Scratch软件在高职基于计算思维的计算机应用基础课程中的教学辅助实践

雷静 邹承俊 陈琳

摘要：本文主要介绍当前高职高专计算机应用基础课程在引入计算思维后教学的主要内容，在教学中存在的难点。对改革后的计算机应用基础课程中与程序设计相关内容的教学对象、教学目标、教学方式进行分析，并以案例的方式介绍了采用Scratch软件对教学进行辅助，能够达到教学目标，获得良好的教学效果。

关键词：计算机应用基础；Scratch；教学辅助

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0234-02

一、研究背景

随着计算机技术的发展，计算机技术已经应用到人们的日常生活的方方面面，全民的计算机使用水平显著提高，特别是具有较强学习能力的青年学生，已经通过多种渠道掌握了较多的计算机基本应用技能。在这样的背景下，高职院校的《计算机应用基础》课程形同鸡肋。原本的课程设计已经不能满足学生对计算机使用技术的需要，但更深、更难的计算机技术又不符合非计算机专业学生的培养目标。如何进行符合当前学生技能水平，并能为今后的学习工作服务的计算机应用基础课程教学，是当前众多高校计算机基础教育的教学难题。经过许多地研究，国内许多高校在计算机应用基础的教学中，引入“计算思维”的基本思想。2006年3月，美国卡内基·梅隆大学的周以真教授提出计算思维的概念，即运用计算机科学的基本概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。通过向学生介绍计算机如何模拟现实世界，如何利用运算速度快的优势解决现实生活中人类需要花费大量时间和精力解决的问题，使学生在除实证思维、逻辑思维外，建立计算思维，无论学习何种专业，从事何种行业，都能够在今后的学习和生活中使用计算机作为工具，进行本专业的学习和研究。这是作为信息化时代的年轻一代必需要掌握的基本技能之一。对基于计算思维的计算机应用基础课程进行研究，确定需要学生理解计算思维的基本概念，基本思路及其重要作用；掌握计算机的重要工作原理：如数据纠错、数据压缩、程序设计、算法、网络等。其中包含的程序设计、算法、排序、迭代与递归等内容，在教学方式、教学方法等方面不同于对一般的计算机技术专业的学生的教学，需要特别设计。计算机应用基础课程授课对象为所有专业的大学一年级学生，不需要学习程序设计的具体的语言，不需要学习代码的编写。他们需要了解计算机程序是什么，以及通过怎样的方式进行工作，以及一些典型的在计算机程序设计解决问题的方式方法。因此，对完全没有程序设计基础并不需要学习程序设计语言的学生，不能采用传统的教学方式进行教学。需要选择一个合适的载体，通过该载体可以使学生达到教学的目标，又不使用某种程序设计语言，增加学习困难度，打击学习积极性。

二、研究思路

在基于计算思维的计算机应用基础课程教学中，需要使学生建立计算思维，涉及的教学内容包括计算思维的基本概念，程序设计的基本思路等，如表1所示。

其中第4、5、6、7节中涉及计算机程序设计的内容，该部分内容不能采用计算机相关专业的教学方式——使用一种具体的程序设计语言作为载体，以上章节的教学目的是使学生掌握计算机解决问题的思路和方法，不需要具体的实现，使用计算机解决问题的思路指导进行本专业的学习研究和日常生活中问题解决，像计算机一样的思考。因此，需要一个载体，既能使学生掌握计算机解决问题的方法和思路，又不需要学习具体的编程。Scratch软件是美国麻省理工学院（MIT）设计开发的一款軟件，该软件的开发目的主要为儿童学习程序设计。在世界的各国的中小学中广泛使用，在我国的中小学也使用该软件作为信息化学习的一种载体。当前有一些高校采用选修课的方式，对计算机专业进行Scratch编程教学，用以消除程序设计的恐惧感。Scratch软件可以采用积木的方式进行动画、游戏的制作，使用简单，容易上手，形象生动。Scratch软件是真正将“玩中学”理念用于实际的工具。Scratch操作简单，通过简单的拖拽方式可以实现动画或是游戏的制作，其中涉及到程序设计中的变量、列表等结构；也具有多种选择、循环等程序流程控制。通过Scratch，学生可以学习程序设计的基本思路、基本方法，但是不需要编写一条语句。使用该软件对于非计算机专业学生的学习程序设计的基本思路和基本方法是适用的。

三、教学设计

在计算机应用课程关于程序设计部分内容的教学中使用Scratch软件对教学进行辅助，以在我校2014级计算机应用基础课程教学中进行尝试。Scratch软件可以应用于“程序设计”、“算法”、“排序”及“迭代与递归”部分的教学中。

以“程序设计”部分为例，说明Scratch软件在教学中的辅助应用。

1.授课内容。在“程序设计”部分，主要包含以下知识点：①什么是软件？②计算机中软件的分类；③什么是程序设计语言及其分类；④程序中常用流程：顺序、选择、循环。

2.教学设计内容。在授课内容中，第4点程序的常用流程，需要让学生不具备程序设计语言的情况下，了解程序设计中的流程是如何模拟现实世界并解决相关问题的。在Scratch软件中，完成“小猫走路”的案例，通过案例向学生展示程序流程的作用。使用任务驱动教学法，首先提出任务：完成一个小猫走路的动画。分析小猫走路的实现步骤：迈一步，左脚在前；再迈一步，右脚在前；交替变更，视觉上小猫走路。改变小猫的坐标位置，使小猫前进。具体实现如下：

（1）小猫前进一步，当程序开始时，改变小猫的坐标，使X坐标增加10，小猫向右移动一定距离，并且切换为下一个造型，等待1秒。小猫则完成前进一步的动作，如图1所示。

以上三个步骤按照顺序依次执行，即顺序流程。

（2）小猫一直向前走，如果想小猫一步接一步，一直向前走，每走一步都重复“增加X坐标→换造型→等待”这样的过程。以上三个步骤可以重复执行，小猫就实现一直向前走的功能了，如图2所示。

以上三个步骤的重复执行即循环流程。

（3）小猫走出舞台，执行上面的程序，小猫会走出舞台，可以添加一个“如果”语句块。当小猫碰到边缘时，重新回到舞台的左边，如图3所示。

这个“如果”模块就是一个选择流程，根据条件是否成立，会执行不同的模块，得到不同的效果。

四、结论

在本校2014级学生中使用Scratch软件辅助计算机应用基础教学，获得不错的评价，获得学生的肯定。使用Scratch软件在计算机应用基础课程教学中，能够达到使学生具备基本计算思维的教学目的，也不增加学习难度，并且形象生动，可以激发学生的学习兴趣，寓教于乐，获得较好的教学效果。