基于腳本解構(gòu)的Scratch教學(xué)

摘要：本文在計(jì)算參與理論的指導(dǎo)下，針對(duì)小學(xué)Scratch教學(xué)中的常見問題，立足整體，構(gòu)建了基于腳本解構(gòu)、建構(gòu)的學(xué)習(xí)路徑，努力提升學(xué)生的系統(tǒng)思維能力和創(chuàng)新水平。在此基礎(chǔ)上，作者探討了該路徑在小學(xué)Scratch部分教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，并提出了教學(xué)注意點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：Scratch;解構(gòu);重構(gòu);逆向工程

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 論文編號(hào)：1674-2117（2019）17-0030-04

● 問題提出

Scratch是美國麻省理工學(xué)院開發(fā)的一套開源程序，與傳統(tǒng)編程軟件相比，它不需要用鍵盤逐行輸入代碼，而是拖拽已定義好的程序模塊，像搭建房子一樣實(shí)現(xiàn)程序的編寫，讓學(xué)生充分體驗(yàn)到創(chuàng)作的樂趣。采用Scratch開展程序設(shè)計(jì)教學(xué)有如下特點(diǎn)：

（1）界面直觀，趣味性強(qiáng)。Scratch提供了類似視頻編輯器的界面舞臺(tái)，在上面可以任意添加、編輯和拖拽角色以及背景，加上豐富多彩的角色庫以及背景庫，哪怕只是最簡(jiǎn)單的選擇和擺布，也可以設(shè)計(jì)出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫場(chǎng)景，能夠一下子就抓住學(xué)生的注意力。

（2）入門簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。Scratch采用了圖形化編程，學(xué)生只需動(dòng)動(dòng)鼠標(biāo)就可以進(jìn)行編輯，控件的上下組合可以清晰地表現(xiàn)程序的流程。Scratch的修改也很簡(jiǎn)單，無論是舞臺(tái)上的角色，還是腳本區(qū)內(nèi)的腳本，都可以輕松地增減和調(diào)整。

（3）功能強(qiáng)大，創(chuàng)造力強(qiáng)。Scratch不僅可以控制舞臺(tái)上的演員的活動(dòng)，還可以建立復(fù)雜多媒體作品，包含圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等。Scratch可以對(duì)多種事件進(jìn)行響應(yīng)，對(duì)顏色、視頻以及多種外設(shè)進(jìn)行偵測(cè)，此外還可應(yīng)用于機(jī)器人控制、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)等。

正因?yàn)镾cratch有如此多的優(yōu)點(diǎn)，所以它現(xiàn)在已較為廣泛地應(yīng)用于小學(xué)編程學(xué)習(xí)。例如，在江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室編著的《小學(xué)信息技術(shù)》2018版教材中，Scratch已完全替代了Logo語言，成為“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊最重要的教學(xué)工具。然而在教學(xué)實(shí)踐中筆者也發(fā)現(xiàn)，利用Scratch開展程序設(shè)計(jì)教學(xué)，易進(jìn)入如下誤區(qū)：

（1）重舞臺(tái)規(guī)劃，輕腳本選擇。學(xué)生易關(guān)注絢麗的畫面和環(huán)境創(chuàng)設(shè)，將較多的時(shí)間用于背景的設(shè)計(jì)和角色的選擇，對(duì)動(dòng)畫背后的腳本設(shè)計(jì)卻失去了應(yīng)用的興趣。

（2）重控件應(yīng)用，輕程序分析。學(xué)生易滿足于采用簡(jiǎn)單的控件（如循環(huán)控制、隨機(jī)偵測(cè)等）實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)上角色的頻繁動(dòng)作和跑位，對(duì)背后滲透的算法關(guān)注不夠。

（3）重片段編寫，輕系統(tǒng)設(shè)計(jì)。學(xué)生易滿足于動(dòng)畫設(shè)計(jì)的達(dá)成，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)過于簡(jiǎn)單，未進(jìn)行系統(tǒng)分析，缺少必要的橋梁和支架。

為解決以上問題，筆者嘗試改變通?！安糠帧w”式教學(xué)方法，讓學(xué)生不再只是單純繪制角色、編寫腳本，而是讓“設(shè)計(jì)功能完整的應(yīng)用程序”成為他們學(xué)習(xí)Scratch的重要任務(wù)。[1]在實(shí)踐中，適時(shí)采用基于腳本“解構(gòu)—建構(gòu)”的方法開展Scratch教學(xué)（以下簡(jiǎn)稱解構(gòu)式教學(xué)），取得了較為理想的效果。

● 模式分析

解構(gòu)，類似于軟件的逆向工程，其根本目的和方法即是“程序理解”。在解構(gòu)式教學(xué)中，學(xué)生對(duì)整體的把握、對(duì)部分的理解都不是被告知的結(jié)果，而是學(xué)生自己探究或探索所獲，凸顯了學(xué)生作為主要的行為主體的現(xiàn)實(shí)存在。[2]在實(shí)踐中，筆者探索出基于腳本解構(gòu)的學(xué)習(xí)路徑——整體感知—程序分解—腳本閱讀—功能增改—學(xué)習(xí)創(chuàng)作，讓學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)作中學(xué)習(xí)Scratch。該學(xué)習(xí)路徑具有以下特點(diǎn)。

1.有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在Scratch的入門環(huán)節(jié)，一般都是初步了解Scratch的主要界面和功能，編寫基礎(chǔ)的腳本。在這一階段，由于內(nèi)容新穎、難度較小，所以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較為深厚。但是隨著學(xué)習(xí)的深入，任務(wù)難度不斷加深，學(xué)生逐漸有了畏難和厭倦情緒。此時(shí)，適時(shí)引入一個(gè)成功的Scratch作品，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，學(xué)習(xí)過程更生動(dòng)、直觀，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.有利于學(xué)生對(duì)程序的整體把握

Scratch腳本設(shè)置并不難，難的是對(duì)動(dòng)畫（或腳本）進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。在解構(gòu)式教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的起點(diǎn)是整體，終點(diǎn)也是整體，避免了學(xué)習(xí)任務(wù)的分割化或碎片化，讓學(xué)生對(duì)程序的整體架構(gòu)了然于胸。

3.有助于利用學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)

在Scratch的教學(xué)中，學(xué)生并非一定是零起點(diǎn)，之前他們對(duì)Scratch的基礎(chǔ)控件、基本流程都有了一定的了解。通過腳本解構(gòu)，讓學(xué)生又回到了熟悉的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的應(yīng)用和操作之中，并讓學(xué)生懂得了如何用和何時(shí)用，提升了學(xué)習(xí)效率。

4.有助于聚焦中心學(xué)習(xí)內(nèi)容

Scratch的解構(gòu)式教學(xué)，其核心在于腳本的閱讀和修改，而該部分的內(nèi)容是針對(duì)本課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，有利于學(xué)生抓住重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐，提高了學(xué)習(xí)效率。

5.可靈活調(diào)整學(xué)習(xí)的難易度

在解構(gòu)式教學(xué)中，可根據(jù)學(xué)生的能力、興趣等進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)方案和創(chuàng)作要求，必要時(shí)還可以提供支架，讓所有的學(xué)生都能獲得整體感知，完成必要的學(xué)習(xí)任務(wù)。

● 實(shí)踐范例

《吃豆子游戲》（執(zhí)教：建湖縣第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)教師商艷）是蘇教版小學(xué)信息技術(shù)五年級(jí)第8課，屬于模塊2“算法與程序設(shè)計(jì)”的內(nèi)容。本課的重難點(diǎn)是運(yùn)用按鍵控制結(jié)合偵測(cè)與隨機(jī)函數(shù)控件創(chuàng)作游戲。教材將教學(xué)內(nèi)容分為三部分：第一部分是理解“面向……方向”控件含義，會(huì)判斷角色朝向與角度的關(guān)系，學(xué)會(huì)使用方向鍵控制角色;第二部分是運(yùn)用偵測(cè)控件完成吃豆人腳本設(shè)計(jì);第三部分是用隨機(jī)函數(shù)讓豆子出現(xiàn)在舞臺(tái)上的任意位置。在教學(xué)中還可以適當(dāng)安排創(chuàng)新環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)自己的思考，繼續(xù)對(duì)程序進(jìn)行開發(fā)。

1.整體感知

與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，解構(gòu)式教學(xué)法立足于整體，關(guān)注學(xué)生是否能夠把握整個(gè)作品的意義，理解作品“為何而做”，從而滲透“自頂而下，逐步求精”的程序設(shè)計(jì)思想。

教學(xué)片段：

師：老師給同學(xué)們帶來一款游戲叫“吃豆子”，請(qǐng)同學(xué)們帶著問題玩一玩。邊玩邊思考：如何控制吃豆人移動(dòng)？豆子出現(xiàn)的位置有什么規(guī)律？（用左移鍵控制吃豆人向左移動(dòng)，用右移鍵控制吃豆人向右移動(dòng)。豆子從舞臺(tái)上方隨機(jī)位置出現(xiàn)，直線下落，碰到吃豆人后消失）

設(shè)計(jì)意圖：通過初步體驗(yàn)游戲，讓學(xué)生感受按鈕響應(yīng)這種交互方式，了解角色的動(dòng)作與游戲內(nèi)容，為深入研究建立基礎(chǔ)，便于學(xué)生對(duì)腳本、控件進(jìn)行形象化的解讀。

2.程序分解

程序分解就是將完整的腳本進(jìn)行拆解，目的是理解部分，降低學(xué)習(xí)的難度。程序分解可從三個(gè)方面入手：一是按程序功能，將結(jié)構(gòu)化程序按功能分成若干個(gè)小程序模塊，閱讀每個(gè)小模塊相對(duì)獨(dú)立的功能;二是按循環(huán)體，將循環(huán)結(jié)構(gòu)解構(gòu)為循環(huán)變量、終止條件和循環(huán)體幾個(gè)部分分別理解;三是按分支，先理解雙分支，再理解多分支，最后閱讀嵌套的分支，必要時(shí)畫出流程圖，便于學(xué)生理解。

教學(xué)片段：

活動(dòng)1：研讀范例程序，認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)角色指定運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)鍵控件。

活動(dòng)2：拆分舞臺(tái)上方任意位置落豆子的動(dòng)畫，從局部?jī)?yōu)化游戲。

設(shè)計(jì)意圖：這兩個(gè)部分的教學(xué)活動(dòng)，分別讓學(xué)生聚集于用方向鍵控制角色的運(yùn)動(dòng)以及角色的運(yùn)動(dòng)與響應(yīng)?；顒?dòng)的分解，降低了學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)習(xí)活動(dòng)更具有針對(duì)性。

3.腳本閱讀

腳本閱讀，其目的是訓(xùn)練學(xué)生讀懂程序，了解控件的功能和參數(shù)設(shè)置，掌握程序的設(shè)計(jì)思想、方法和技巧，為下一步應(yīng)用階段的設(shè)計(jì)提供過渡橋梁和臺(tái)階。在閱讀中，要讓學(xué)生掌握每一個(gè)控件的執(zhí)行過程，正確掌握變量的變化。學(xué)生還可通過參數(shù)的多次嘗試修改強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵控件的理解。

教學(xué)片段：

活動(dòng)1：

（1）打開桌面上的“game.sb2”文件，自讀腳本，找出“吃豆人左右移動(dòng)”對(duì)應(yīng)的腳本模塊。游戲中還常用什么鍵控制左右移動(dòng)呢？嘗試修改腳本看能否實(shí)現(xiàn)功能。

（2）在剛才的腳本中，“當(dāng)按下……鍵”有什么作用？嘗試修改為其他方向。

活動(dòng)2：

（1）找出三種動(dòng)畫效果分別對(duì)應(yīng)的腳本（出現(xiàn)、下落、消失）。

（2）控件“將y坐標(biāo)增加-2”的作用是什么？

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在刪除、修改控件的過程中，實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)畫效果，從而深入了解控件使用方法。

4.功能增改

通過研討腳本，然后模仿修改或編寫腳本，可以讓學(xué)生了解Scratch的基本控制結(jié)構(gòu)以及不同角色間信息傳遞的規(guī)律，更為深刻地理解程序各部分的功能和實(shí)現(xiàn)，為以后的熟練運(yùn)用和創(chuàng)作提升打下基礎(chǔ)。

教學(xué)片段：

活動(dòng)1：

模仿左右移動(dòng)模塊腳本，實(shí)現(xiàn)吃豆人上下移動(dòng)（如表1）。

過渡：我們已經(jīng)掌握了這兩種控件的使用方法。怎樣修改這兩個(gè)控件的參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)吃豆人上下移動(dòng)呢？

請(qǐng)學(xué)生演示為“吃豆人”添加上下移動(dòng)腳本，展示后，師生交流：

（1）你模仿了哪些腳本模塊實(shí)現(xiàn)吃豆人上下移動(dòng)的呢？

（2）“當(dāng)按下……鍵”與“面向……方向”控件之間有什么關(guān)系？

活動(dòng)2：

修改豆子下落模塊控件中的參數(shù)（如表2），改變游戲的難易程度。

小結(jié)：當(dāng)遇到復(fù)雜腳本時(shí)，我們可以將腳本拆分。通過分析、修改局部腳本中的關(guān)鍵控件，實(shí)現(xiàn)局部動(dòng)畫，進(jìn)而組合出整體動(dòng)畫。調(diào)整隨機(jī)函數(shù)的參數(shù)范圍，也使得游戲變得更有趣。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)將組合模塊拆分，引導(dǎo)學(xué)生嘗試反復(fù)修改，實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)畫效果，從而深入了解控件使用方法。

5.學(xué)習(xí)創(chuàng)作

解構(gòu)式教學(xué)起于整體，又終于整體，目的是在學(xué)生深刻理解各功能模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行重構(gòu)和創(chuàng)新，從而對(duì)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容有更為深刻的認(rèn)識(shí)。該環(huán)節(jié)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，創(chuàng)作出更加精美的作品，讓學(xué)生在實(shí)踐中獲取靈感，體驗(yàn)成功，獲得創(chuàng)新的樂趣。

教學(xué)片段：

師：同學(xué)們，我們已經(jīng)了解了“吃豆子”游戲是如何設(shè)計(jì)的。結(jié)合今天所學(xué)控件，你還有哪些好主意讓游戲變得更有趣？請(qǐng)跟同組成員邊討論邊完成導(dǎo)學(xué)單。

活動(dòng)1：利用所學(xué)，合理創(chuàng)編。

（1）打開桌面的“素材包”，結(jié)合“吃豆子”游戲合理想象。運(yùn)用所學(xué)控件，通過改變角色造型、動(dòng)畫效果、舞臺(tái)背景、交互響應(yīng)方式，在本課剩余的時(shí)間內(nèi)，創(chuàng)造一個(gè)自己的“吃豆子”游戲（如上頁圖）。

（2）自由創(chuàng)作。

（3）同桌互玩。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過創(chuàng)造性的想象，創(chuàng)作個(gè)性化作品，既體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，又充分地調(diào)動(dòng)了每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓不同水平的學(xué)生都能在游戲創(chuàng)作中體驗(yàn)快樂，獲得成功，實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值的發(fā)展。

● 注意問題

解構(gòu)式教學(xué)在Scratch部分的教學(xué)并不是一種萬能教學(xué)模式，在教學(xué)選擇上應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1）解構(gòu)的目的是理解和創(chuàng)新，不能為解構(gòu)而解構(gòu)。解構(gòu)式教學(xué)強(qiáng)調(diào)在拆解剖析之后進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)不等于或不限于簡(jiǎn)單的原貌呈現(xiàn)，應(yīng)是在借鑒參考基礎(chǔ)上的創(chuàng)新。[3]

（2）用于學(xué)習(xí)并解構(gòu)的程序應(yīng)具有一定的典型性，其一定是與本課教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)緊密契合的，應(yīng)該是能夠直接訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)能力的典型腳本，應(yīng)該包含一定的設(shè)計(jì)思想、方法和技巧。

（3）解構(gòu)式教學(xué)應(yīng)與Scratch學(xué)習(xí)內(nèi)容相吻合，應(yīng)建立在學(xué)生已經(jīng)初步掌握Scratch的基本操作和常用控件，有設(shè)計(jì)和編寫完整應(yīng)用程序的需求的基礎(chǔ)之上。該教學(xué)方法也不可濫用，尤其是單元學(xué)習(xí)的最后階段，以免限制學(xué)生的創(chuàng)新思維，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生采用不同的設(shè)計(jì)方法和算法來實(shí)現(xiàn)需要完成的作品。

參考文獻(xiàn)：

[1]王旭卿.從計(jì)算思維到計(jì)算參與：美國中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)的社會(huì)化轉(zhuǎn)向與啟示[J].中國電化教育，2014（03）：97-100.

[2]朱彩蘭.基于解構(gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中國信息技術(shù)教育，2018（20）：24-26.

[3]周旺純.字字皆文章——淺談小學(xué)信息技術(shù)《輸入文字》部分的有效教學(xué)[J].中小學(xué)電教，2013（09）：39-41.

作者簡(jiǎn)介：周旺純（1972.11—），高級(jí)教師，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，主要研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教育、教育信息化。

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度課題“小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的實(shí)踐研究”（2016-GH01010-00119）。