基于scratch環(huán)境下的編程教育創(chuàng)新實(shí)踐

葉健明

【摘要】我們經(jīng)常會(huì)看到孩子們拿著IPad、手機(jī)等設(shè)備很熟練地進(jìn)行聊天、刷視頻、瀏覽網(wǎng)頁(yè)或者玩游戲，他們是“數(shù)字原住民”，他們都是這些新技術(shù)的“消費(fèi)者” 和“使用者”。其實(shí)我們可以讓孩子學(xué)習(xí)Scratch編程，通過(guò)“嘗試——分析——制作——調(diào)試——分享”五個(gè)步驟之后，他們就可以把學(xué)到的技術(shù)加上自己的創(chuàng)意運(yùn)用，把自己的想法呈現(xiàn)出來(lái)，讓他們逐漸成為“生產(chǎn)者”的過(guò)程中也培養(yǎng)了他們的計(jì)算思維。

【關(guān)鍵詞】Scratch；數(shù)字原住民；編程；計(jì)算思維

隨著科技的快速發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，而出生在當(dāng)下的少年們，我們稱(chēng)之為“數(shù)字原住民”。在日常生活中，我們不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生都很喜歡或者很熟練地進(jìn)行聊天、刷視頻、瀏覽網(wǎng)頁(yè)或者玩游戲，他們比老一輩的人更容易的學(xué)會(huì)新的技術(shù)或者與新技術(shù)進(jìn)行互動(dòng)。但是我們卻很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生會(huì)運(yùn)用這些新的技術(shù)去創(chuàng)造東西，或者是表達(dá)自己，更不用說(shuō)形成良好的計(jì)算思維了。在過(guò)去，這似乎是一件很艱難的事情，我們想做出一個(gè)小游戲就必須先得學(xué)會(huì)編程，這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)實(shí)在是太難了。美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的Mitch Resnick認(rèn)為，編程并不是專(zhuān)屬于計(jì)算機(jī)天才，應(yīng)該適用于所有人。因此，由麻省理工學(xué)院（MIT）開(kāi)發(fā)的Scratch 逐漸在全球范圍內(nèi)普及起來(lái)。Scratch 是針對(duì)兒童設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的程序編寫(xiě)語(yǔ)言與環(huán)境，摒棄了艱深枯燥的算法，用高度可視化的界面與有趣的內(nèi)容，讓兒童在創(chuàng)作體驗(yàn)中學(xué)習(xí)編程、表達(dá)自己的想法。

與傳統(tǒng)的小學(xué)信息技術(shù)課的office等內(nèi)容有所不同，Scratch不僅僅是簡(jiǎn)單的教授學(xué)生應(yīng)用技術(shù)，更多的是教會(huì)學(xué)生編程的思維和思考的方法，從而使學(xué)生形成計(jì)算思維為目的。在我的scratch課堂上，我通常采用以下五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：“嘗試——分析——制作——調(diào)試——分享”，下面筆者將以《酷貓?zhí)油觥芬徽n為例子，闡述一下我在教學(xué)中如何讓“數(shù)字原住民”表達(dá)自己，形成計(jì)算思維。

一、嘗試——激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

我校scratch的教學(xué)對(duì)象是六年級(jí)學(xué)生，學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)已經(jīng)對(duì)scratch有所掌握，但層次不一。學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)于scratch內(nèi)容具有濃厚的興趣；喜歡圖片、動(dòng)畫(huà)、小游戲，但對(duì)編程沒(méi)有足夠的信心。小學(xué)scratch的教材一般都以人機(jī)互動(dòng)或者是游戲的方式進(jìn)行開(kāi)展，《酷貓?zhí)油觥芬徽n也是如此（如圖1）。對(duì)于這一類(lèi)游戲型的程序，我會(huì)先讓學(xué)生嘗試玩游戲，并在玩的過(guò)程中觀察游戲里面的一些關(guān)鍵元素，例如，游戲的背景，游戲角色，游戲的觸發(fā)方式等等。學(xué)生通過(guò)試玩，對(duì)游戲有了大概的了解，他們會(huì)更清楚的知道自己要制作怎樣的游戲，需要?jiǎng)?chuàng)建什么角色，游戲有什么功能，可以讓學(xué)生從一個(gè)抽象的過(guò)程轉(zhuǎn)化為具體的操作，有效激發(fā)學(xué)生開(kāi)展程序設(shè)計(jì)的強(qiáng)烈愿望，為接下面的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

圖1

二、分析——理解游戲的設(shè)計(jì)思路

程序分析在制作游戲的過(guò)程中占有重要的位置，只有讓孩子在腦海中有一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路，在制作游戲的過(guò)程中才能少走彎路。在分析程序的過(guò)程中，我習(xí)慣運(yùn)用提問(wèn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步說(shuō)出游戲的設(shè)計(jì)思路。本課中我可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖的方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。

思維導(dǎo)圖能幫助學(xué)生更好地對(duì)程序進(jìn)行理解。我們利用思維導(dǎo)圖就可以讓學(xué)生對(duì)程序中每一個(gè)角色，每一個(gè)動(dòng)作，每一個(gè)觸發(fā)條件，每一個(gè)指令的運(yùn)用與其關(guān)聯(lián)度都會(huì)清晰地呈現(xiàn)出來(lái)。如《酷貓?zhí)油觥愤@一課我把游戲分為五部分，分別是魔怪不停飛舞、酷貓跟隨鼠標(biāo)、酷貓閃躲不及、酷貓身中魔毒、游戲結(jié)束。然后從每個(gè)部分我們還可以細(xì)分成不同的步驟以及使用的不同指令，從而形成一幅簡(jiǎn)單的思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生一目了然。（如圖2）。

圖2

使用思維導(dǎo)圖的方法使學(xué)生在制作的過(guò)程中有了明確的指向性，避免了學(xué)生漫無(wú)目的的制作。通過(guò)思維導(dǎo)圖也能讓學(xué)生對(duì)整個(gè)程序的思維過(guò)程更直觀，更具體，更容易理解，幫助培養(yǎng)其信息核心素養(yǎng)中計(jì)算思維的能力的形成。

三、制作——掌握流程及關(guān)鍵要點(diǎn)

很多時(shí)候，一個(gè)程序分析下來(lái)，還是有學(xué)生不清晰從那里開(kāi)始做，不清晰這一步操作之后應(yīng)該到那一步操作的情況。針對(duì)這個(gè)情況，回到《酷貓?zhí)油觥愤@一課，酷貓跟隨鼠標(biāo)、酷貓閃躲不及、身中魔毒等環(huán)節(jié)，學(xué)生可以根據(jù)已學(xué)的知識(shí)和書(shū)本的提示，在教師的引導(dǎo)下先形成解決本節(jié)課的結(jié)構(gòu)化流程圖（如圖3）

圖3

流程圖能更好幫助學(xué)生對(duì)程序開(kāi)始及走向的分析，讓學(xué)生操作的每一步更清晰，目的性更強(qiáng)，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)中計(jì)算思維的能力提升。

通過(guò)前面的分析理解之后，游戲的制作就顯得相對(duì)的輕松許多了。Scratch自身強(qiáng)大的功能把學(xué)生制作游戲的難度大大的降低了，有別于傳統(tǒng)的編碼形式，scratch采用的是拖拽模塊的方法，然后根據(jù)需要修改關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，而且修改的結(jié)果可以馬上直觀地在屏幕上呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生可以在觀看結(jié)果之后對(duì)不滿(mǎn)意的地方馬上進(jìn)行修改。這種拖拽和直觀的方式，使得即便不會(huì)編碼的孩子們也能輕松地制作出游戲。

本課的重點(diǎn)內(nèi)容是讓學(xué)生靈活地運(yùn)用廣播與當(dāng)接收到廣播的互動(dòng)方式。教學(xué)的定位是實(shí)現(xiàn)一個(gè)角色廣播多個(gè)的消息，另一個(gè)角色接收不同的消息執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。學(xué)生第一次接觸這種組合使用的指令，在使用指令之前，由于我們經(jīng)過(guò)了程序分析因而大部分的學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)都比較輕松，有個(gè)別的學(xué)生會(huì)把指令放在了不正確的角色腳本里面，此時(shí)只要讓他們從新回顧之前所畫(huà)的思維導(dǎo)圖理清角色與角色之間的關(guān)系便可。

四、調(diào)試——實(shí)踐操作來(lái)提升自我

任何一個(gè)天才都不敢說(shuō)自己編的程序是完全正確的。幾乎每一個(gè)稍微復(fù)雜一點(diǎn)的程序都必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的“調(diào)試——修改”直到程序能正確運(yùn)行。本課中我要求學(xué)生初步完成后，首先進(jìn)行自主調(diào)試。每一個(gè)學(xué)生對(duì)自己程序的中的每一個(gè)指令語(yǔ)句都要知道其作用，用自身認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來(lái)解決問(wèn)題。而當(dāng)個(gè)體未能解決問(wèn)題時(shí)，我會(huì)讓小組進(jìn)行協(xié)作，利用程序調(diào)試表（表1）一齊找茬，治治病。

表1 程序調(diào)試表

程序的調(diào)試是編程中一項(xiàng)重要的技術(shù)，每一個(gè)調(diào)試成功的案例，都是一個(gè)寶貴的教學(xué)資源，都能讓學(xué)生產(chǎn)生滿(mǎn)滿(mǎn)的成功感。

五、分享——激發(fā)天馬行空的創(chuàng)想

分享是scratch中的一個(gè)很重要的部分，每個(gè)人的想法都會(huì)不一樣，我們通過(guò)思考、交流，分享自己的想法的同時(shí)，也可以鍛煉自己的語(yǔ)言表達(dá)能力，理清思路，也能收到別人對(duì)自己作品的評(píng)價(jià)與建議，更好地提升自己的作品。然而，在現(xiàn)實(shí)的課堂中，由于時(shí)間的關(guān)系，并不是所有的學(xué)生都能想出很好的創(chuàng)意，但他們?cè)诼?tīng)取別人分享的時(shí)候，在學(xué)習(xí)別人好創(chuàng)意的基礎(chǔ)上，也會(huì)反思自己的不足，繼續(xù)去完善自己的作品，或者產(chǎn)生更好的創(chuàng)意想法。Scratch就是不限制學(xué)生的思維之余，不斷激發(fā)他們繼續(xù)深入學(xué)習(xí)編程的欲望，激勵(lì)學(xué)生不斷的想象。

通過(guò)Scratch環(huán)境下的編程教育后，我們驚喜地發(fā)現(xiàn)學(xué)生并不是我們想象中對(duì)編程有恐懼感，而是很感興趣，而且上手也特別快。Scratch也能讓學(xué)生積極地參與到創(chuàng)作中，可以讓他們的想象力、創(chuàng)造力得到培養(yǎng)與鍛煉。同時(shí)，我們也看到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)程序的理解，通過(guò)思維導(dǎo)圖、流程圖的分析，很大程序上促使其良好計(jì)算思維方式的形成。其實(shí)，我們不難發(fā)現(xiàn)，隨著科技的發(fā)展越來(lái)越多像scratch這一類(lèi)的軟件涌現(xiàn)出來(lái)，如Hopscotch、Phrogram都是適合兒童使用編程應(yīng)用程序。編程正在逐漸地小齡化，但是編程不再是純粹地敲打編碼，而是換一種方式讓人更加容易地接受和使用。它們互動(dòng)性很強(qiáng)，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維，讓學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的編程原理和技術(shù)，最重要的是，它們非常有趣。

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