发表的《计算思维》这篇文章中，给计算思维做了这样的一个定义：“运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为就是计算思维，它的本质是抽象（abstraction）和自动化（automation）。

Ｓcratch程序设计教学中学生计算思维的培养作者：高兴兰来源：《甘肃教育》2019年第18期【关键词】计算思维;培养;Scratch程序设计【中图分类号】 G623.58 【文献标识码】 A【文章编号】 1004—0463（2019）18—0167—01当前，Scratch程序设计凭借可视化、低门槛、高界限、阔空间的特点，受到了广大师生的喜爱。

而如何落实Scratch程序设计教学，是当前小学教师所面临的问题。

下面，笔者结合教学实践，就如何落实Scratch程序设计教学，谈谈自己的看法。

一、计算思维的定义计算思维，通常可以理解为特定问题解决的过程。

在一般的情况下，主要包括问题的设置、数据的分析、抽象与算法设计、最优方案的选择以及推广等主要的过程。

计算思维已经成为了当前数学教学中培养学生核心素养的关键内容，对于小学生的全面发展具有重要意义。

通过Scratch程序设计教学，可以让学生在完成设计的过程中进一步优化自己的学习过程，提升自己的计算思维能力，从而达到预期的教学目标。

二、Scratch程序设计教学中学生计算思维的培养策略1. 创设教学情境，导学质疑。

教师可以根据教材内容确定教学目标，结合教师自己对于教学内容的理解，创设可以激发学生学习兴趣的教学情境，让学生积极主动地探究，尽快进入到学习数学知识的最佳状态中。

因此，Scratch程序设计教学中，应抓住一条主线—问题，通过一定的问题，让学生深入其中，进而实现课程教学目标。

有时候学生的问题提出并不是十分完善，不能达到理想的教学效果。

这个时候就需要教师进行引导，根据所设定的教学内容提出问题，为下一环节教学做好铺垫。

2. 利用自主学习，解决疑问。

在课堂教学中，教师可以借助任务型教学方式，设定多层次的任务，且在目标的引领下，让学生根据问题的开展通过探究、发现、提问与解决实际问题的过程中，尝试着自行解决实际问题。

在这个环节中，应当发挥学生的主动性，引导学生尝试通过自行阅读书籍、借助网络资源以及微课等方式解决实际学习过程中遇到的问题。

基于计算思维培养的小学Scratch教学设计与实践探究基于计算思维培养的小学Scratch教学设计与实践探究引言：计算思维已经成为当今社会中一种十分重要的思维方式。

在教育领域，培养学生的计算思维能力已经引起了广泛的关注。

Scratch是一种编程语言，通过其图形化编程环境，可以帮助学生更轻松地学习计算思维。

本文将探讨如何基于计算思维培养的理念，设计和实施小学Scratch教学，以促进学生创造性思维，问题解决能力及逻辑思维的培养。

一、计算思维在小学教育中的重要性计算思维是指通过有目的地运用计算机科学和计算机思维的概念、方法、原则和技术，从而解决问题和处理信息的思维方式。

计算思维涵盖了问题分析、抽象建模、算法设计、编程实现等内容。

培养小学生的计算思维能力，可以提高他们的创造力、解决问题的能力以及逻辑思维能力，对于他们未来的学习和发展具有积极的影响。

二、小学Scratch教学的设计原则1. 创造性学习：通过鼓励学生自主探索和创造，激发他们的创造力和创新精神。

2. 项目驱动：通过设计有趣的项目，让学生从实际问题中学习计算思维的相关概念和技术。

3. 合作学习：通过小组合作学习的方式，培养学生的团队合作意识和能力。

4. 循序渐进：根据学生的学习程度和能力，设计合适的任务难度，循序渐进地提高学生的计算思维能力。

三、课程设计与实践探究1. 课程概述本课程旨在通过Scratch编程平台，培养小学生的计算思维能力。

课程内容包括了Scratch环境的介绍、基本编程概念的学习以及实际项目的设计和实现。

2. 第一节课：Scratch环境介绍在本节课中，学生将了解Scratch编程环境的基本功能和操作方法。

通过指导学生创建自己的角色和舞台，学生可以初步了解到Scratch的图形化编程界面。

3. 第二节课：基本编程概念的学习在本节课中，学生将学习Scratch中的基本编程概念，例如事件、循环、条件等。

通过讲解和动手实践，学生将能够理解这些概念，并能够在自己的项目中应用。

浅谈Scratch图形化编程对学生计算思维的培养作者：谢小天来源：《广东教学报·教育综合》2021年第97期【摘要】计算机思维作为学生适应21世纪人工智能时代的必备思维方式。

计算思维的培养是学校核心素养落实的关键环节。

培养学生计算思维的有效途径之一就是通过程序设计教学内容的方式，Scratch图形化编程软件作为依托工具，使学生在信息技术课堂中体现解决问题的关键能力。

本文在Scratch教学设计过程中融入计算思维的六要素，旨在帮助学生提升计算思维。

【关键词】计算思维;Scratch图形化编程;六要素一、什么是计算思维近些年，人工智能技术、大数据、虚拟现实技术等新型技术广泛发展，对人们的日常行为、思维方式和认知结构产生了巨大影响。

计算思维应运而生，成为适应社会生活的一项重要思维方式。

计算思维是指把看起来复杂的问题分解成一个个简单、具体的问题，通过分析、联想等方法解决问题的过程。

例如，我们要做一顿有荤有素的晚餐，你要怎么办？首先你会分析，要做什么菜？对应着需要购买什么材料？接着你会通过手机查阅、网页查找等方式了解做菜的步骤。

然后你会计算做菜的时间，对菜品制作有个先后顺序的排列。

在明确关键细节后，你会开始实施做菜的各个环节。

炒菜过程中出现问题，如太咸了，你会马上洒一些水进行补救。

这时你知道炒一盘菜大概需要多少盐比较合适，最后这个数据形成一个固定数值。

以后再准备晚餐时，就不会再犯同样的错误了。

其实这就是日常生活中用计算思维去解决问题，在这些描述中就包含了计算思维的六要素，有分解、抽象、算法、调试、迭代、泛化。

二、计算思维和Scratch图形化编程的关系计算思维的培养，必须依托一个工具和抓手才能在中小学信息技术课堂上实践。

我们知道培养学生计算思维的有效途径之一就是通过程序设计教学内容的方式。

在粤教版五年级信息技术上册引入了Scratch图形化编程软件，它是由美国麻省理工学院（MIT）设计的一种可视化的编程与开发环境。

scratch软件在初中数学教学中的应用研究Scratch软件在初中数学教学中的应用研究编辑摘要：Scratch软件是一款用于构建互动式教育项目的可视化编程环境，具有简单易用、函数强大、界面友好等优势，且可以帮助学生更好地分析、掌握和使用数学知识。

本文从Scratch软件的功能特点和应用方向，以及它在初中数学教学中的使用价值出发，深入探讨了Scratch软件在初中数学教学中的应用研究。

一、Scratch软件简介Scratch软件是一款基于可视化编程环境的免费开源计算机编程软件，由美国麻省理工学院的计算机媒体团队开发，具有简单易用、功能强大、界面友好等优势，可用于构建教育项目，并帮助学生分析、掌握和使用数学知识。

该软件的基本操作步骤为：选择要编程的对象（角色）、拖动指令代码块、及时修改（移动、添加和删除）块。

Scratch软件能够让学生在最短的时间内体会编程逻辑，在屏幕上通过可视化指令完成大脑中的思维结构，从而培养学生的逻辑思维能力和创新意识，激发学生的学习积极性。

二、Scratch软件在初中数学教学中的应用研究1、探究学习模式Scratch软件可以帮助学生以更加具体、生动、有趣的方式，在编程过程中更好地理解和掌握数学知识，加深学生对数学内容的认识，综合运用数学知识，提升学生学习数学的过程意识。

另外，Scratch软件还可以帮助学生探究学习模式，如学习分析、反思、总结、探究及发现、解决问题等，它能够帮助学生发现框架、探究有关规律，形成良好的思维习惯，培养学生的科学精神和创新思维能力。

2、在数学数理化方面的应用为更加详细地理解数学，Scratch软件在数学数理化方面也发挥重要作用，可以大大提高数学数理化学习的效率和质量，在数学数理化方面大大提升学生的学习理解能力，引导学生找出计算模型的可视化模拟过程，同时利用该软件进行折线图、绘制函数图形、计算数据等应用，学生还可以研究函数、绘制三维图像等操作，更深层次地理解数学。

基于计算思维培养的Scraino 创意编程学习模式初探——以《队列练习：认识广播命令》教学为例作者：段勇计算思维（Computational Thinking）最早由Logo语言创始人西蒙.帕佩特（SeymourPapert）教授提出。

计算思维（Computational Thinking）•卡内基梅隆大学的周以真教授对其进行了系统的阐述和推广。

•“计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。

计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列思维活动。

”•周教授希望人们通过习得计算思维，从而能够“像计算机科学家一样思考。

”•计算思维已与传统的3R技能（Reading阅读、Writiing写、Arithmetic算术）逐步成为学生的必备基本技能。

如何在课堂教学中利用Scratch培养学生的计算思维？•“明确问题——自由搭建——调试修改——展示互评——拓展提升——分享交流”六步探索学习模式。

明确问题自由搭建调试修改展示互评拓展提升分享交流《队列练习：广播命令》的教学设计（一）教学内容分析与教学目标•本课是青岛版第五册第二单元走进Scratch编程第13课。

内容是模拟学生体育课队列练习的程序：当单击任一小动物名称，该动物出列。

单击“归队”则回到队伍。

单击“起跳”三只小动物一起起跳。

教学目标•知识与能力：理解“广播”概念的内涵，能够用“广播”积木搭建表达自己想法与创意的简单程序。

能使用数学模型表示现实生活事件。

•过程与方法：通过计算思维实践探索“广播”积木的使用。

通过教师帮助深入理解“广播”积木的内涵。

通过类比的方法理解坐标增减知识。

•情感、态度与价值观：养成清晰表达自己思想、大胆尝试、善于学习借鉴、乐于交流分享的创客思维品质；加强合作意识；通过实际的学习活动，建立计算思维意识。

重难点•一、理解并能运用“广播”命令。

•二、能通过数学建模模拟“出列”、“起跳”、“归队”等现实生活中的常见事件。

编程与数学深度融合，多策略助力思维进阶新课程改革强调学科融合，提倡在信息技术教学中进行学科的融合渗透，笔者在Scratch编程的教学实践中，发现将编程与数学进行融合教学，对提高学生的学习发展能力及发展学生的思维具有促进作用。

本文从数形结合、变量建模、凝练算法、逻辑推理四方面，浅谈与数学学科融合的编程教学实践促进学生的思维发展的策略研究。

一、数形结合，动态图像切合思维特点。

小学生的思维正处于由具体形象思维向抽象逻辑思维发展的过程，“数形结合”的思想既是解决问题的指导思想，也正切合了小学生的思维特点。

“数形结合”也是一种信息转换的学习方法，许多图形变化、数量关系方面的抽象概念和解析式，若借助几何图形动态呈现就会使一些关系明朗化、简单化。

Scratch编程不仅能动态的呈现画图的过程，更让学生在不断编程的过程中深刻理解图形的变化与过程，在解决实际问题的过程中，增强了应用意识，提高了实践能力及创新意识。

比如《图形的绘制与旋转》一课：【教学片段一】：提出问题：一个正三角形顺时针旋转5次会得到什么图形？学生思考，在纸上画图，得出一个由5个正三角形组成的大风车图形。

教师引导：怎样在程序里画一个由5个正三角形组成的大风车？学生通过讨论交流：画5个正三角形，每画完一个旋转360/5度就成为一个有5个三角形组成的大风车了。

学生尝试编程，程序运行后解决“一个正三角形顺时针旋转5次的图形”具体问题。

教师拓展：由6个正三角形组成的图形怎么画？如果把正三角形改成四边形、五边形、六边形或圆形又会画出什么样的图形呢？学生在不断调试程序的过程中，不仅解决了“一个正三角形顺时针旋转5次的图形”具体问题，对图形旋转过程中旋转点、旋转方向、旋转角度三个要素深入了解并应用。

同时教师的引导拓宽了学生的发散思维，尝试解决更多图形旋转组成复杂图形的问题，拓宽了思维空间，提升了创新意识的发展。

二、变量建模，数学模型揭示思维本质。

数学模型是利用系统化的符号和数学表达式对问题的一种抽象描述。

信息科技scratch跨学科主题教学案例Scratch是一种可视化编程工具，它允许孩子们通过拖拽积木块来创建自己的互动故事、游戏和动画。

Scratch可以与许多不同的学科领域相结合，以促进跨学科学习。

以下是一个Scratch跨学科主题教学案例，它结合了数学和计算机科学：
主题：制作一个迷宫游戏
目标：
1. 让学生学习如何使用Scratch编程工具。

2. 让学生了解迷宫算法。

3. 培养学生的逻辑思维能力。

4. 培养学生的问题解决能力。

活动步骤：
1. 导入迷宫：首先，老师将一个简单的迷宫图像导入到Scratch中。

学生需要使用Scratch的绘图工具将这个迷宫绘制出来。

2. 编程基础：老师向学生介绍Scratch编程的基本概念，如变量、条件语句、循环等。

学生通过编写简单的程序块来熟悉这些概念。

3. 实现移动：学生需要编写程序，让角色能够根据用户的鼠标输入移动。

这涉及到条件语句和循环的使用。

4. 实现迷宫算法：老师介绍迷宫算法的基本原理，如广度优先搜索或深度优先搜索。

学生需要编写程序，让角色能够根据算法找到走出迷宫的路径。

5. 测试和调试：学生测试他们的游戏，并调试任何出现的问题。

6. 分享和讨论：最后，学生分享他们的游戏，并讨论他们在制作过程中学到了什么。

这个案例涵盖了数学（迷宫算法）、计算机科学（Scratch编程）和问题解
决技能等跨学科内容。

通过制作迷宫游戏，学生可以学习到编程的基本概念，同时也可以锻炼他们的逻辑思维和问题解决能力。

思维培养视域下Scratch编程在小学数学教学中的融合本文通过分析小学数学教学中的问题以及Scratch编程语言的特点，探讨了Scratch编程在小学数学教学中的融合应用。

首先介绍了Scratch编程的概况和特点，然后分析了小学数学教学中存在的问题，接着探讨Scratch编程在小学数学教学中的融合应用。

在这个过程中，本文提出了Scratch编程可以通过复杂的数学概念的可视化表示来帮助小学生理解抽象数学概念的观点，并且可以通过Scratch编程中的项目设计与数学知识相结合的方法来提高学生的数学技能和创造力。

最后，本文通过小学数学教育实践案例的分析和评估来验证并证明Scratch编程在小学数学教学中的融合应用的有效性和可行性。

Scratch编程；小学数学教学；可视化；创造力Ⅰ.Scratch是一种适用于儿童和大学新手的图形化编程语言，它通过通过拖放积木的方式构建可运行的程序，使得编程变得更加容易学习和理解。

Scratch 还提供了一个友好的社区环境，可以帮助学生分享他们的工作，与其他学生合作，了解其他人的合作方法，并从中受益。

Scratch编程语言不仅可以帮助学生学习编程技能，而且可以使学生学习数学和科学等学科。

因此，Scratch编程在教育领域的应用变得越来越广泛。

本文主要探讨Scratch编程在小学数学教学中的融合应用，以期为小学数学教育实践提供一些新的思路和方法。

Ⅱ.Scratch编程的概况和特点Scratch是一种由麻省理工学院开发的免费开源图形化编程语言，在不需要任何编程经验的情况下，学生可以学习并创建动画、游戏、小说和绘画等工作，来发展创造性思维和计算能力。

Scratch编程的核心是基于一个交互式画布，称为“编程舞台”，学生可以选择并拖放不同的组件，接着把它们组装成完整的可运行程序模块，Scratch编程采用“编程积木”的方式来表达程序逻辑，因此用户不需要具备语法知识和好记的命令，可以快速创建各种项目。

教师小课题研究成果运用Scratch软件培养小学高年级学生计算思维能力的实践研究报告一、问题的提出《信息科技课程标准（2022年版）》明确规定了信息科技旨在培养学生的科学精神和科技伦理，提升数字素养和技能并提出要引导学生初步具备解决问题的能力，发展计算思维。

但是如何在日常教学中发展计算思维也给一线信息教师提出挑战。

Scratch软件因其独特的动画制作特点被很多小学生深深地喜爱着。

同学们每次到达机房就会主动打开软件，探索“小猫”的功能。

随之也带来很多弊端：学生们更愿意去操作Scratch中的小游戏，但却对如何正确地编写脚本不感兴趣或者没有相应的能力；能够根据教材以及老师的讲授进行脚本编写，但自己却不能创新脚本；教师总是不由自主地把重点放到带领学生完成教材上的作品但没有关注到学生计算思维的培养。

本课题旨在探寻出一种依托Scratch软件提升学生计算思维的教学策略和教学模式，在Scratch软件和计算思维间建立一个桥梁并在Scratch教学实践中引导学生从体验到设计，从模仿到创新，循序渐进培养学生的计算思维。

二、解决问题的过程与方法（一）研究目标1.通过对计算思维、Scratch编程软件的理论研究以及课堂教学实践，总结出运用Scratch软件提升学生计算思维的实施策略。

2.通过课程设计、实践、反思，构建基于Scratch教学培养小学高年级学生计算思维的教学模式。

3.制定切实可行的计算思维评价标准。

4.通过实践形成具有代表性的相关课例。

（二）研究内容1.通过查阅文献，梳理关于计算思维、Scratch软件的相关概念和研究现状。

2.学习与本研究相关的教学策略理论，制定提升学生计算思维的教学策略。

3.结合Scratch编程知识，设计符合教学策略的教学设计并展开实践。

4.通过访谈教师和学生学习效果问卷调查，得出教学策略效果并在教学实践中对教学策略进行调整，制定出成熟的利用Scratch软件提升学生计算思维的实施策略。