周瑩

摘 要： 作為一名小學信息技術(shù)教師，筆者深感Scratch編程的魅力所在。Scratch編程教學是普遍認可的小學計算思維培養(yǎng)的重要抓手和落腳點。文章從Scratch編程教學與生活融合、與學科融合兩個方面介紹了教學方法和初步經(jīng)驗，并初步總結(jié)了筆者探究—模仿—探究的教學方法。通過這些方法的使用，教師可以更好地引導孩子學習Scratch編程，培養(yǎng)計算思維。

關(guān)鍵詞： Scratch編程;計算思維;生活融合;學科融合;探究—模仿—探究教學法

中圖分類號： TP393?? ?文獻標識碼： A?? ?文章編號： 1673-8918（2022）04-0017-04

《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》（以下簡稱《綱要》）指出信息技術(shù)課程的總目標是培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，信息技術(shù)學科的核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新和信息社會責任等方面。

近年來，計算思維培養(yǎng)受到普遍重視，“算法與程序設(shè)計”作為計算思維的重要體現(xiàn)，是信息技術(shù)課程的核心模塊之一。對于小學生來說，Scratch是目前應(yīng)用最廣泛的可視化編程軟件。Scratch編程學習不需要學生記憶和理解晦澀難懂的代碼，學生只需要拖拽現(xiàn)成的積木化控件進行組合即可完成編程。學生關(guān)注的是分析問題，把問題轉(zhuǎn)化為積木化控件來解決問題，避免編寫復(fù)雜的程序語言，這使編程學習變得更加輕松有趣。筆者在教學實踐中，總結(jié)了探索—模仿—探索的教學方法，學生在問題驅(qū)動下，通過自主探索初步了解Scratch編程軟件的操作方法，培養(yǎng)學習興趣，然后通過教師流程圖引導下的大量模仿操作，理清思路，提高計算思維，最后實現(xiàn)自主創(chuàng)作。

Scratch等積木式編程軟件作為中小學生計算思維培養(yǎng)的重要抓手，進入了小學信息計算必修內(nèi)容。如何讓Scratch編程學習真正提高學生的計算思維，體現(xiàn)信息技術(shù)學習的實踐性，正如《綱要》中所說：“要將信息技術(shù)和其他學科融合起來，面向?qū)W生的生活世界，幫助學生對世界的完整認識?！?/p>

一、 Scratch編程和學科融合

（一）Scratch編程與數(shù)學學科融合

數(shù)學是思維的體操，Scratch編程軟件中的“數(shù)據(jù)”“偵測”“數(shù)據(jù)和邏輯運算模塊”等模塊中的控件和數(shù)學學科知識高度相關(guān)，在計算思維培養(yǎng)方面是一致的。由此，教師可以在教學中將兩個學科進行融合，利用Scratch編程的工具性和實踐性特征，為數(shù)學教學提供實踐工具，或者利用數(shù)學知識為信息技術(shù)教學提供助力。

例如，在《畫正多邊形》一課中，教師先讓學生畫正三角形、正方形（正四邊形）、正六邊形和正八邊形。通過四個圖形的繪制，教師把控件的相關(guān)信息進行數(shù)學化歸納和匯總，然后引導學生發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)次數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，從而推導出正多邊形畫法的公式（如表1），這是數(shù)學式思維對Scratch編程教學的幫助，同時Scratch編程對計算思維的培養(yǎng)也起到了積極助推作用。

學生在掌握了正多邊形繪制方法之后，可以輕松繪制出正七邊形、正十一邊形、正二十五邊形等利用紙筆很難計算和繪制的圖形，不能整除的數(shù)字，比如360/7，利用控件 就可以直接表示，計算機會幫助我們快速計算。同時學生通過學多邊形的繪制，發(fā)現(xiàn)正多邊形的邊數(shù)越多，圖形越接近于圓形，這對于學生理解數(shù)學中圓形相關(guān)知識起到很大幫助，Scratch編程將抽象的知識轉(zhuǎn)化為直觀的畫面，實現(xiàn)了數(shù)學模型，更提高了學生的計算思維。

數(shù)學和Scratch編程融合幫助學生更好地學習正多邊形和圓形的知識，也教會學生解決問題的方法和策略。

（二）Scratch編程和語文學科融合

Scratch編程的第一課教學時，教師常常把Scratch軟件的界面當作一個“劇場”來介紹，“小貓”是主演，“舞臺區(qū)”是演員表演的場地，“角色區(qū)”是演員休息區(qū)，“背景”相當于幕布，“腳本”相當于劇本，用Scratch編程軟件編寫腳本，就好比是導演編排一部舞臺劇。把Scratch編程教學和舞臺劇編排相聯(lián)系，給腳本相應(yīng)的情境，讓每個控件的出現(xiàn)都和劇情緊密相關(guān)，這樣學生不僅記得牢，思維也得到了訓練，Scratch編程和語文學科有著不可分割的聯(lián)系。

Scratch編程編排舞臺劇，首先導演要構(gòu)思好分鏡頭腳本，將所需要的角色和背景設(shè)置好之后，再利用廣播控件按照故事發(fā)展的順序?qū)⒎昼R頭腳本進行串聯(lián)。比如，學生在Scratch編程軟件編排《龜兔賽跑》故事時，需要自己繪制或者網(wǎng)絡(luò)搜索烏龜和兔子的角色圖片，每個角色要符合人物特征，讓學生理解寫作中人物外貌描寫的寫法;每個場景的背景圖，會讓學生理解圖文并茂的重要性;每個場景編排結(jié)束后，用“廣播消息并等待”和“當接收到消息……”控件把各個場景串聯(lián)。

學生在編排舞臺劇的同時，要學會先在頭腦中思考每個角色語言、動作以及故事情節(jié)發(fā)展順序和因果關(guān)系，這種思考是思維導圖式的雛形，不但提升了學生計算思維，激發(fā)了創(chuàng)作靈感，也提升了學生自主探索能力。

（三）Scratch編程和美術(shù)學科融合

Scratch編程的過程中，常常需要“繪制新角色”和“繪制新背景”，繪制的界面和電腦自帶的“畫圖”軟件類似，是數(shù)字化美術(shù)的一部分。“中心點”的選擇、“上下翻轉(zhuǎn)”“左右翻轉(zhuǎn)”的使用，對于程序的測試效果影響巨大，很多程序測試無法完成效果，都是由于中心點的選擇有誤造成的，學生理解中心點對程序的影響和對學生的思維訓練有很大幫助。

另外，Scratch中的“畫筆”模塊，結(jié)合其他積木的使用，可以繪制出圖形，模擬繪圖工具，也是數(shù)字化美術(shù)的一部分。例如，《畫城堡》一課中，學生利用畫筆工具完成多邊形的繪制，用多邊形組成了畫城堡的任務(wù)，而且還發(fā)揮自己的想象，裝飾自己的城堡，有的同學設(shè)計出彩色城堡，有的同學在城堡外種上草坪，有的同學在城堡外設(shè)計了花園，還有的同學讓城堡上空燃放起絢麗的煙花（如圖1）。教師把學生的創(chuàng)意進行了梳理和歸納，發(fā)現(xiàn)學生用Scratch編程這種數(shù)字化的方法來美化圖形，有的學生用顏色美化城堡、有的學生用組合圖形美化。學生在構(gòu)建美的同時，會先在大腦中進行構(gòu)圖，這種構(gòu)圖就是計算思維的訓練。

（四）Scratch編程和音樂學科融合

Scratch編程中的“聲音”控件區(qū)里，有很多數(shù)字化音樂的實現(xiàn)工具。利用Scratch的軟件中可模擬多種樂器，進行樂曲的腳本編寫，為劇情設(shè)置合適的背景音樂，增加了編程的樂趣，大大激發(fā)學生的學習積極性。比如，在《動物表演》一課中，每個動物的出場時都可以設(shè)置相應(yīng)的出場音樂，而且小猴也可以利用彈奏音符52，0.5拍;彈奏音符52，0.5拍;彈奏音符53，1拍;彈奏音符52，1拍;彈奏音符57，1拍;彈奏音符53，2拍，這樣的設(shè)置，演奏生日快樂歌，聲音的融入讓Scratch編程編排的原本無聲舞臺劇變得多元且精彩紛呈。

（五）Scratch編程和科學學科融合

Scratch編程中的變量、順序、條件、循環(huán)等基本的程序原理也普遍存在于科學現(xiàn)象中。利用Scratch編程創(chuàng)作呈現(xiàn)科學現(xiàn)象和邏輯過程，加深學生對科學概念內(nèi)容的理解，同時，在設(shè)計過程中培養(yǎng)訓練學生的計算思維能力。以《Scratch模擬自然界中水循環(huán)》為例，教師帶領(lǐng)學生分析發(fā)現(xiàn)：太陽、水蒸氣、烏云、雨、彩虹的出現(xiàn)都與空氣濕度密切相關(guān)，新建濕度這個變量，通過變量的循環(huán)變化實現(xiàn)濕度從低到高，再從高到低的循環(huán)變化，這個變化過程決定著天氣的變化，所以程序不是編寫在某個角色里，而是背景里。通過濕度的變化，太陽、水蒸氣、烏云、雨發(fā)生改變，編程過程幫助學生理清了天氣變化和濕度的關(guān)系。這樣的編程模式同樣可以推廣到日月星辰隨著一天時間的變化而變化等自然現(xiàn)象的模擬仿真。學生摸著“一個變量”的藤，摸到了自然現(xiàn)象之間聯(lián)系的“瓜”。

二、 Scratch編程和生活融合

Scratch編程和生活是息息相關(guān)的，舞臺區(qū)好比是生活的縮影，為了讓實現(xiàn)想要的功能，需要把控件進行組合或者拆分，就像小朋友“玩積木”“過家家”。比如，綜合課《畫城堡》教學時，教學內(nèi)容多，學習難度大，學生要學會分析圖形，將復(fù)雜圖形分解成簡單圖形，并把簡單圖形定義成積木塊，在每個簡單圖形的起始位置通過調(diào)用積木塊組合成復(fù)雜圖形。當需要使用連續(xù)的積木塊時可以用積木塊簡化，讓學生感受到模塊化程序設(shè)計的優(yōu)勢。第一次上課后，筆者找了十個學生，這十個當中有畫出城堡的學生，有城堡畫出一半的學生，有六個積木還沒有定義好的學生。和學生的訪談中，筆者發(fā)現(xiàn)學生根本沒有理解為什么要盡心定義，定義耽誤了很多時間。學生的問題和建議給了筆者修改教學設(shè)計的方向和動力，筆者知道怎樣把不知道去哪兒的時間找回來。晚上回到家，筆者找出女兒的磁力片積木，用一些基本圖形拼出了如圖2一些形狀，筆者想通過這些圖形讓學生理解什么是組合圖形。為什么在Scratch中要用定義積木的方法來畫組合圖形。這一環(huán)節(jié)可以放在課前熱身階段。

對于需要用到的6個積木，連續(xù)6次的重復(fù)定義，確實花費了很多時間，對于這一問題，筆者設(shè)計了“半成品學件”這個“腳手架”，教師演示過定義積木的方法后，學生自己嘗試定義一個積木，然后就可以給學生一個六個積木都定義好的“學件”，學生在“腳手架”的基礎(chǔ)上進行調(diào)用積木畫城堡，節(jié)省了5～10分鐘的時間。定義測試過程中遇到問題，為了方便的測試，筆者又設(shè)計了“黑板擦”這個“小機關(guān)”。用空格鍵單獨控制“清空”命令，簡單方便，“黑板擦”學生非常容易理解。

調(diào)用積木塊看似簡單，但是實際操作中的問題非常多。學生發(fā)現(xiàn)積木總是“不聽話”，不能隨心所欲地搭出設(shè)想的形狀。針對這種找不對開始拼圖的“起始位置”和“方向”的問題，筆者設(shè)計了一個排隊小游戲：6名學生面對班級同學站成一排，筆者站在他們中間，全班學生齊聲說出6名學生在筆者的左邊還是右邊，接著筆者更換一個位置，全班說出每個學生在筆者的左邊還是右邊。最后，筆者向后轉(zhuǎn)背對著班級同學，這時全班再齊聲說出6名學生在筆者的左邊還是右邊，這時發(fā)現(xiàn)6名學生的位置都不相同。學生能夠感受到調(diào)用積木塊之前，起始“位置”和“方向”是一定需要弄清楚的。

三、 探究—模仿—探究進階式循環(huán)的教學方法

建構(gòu)主義學習理論強調(diào)教學中要以學生為主體，教師通過創(chuàng)設(shè)情境，引導學生以原有知識為起點，不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，最終形成自主學習和解決問題的能力。建構(gòu)主義學習理論很好地契合了Scratch編程課程教學的特點，在Scratch教學中被大量應(yīng)用。在教學實踐中，筆者總結(jié)出“探究—模仿—探究”進階式循環(huán)的教學方法，學生通過自主探究，大量模仿練習，再到半成品修改練習，最后可以自主創(chuàng)作，實現(xiàn)了由“蹣跚學步”到“獨立奔跑”的轉(zhuǎn)變。

Scratch作為一種可視化編程軟件，和學生生活契合度較高。初始課學習時，學生學習興趣濃厚，教師可以放手讓學生自主探究。通過自主探究，大部分學生可以掌握軟件的基本操作并編寫出一些簡單的腳本，這些成就感大大激發(fā)了學生的學習興趣，為Scratch軟件學習開了好頭，探究式教學法在初始課學習中發(fā)揮了重要的作用。

隨著學習的深入，如果教師一直放手讓學生自主探究，學生的進步會變得緩慢，并且很少有優(yōu)秀作品出現(xiàn)，學生只有自己僅有的一點發(fā)現(xiàn)不斷重新放大，很難有更深入的探究和發(fā)現(xiàn)，學生的學習積極性也會受到打擊。筆者通過教學實踐發(fā)現(xiàn)，大量的“模仿練習”對學生學習起到積極助推作用。Scratch編程學習在凸顯獨立探究的同時，離不開模仿練習。模仿練習是指，教師引導學生在流程圖的帶領(lǐng)下，進行大量的由“流程圖模仿”到“半成品補充”的反復(fù)練習，從而幫助學生實現(xiàn)抽象問題和自主編程的能力，實現(xiàn)學生計算思維的提高。

（一）流程圖引導

流程圖是一種描述解決問題的方法、思路或者算法的工具，流程圖代表了數(shù)據(jù)或者思維的流向。教師在Scratch編程教學時，需要先帶領(lǐng)學生分析問題，提煉出解決問題的步驟，然后根據(jù)解決問題的步驟畫出流程圖，最后把腳本和流程圖一一對應(yīng)起來。

在流程圖的帶領(lǐng)下，學生經(jīng)過反復(fù)模仿和練習，掌握分析問題和解決問題的方法。比如，在編寫《貓捉老鼠》游戲中貓的腳本時，教師帶領(lǐng)學生用語言分析貓的動作，小貓剛開始待在窩里（初始位置），游戲開始后，小貓面向鼠標移動，如果碰到障礙物就回到窩里再重新出發(fā)，如果碰到老鼠就獲勝。隨著語言的描述，教師展示一步步畫出流程圖，再讓學生根據(jù)流程圖拖拽積木，教師只需要提醒流程圖中是通過“回路”來表現(xiàn)循環(huán)語句的，學生就可以理解并輕松地編寫出程序了。（如圖3）

（二）半成品補充

學生跟著流程圖，模仿編寫程序，經(jīng)過一段時間的練習，可以掌握較簡單程序的編寫。要想把遇到的問題轉(zhuǎn)化Scratch程序，還需要經(jīng)過專項練習。一節(jié)課的時間想要編寫一個完整程序，難度較大。為了提高學生練習效率，需要使用程序“半成品”這個“腳手架”。程序半成品幫助學生省去了素材導入、背景繪制等基礎(chǔ)設(shè)置操作，可以讓學生能夠?qū)Ｐ牡蒯槍π缘赜柧毑糠株P(guān)鍵程序的搭建。

比如，在學習變量應(yīng)用時，教師給學生《貓捉老鼠》的半成品讓學生直截了當?shù)貫榘氤善烦绦蛱砑幼兞磕_相關(guān)腳本（如圖4），這樣一節(jié)課時間下來，可以進行多個案例的練習，學生也可以根據(jù)自己的學習情況，選擇不同難度系數(shù)的半成品進行練習，大大提高了練習效率。半成品練習的前提是需要教師提前進行較好的準備和構(gòu)想，對教師課前準備要求較高。

學生通過基于流程圖引導和半成品支撐的大量模仿練習，能夠理解了各個控件、變量、函數(shù)的作用，并能夠歸納出游戲、動畫、故事這三類編程的特征。遇到問題，能夠獨立地探究，嘗試把實際問題抽象成流程圖模式的思考，進而搭建出相應(yīng)的腳本，解決問題，這就實現(xiàn)了探究、模仿、探究的階性循環(huán)。隨著學生解決實際問題能力的提升，學生的計算思維能力也得到了提高。

四、 結(jié)語

記得一次Scratch編程課后，班上一位學生開心地告訴老師：“前面學習的‘WPS文字’和‘WPS演示’和Scratch編程有很大不同?！甒PS文字’是讓我按軟件的要求一步一步地去做，在Scratch編程中是讓小貓按我的想法做事情?！睂W生的感受，直觀地印證了Scratch編程對計算思維培養(yǎng)。

Scratch編程和各學科密不可分，與生活完美融合，但融合不是教育本身的目的。作為學習引導者的教師，應(yīng)該清醒地認識到，融合教學只有在教師的創(chuàng)意引導下，學生不斷進行探究—模仿—探究才能實現(xiàn)。教師要站在學生的立場上，創(chuàng)意地進行教學設(shè)計，讓學生的計算思維得到訓練，這樣才能提升學生創(chuàng)新思維能力，形成精益求精的工匠精神。

參考文獻：

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