Scratch与计算思维

Scratch是一款由麻省理工学院媒体实验室(MIT)设计开发的图形化编程工具,全球有上千万的编程爱好者选择通过Scratch进行编程启蒙,包括很多知名大学在大一的计算机导论课上都会只用Scratch来讲解复杂的编程思想,使学生更快更好了解编程、学习编程。

Scratch特点:构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现。用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以了。孩子们可以编写出游戏、动画、故事、绘画作品、音乐作品,还能模拟数学、物理现象,培养孩子们的创造力和实践能力,丰富想象力,消除计算机的神秘感。

遵循中国电子学会的图形化编程等级考试大纲,我们的Scratch课程分为四个阶段:

说明
一级1、学会使用Scratch工具编程;运用方向、角度、负数、基本数学运算如加、减、乘、除、余数、等进行编程,完成简单的图形、动画作品;
2、运用顺序结构、循环和嵌套循环、并发执行等编程概念开发作品,学会角色的初始化与程序的调试。
二级1、掌握各种事件的应用、坐标系应用(初中数学)、逻辑运算(与、或、非)、同步和异步消息(广播)应用;
2、运用程序的三种基本结构顺序、循环、选择结构,创作多角色交互的作品,了解多线程的思想。
三级1、学会公共变量、局部变量的使用,在各种复杂作品中使用变量传递值,变量运算、变量比较、逻辑关系运算,学会使用变量控制不同的角色或克隆体做不同的事情。
2、从具象化思维向抽象思维的重大转变,认识函数(新积木)的概念,利用函数优化程序,学习优化复杂作品的模块化思想。
3、几何图形编程进阶:运用变量、函数和高年级数学知识编程实现复杂的几何图形。
四级1、图形化编程向完全代码编程的关键阶段,通过图形化编程初步涉足一些基本的数据结构和算法思想,如字符串概念和遍历、列表概念和遍历、二分查找、排序、枚举、模拟、递推和递归。
2、数学思维与编程思维的结合,学习如何将问题分析、并转化为数学模型,最终使用编程手段解决问题。
  • 1-2级:主要是用具象化内容来理解训练一些抽象的概念,难度较低;对于大部分孩子来说上手比较容易,但要做到完全理解透彻,需要反复训练。
  • 3级:学习变量、函数以及多个对象交互编程,难度增加很多,对抽象思维和数学的要求较高。
  • 4级:难度陡增,着重锻炼问题分解-模式识别-抽象提取-算法实现的问题解决过程,学习利用计算机解决问题的思路和方法;在解决编程问题的同时,会涉及高年级数学甚至初中数学知识。

顺利通过Scratch4级的学生,具备很强的编程思维和解决问题的实操能力,在编程课上能够快速接受高年级的数论、函数、几何知识,会比较容易上手C++代码。

Scratch编程可以与硬件结合编程。

目前,我们通过Scratch编程等级考试4级最小年龄纪录是三年级下学期的孩子(天赋+热爱+勤奋)。