淺談Scratch與學(xué)科教學(xué)的整合

☆ 馬南南 白繼海

（河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島 066000）

淺談Scratch與學(xué)科教學(xué)的整合

☆ 馬南南 白繼海

（河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島 066000）

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)與學(xué)科間的整合已成為目前的研究熱點(diǎn)。信息技術(shù)與學(xué)科的整合是為了讓技術(shù)更好地服務(wù)于教學(xué)、優(yōu)化教學(xué)、升華教學(xué)，減輕教師負(fù)擔(dān)，解放學(xué)生天性。Scratch語言編程具有對象可控制性、故事可編輯性、資源可互動性等特點(diǎn)，逐漸出現(xiàn)在中小學(xué)的課堂教學(xué)中。Scratch與學(xué)科整合能活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)造力。本文列舉了Scratch與學(xué)科整合的實(shí)例，并提出了Scratch與學(xué)科整合的研究趨勢，以期為今后的研究提供借鑒。

Scratch；學(xué)科整合

一、Scratch與學(xué)科整合的背景

《國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》里提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”[1]。美國麻省理工學(xué)院于2007年研發(fā)出Scratch——一種可視化編程工具，運(yùn)用積木組合式的程序語言，使用者只需要通過拖拽組合各種類型的代碼塊，依據(jù)角色需求設(shè)定不同的參數(shù)，就可以制作出故事、動畫和故事等。R.J.Clougherty談?wù)摿祟愃芐cratch的開源軟件與學(xué)科融合，他認(rèn)為在應(yīng)用技術(shù)前教育者必須改變想法，教師所呈現(xiàn)的虛擬情境等任何數(shù)字化形式只是一個中介、媒介，教育者應(yīng)該將更多的注意力放在Scratch等軟件設(shè)計(jì)作品中的可見思維過程，而不應(yīng)僅注重于表象[6]。在這一觀點(diǎn)的啟發(fā)下，越來越多的教育者將教學(xué)重點(diǎn)放在了思維中，將Scratch軟件的應(yīng)用放在了學(xué)生體驗(yàn)情境的教學(xué)中，如臺灣一位數(shù)學(xué)教師在講述“直角坐標(biāo)”時，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，利用Scratch創(chuàng)設(shè)了一個關(guān)于日本大地震引發(fā)海嘯的真實(shí)問題情境，拓展了Scratch在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，將實(shí)際生活與學(xué)習(xí)內(nèi)容相結(jié)合，鍛煉了學(xué)生解決問題的能力[3]。此后，越來越多的研究者根據(jù)Scratch的高情境性以及可與外部設(shè)備連接的開源性，將其用于數(shù)學(xué)、物理、自然科學(xué)等學(xué)科教學(xué)中，特別是與LOGO、ARDUINO等硬件融合建立計(jì)算機(jī)虛擬情境，深化學(xué)科間的融合[4]。

二、國外Scratch用于學(xué)科教學(xué)

從2009年起，每年的5月18日為Scratch Day，該活動是由美國麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室發(fā)起，活動內(nèi)容從原來的介紹Scratch基礎(chǔ)知識逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镾cratch作品、操作問題等的交流分享。而今，Scratch的學(xué)習(xí)主要和STEAM一起進(jìn)行，為STEAM的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。隨著Scratch的不斷發(fā)展，美國開始將Scratch用于其它學(xué)科教學(xué)中，Di?ana Franklin等人在研究中嘗試將Scratch與其他學(xué)科進(jìn)行融合，開展了跨學(xué)科夏令營活動，研究發(fā)現(xiàn)Scratch與學(xué)科整合符合K-12課程標(biāo)準(zhǔn)中電腦科學(xué)融入學(xué)科的要求，對參加活動的學(xué)生意義重大[5]。目前，由于美國一開始就將Scratch與STEM結(jié)合，所以其研究的重點(diǎn)仍是通過LEGO等硬件的支持來促進(jìn)STEM學(xué)習(xí)[6]。Feng Feng Ke將Scratch用于數(shù)學(xué)游戲制作中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)更加積極[3]。2016年的最新資料表明，Scratch不僅能融入學(xué)科間的教學(xué)，同時也逐漸融入家長教育之中，使親子在Scratch軟件的互動性、游戲性的創(chuàng)作中更好地交流、了解對方[7]，更好地實(shí)現(xiàn)家校合作機(jī)制。

2013年9月，日本公益組織“Scratch-日本”的計(jì)算機(jī)教育學(xué)家安倍和宏編寫了針對于中小學(xué)生的Scratch教材，在教材里不僅系統(tǒng)講解了編程，同時也提供了大量的與學(xué)科整合的案例（語文、數(shù)學(xué)、音樂和體育等），激起了日本“創(chuàng)客文化”的浪潮[8]。而眾所周知，日本動漫產(chǎn)業(yè)一直在世界范圍內(nèi)遙遙領(lǐng)先，其實(shí)“Scratch日本”最早將Scratch引進(jìn)了動漫產(chǎn)業(yè)并發(fā)布一些網(wǎng)絡(luò)教材，供廣大Scratch愛好者學(xué)習(xí)?；谌毡镜膭?chuàng)客文化發(fā)展，在社會上有很多Scratch培訓(xùn)活動和工坊機(jī)構(gòu)等。由日本任天堂公司開發(fā)的Wii手柄與Scratch進(jìn)行結(jié)合可以很好地用于體育教學(xué)，也有利于體感游戲的發(fā)展[8]。

2012年，在西班牙舉辦了Scratch歐洲年會，主要討論了如何將Scratch課外的興趣學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)W校內(nèi)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)應(yīng)用。例如：對比其他國家軟件的學(xué)習(xí)而言，英國一方面將主要傳授對象設(shè)為大學(xué)生，如在華威大學(xué)開設(shè)了一門Scratch軟件傳感器的課程；另一方面主要側(cè)重于教授Scratch外連硬件設(shè)備的開發(fā)，從而充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造能力[9]。

三、國內(nèi)Scratch與學(xué)科的整合

在Scratch發(fā)展之初，研究熱點(diǎn)是其在信息技術(shù)課程中的課堂應(yīng)用和教學(xué)設(shè)計(jì)，如：微課在Scratch中的使用和DBL教學(xué)法在Scratch教學(xué)中的合理應(yīng)用等；課堂應(yīng)用多為Scratch在信息技術(shù)課程中的應(yīng)用案例、應(yīng)用情況、應(yīng)用問題和應(yīng)用趨勢的分析。任何事物都是不斷向前發(fā)展的，Scratch在信息時代逐漸趨向與學(xué)科間的整合，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

一是基于信息技術(shù)，Scratch與STEM課程教育融合。2013年8月，以“Scratch教學(xué)流派和創(chuàng)新應(yīng)用”為主題的第一屆中學(xué)STEAM教育創(chuàng)新論壇在溫州舉辦，標(biāo)志著學(xué)術(shù)交流活動轉(zhuǎn)變?yōu)楣俜绞降慕虒W(xué)研討會。在此次會議中，各學(xué)者主要討論了Scratch的發(fā)展現(xiàn)狀，為Scratch與STEM課程的融合奠定了基礎(chǔ)。針對Scratch與STEM課程的融合，2014年北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院的陳磊認(rèn)為，技術(shù)的使用應(yīng)該和科學(xué)的學(xué)習(xí)有機(jī)地進(jìn)行結(jié)合，在各項(xiàng)工程情境呈現(xiàn)的同時，不僅要有科學(xué)的知識還應(yīng)該表現(xiàn)出思考的過程，逐漸形成想法——實(shí)驗(yàn)——程序的機(jī)制[10]。但是在其研究中，陳老師過于注重技術(shù)而忽略了科學(xué)知識。

二是基于創(chuàng)客課程教育理念，Scratch軟硬件相結(jié)合。2011年，臺灣建立Scratch for Arduino教師社群，以便更好地研究Scratch軟件與硬件的連接。目前在臺灣，學(xué)者們正在研究Arduino、LEGO、We Do、Kinect等硬件與Scratch間的整合[4]。在2017年河北科技師范學(xué)院舉辦的“鄉(xiāng)村小學(xué)信息技術(shù)骨干教師培訓(xùn)”中，秦皇島市青少年活動中心囤豐老師講到Scratch今后的發(fā)展趨勢勢必會與機(jī)器人、ARDUINO和MAKEBLOCK等進(jìn)行融合，共同應(yīng)用于學(xué)科課堂教學(xué)，豐富課堂教學(xué)模式。

三是Scratch與其他學(xué)科間的融合，主要是表現(xiàn)在兩個方面，一方面是Scratch自身與學(xué)科間的整合；另一方面是Scratch軟硬件結(jié)合和學(xué)科進(jìn)行整合。在Scratch本身和學(xué)科融合方面，賴慶之教授將Scratch引入到自然教學(xué)領(lǐng)域，創(chuàng)建真實(shí)情境，讓學(xué)生更好、更容易理解自然知識[11]。陳亮光教授提出將Scratch軟件應(yīng)用到對華語文教學(xué)中，他將信息組織成連貫的言語表征信息并利用Scratch將其融入到對外漢語的媒體課件的設(shè)計(jì)中，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成績，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的真實(shí)情境性[12]。程超等人將Scratch與小學(xué)語文進(jìn)行結(jié)合，并在其研究中設(shè)計(jì)了初步的結(jié)合范式，深刻體現(xiàn)了信息技術(shù)與語文的整合[13]。而在Scratch軟硬件共同與學(xué)科整合中，S4A在臺灣國小已與科學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、體育等學(xué)科融合在一起，如在測量物體溫度時，則可以通過S4A的列表功能將溫度以繪圖的形式呈現(xiàn)[4]。鄧宇君研究了LEGO Education WeDoTM9580與Scratch結(jié)合共同應(yīng)用于國小高年級數(shù)學(xué)與自然課程中，實(shí)現(xiàn)了情境化和游戲化教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成績都有很大的提高[14]。

四、總結(jié)

國外研究大多側(cè)重于軟硬件的綜合開發(fā)或者與STEM教育相結(jié)合。而在國內(nèi)Scratch大多數(shù)是與數(shù)學(xué)、物理等理科融合，基于Scratch軟件設(shè)計(jì)開發(fā)情境式課件的研究不多，特別是Scratch與英語、語文等文科教學(xué)結(jié)合的文章是少之又少。因此，關(guān)于Scratch的橫向研究深化Scratch的發(fā)展，縱向研究深度融合英語、語文等學(xué)科，會逐漸成為新的發(fā)展趨勢?？傊?，在新媒體時代，學(xué)生應(yīng)該形成一種利用技術(shù)得到自我認(rèn)識提高（a sense of self with new technology）的意識，將自我表達(dá)（self-ex?pression）向自我探索（self-exploration）轉(zhuǎn)變，技術(shù)不僅可用于教師教學(xué)，更應(yīng)用于學(xué)生的學(xué)習(xí)，從雙方面共同促進(jìn)學(xué)生知識的建構(gòu)。

[1]中華人民共和國教育部.《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》,2010.

[2]R.J.Clougherty.et al.Applying Open Source Models to Open Learning and Open Universities[J].Open Education Reserch,2012,18,(01):114-117.

[3]吳俊杰,陳磊.Scratch與數(shù)學(xué)和物理：發(fā)現(xiàn)新知識的途徑和方法[J].上海教育,2014,(08):35-37.

[4]范運(yùn)平,陳磊.中國臺灣：教師帶動學(xué)生玩轉(zhuǎn)Scratch[J].上海教育,2014,(08):44-45.

[5]Diana Franklin,et.Assessment of Computer Science Learning in a Scratch-Based Outreach Program[J].SIGCSE’13,March 2013,Denver,Colorado,USA.

[6]吳俊杰.美國：Scratch促進(jìn)STEM[J].上海教育,2014,(08):40.

[7]Ricarose Roque.Family Creative Learning:Designing Structure to Engage Kids and Parents as Computational Creators[D].MASSACHUSETTS INSTUTUTE OF TECHNOLOGY,2016.

[8]陳華.日本：Scratch受學(xué)生創(chuàng)客喜愛[J].上海教育,2014,(08):42.

[9]謝作如.英國：Scratch帶來更多創(chuàng)造空間[J].上海教育,2014,(08):41.

[10]陳磊.Scratch融入STEM教育[J].上海教育,2014,(08):38-39.

[11]賴慶之,賴明宏.國小五年級Scratch程式3融入自然領(lǐng)域教學(xué)之探討[J].國民教育,2011,(05):91-97.

[12]Chen,Liang Kuang.Multimedia Chinese Teaching and Research:The Scratch Free Software for Creative Design Courseware[J].Journal of Technology and Chinese Language Teaching,2011,Volume 2 Number 1:49-62.

[13]程超,許立勇等人.Scratch的信息技術(shù)與小學(xué)語文課程深層次整合研究[J].云南開放大學(xué)學(xué)報(bào),2014,(03):76-80.

[14]鄧宇君.以Scratch結(jié)合樂高機(jī)器人在合作學(xué)習(xí)之探究——以國小高年級學(xué)生為例[D].國立新竹教育大學(xué)數(shù)位學(xué)習(xí)科技研究所碩士論文,中華民國101年11月.

[編輯：莊豐源]

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