基于思維可視化的小學Scratch編程教學設計與應用

顧曄

【摘要】Scratch編程教學進入我們課堂已有一段時間，學生對于編程學習興趣濃厚。但在學習的過程中需要理解各個模塊的功能，參數(shù)和命令的區(qū)別，還要有很強的編程思維，這對學生的學習造成了一定的阻礙。運用思維可視化的教學方法進行教學，在教學中層層剖析各模塊、各指令、各參數(shù)之間的關系，將各部分的關系逐一展現(xiàn)在學生的眼前，使學生能更好地了解和把握它們之間的關系和聯(lián)系，為作品的搭建打下堅實的基礎并更好地培養(yǎng)學生的編程思維。

【關鍵詞】思維可視化 Scratch編程 教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）19-0209-02

一、Scratch編程工具的特點

Scratch是一款由麻省理工學院（MIT）設計開發(fā)的少兒編程工具。它把構成程序的命令和參數(shù)設計成一塊塊積木形狀的模塊，把模塊移動到腳本編輯區(qū)堆積起來就可以執(zhí)行程序了。模塊有8類100多個功能。包括了一個完整程序的每個環(huán)節(jié)，條件語句，循環(huán)語句，判斷，甚至數(shù)組和函數(shù)都有。

在學習Scratch過程中，需要理解各個模塊的功能，參數(shù)和命令的區(qū)別，還要有很強的編程思維。這讓學生在學習過程中既激發(fā)了想象又培養(yǎng)了思維，并在智慧分享中得到提高。

二、基于思維可視化的教學方法

思維可視化是以直觀的、易感知的圖示或圖示組合的方式呈現(xiàn)對信息加工的過程，可將復雜的思維過程、思維方法、思維規(guī)律將其邏輯關系表示出來。

學生之前學習的Windows和Office軟件，著重于應用，各功能菜單之間基本沒有邏輯關系。而Scratch是程序設計工具，它更側重于作品的創(chuàng)作、生成，思維的過程，邏輯的嚴謹。如何讓學生感受與理解這些不同呢？筆者嘗試運用了以下可視化教學方法在課堂教學中，經過一段時間的實踐，收到了良好的效果。

（一）效果展示，引發(fā)思考。畫面的靈動與精美一般更容易吸引學生的目光，引發(fā)學生多感官共鳴，積極主動參與到學習中。通過把Scratch作品的動畫效果呈現(xiàn)在學生的眼前，讓其對Scratch的功能有所了解。例如：在介紹Scratch功能區(qū)域以及其功能時，可以先讓學生觀看一段精彩的動畫表演，引發(fā)學生學習的欲望，再來引導學生了解Scratch的四大功能區(qū)域：指令區(qū)、腳本區(qū)、舞臺區(qū)、角色區(qū)及其相互的關系，這樣處理能更好的引發(fā)學生的學習內驅力，主動參與到學習中。

（二）理清關系，制作圖例。圖例能直觀的表達信息，而親手制作圖例更有利于理清自己的思維過程。例如：Scratch的四個區(qū)域之間是有很強的邏輯關系的，為了幫助學生了解掌握，引導學生用倒推演繹梳理關系：作品是呈現(xiàn)在舞臺上的，關鍵詞是舞臺；接著舞臺上誰在表演，是角色；怎么讓角色表演的？由腳本控制；腳本從哪兒來？由模塊指令搭建的。舞臺也會變化的，它是怎么變的？由腳本控制；腳本從哪兒來？由模塊指令搭建的。接著學生把剛才演繹的畫出來，同時老師也在黑板上簡單的畫一畫，如下圖。

從以上的圖例中，一方面學生可以理清四者之間的關系，了解到程序編輯最基礎的是模塊指令；另一方面也在培養(yǎng)他們的思維方式，即可以從呈現(xiàn)的效果倒推，找出每個環(huán)節(jié)之間的關系，環(huán)環(huán)相扣，從而理解想要達到某種效果，就必須一步步來實現(xiàn)的規(guī)律，為后面的設計學習打下基礎。

（三）屏幕呈現(xiàn)，探究差異。Scratch有一大優(yōu)勢就是在舞臺區(qū)可以直接呈現(xiàn)設計效果。根據(jù)這一特點，在學習的初期，不要求學生完成作品，而是去了解掌握每一個模塊指令的特性。Scratch的模塊指令包含了命令和參數(shù)，如何讓陌生、枯燥的模塊指令的功能變得可視，例如動作指令中的移動模塊，把它直接移到腳本區(qū)，觀察酷貓在舞臺上移動10步呈現(xiàn)的效果，更改模塊的步參數(shù)為100，觀察參數(shù)10與100之間的差別，再改參數(shù)為-50步后觀察效果。通過直觀的對比，引出“-”參數(shù)的概念，再通過平面坐標的展示，學生就能理解掌握步參數(shù)了。

（四）人物表演，理解差異。Scratch的模塊指令中，有些指令是很相似的，在屏幕上展示效果有時都難以區(qū)分。為了幫助學生理解，采用真人秀模仿，效果不錯。例如“移到X（）Y（）”與“在（1）秒內，移到X（）Y（）”之間的區(qū)別，真人通過慢動作夸張的表演，學生一下子就能理解有或無“在（1）秒內”這一時間參數(shù)的差異。這種方式既活躍了課堂的氣氛，又吸引了學生的注意力，同時更加強了理解與記憶。

三、基于作品的思維可視化教學實例

思維可視化教學方法在小學Scratch編程教學中常常會運用到，以圖示或圖示組合的方式展現(xiàn)其清晰可見的過程。下面以酷貓?zhí)咦闱驗槔齺碚f明如何引導學生的思維清晰可視。

（一）畫圖記錄關系。通過觀察酷貓?zhí)咦闱虻淖髌沸Ч?，讓學生找到關鍵詞舞臺和角色。再區(qū)分舞臺有什么變化，角色有什么變化，分別記下來，并分析出它們之間的關系（如下圖）。

（二）真人秀細化過程。通過真人秀慢動作表演，讓學生了解不同的角色有不同的執(zhí)行過程。例如足球，碰到酷貓就滾一段距離，然后停下；再碰上它又滾一段停下，如果碰到邊緣就反彈，如此反復。這里要表現(xiàn)出滾和移動的區(qū)別（引出等待指令），它永遠在酷貓的前面，說明它滾得比較快，即等待的時候短。在表演酷貓的過程中，注意體現(xiàn)跑與移動的區(qū)別，跑要切換動作，要停頓（引出切換造型、等待、重復指令）。

（三）畫執(zhí)行過程圖。通過前面的觀察、記錄、思考，接下來畫流程圖，把剛才思考的過程記錄下來，并理順邏輯關系。

（四）編寫程序腳本。根據(jù)流程圖，到腳本編寫區(qū)，找到相應的模塊指令對不同的角色開始編寫不同的腳本。通過前面的各種可視化方法，現(xiàn)在編寫程序思維就清晰多了。

思維能力是學習能力的核心，提高學習能力的關鍵在于挖掘與呈現(xiàn)知識背后的思維規(guī)律并掌握它。當學生的思維能力在學習過程中得到發(fā)展，就會使學生對知識的理解更清晰、深入、系統(tǒng)，從而進入會學、樂學的良性循環(huán)。

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