STEAM教育理念下小學(xué)Scratch編程課例的實(shí)踐研究

龍佑娟

摘 要：當(dāng)下STEAM教育是國內(nèi)外教育關(guān)注的重要話題，同時引起國際和國內(nèi)外的人士高度重視。而STEAM教育重視培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用多學(xué)科知識創(chuàng)造性地處理和分析問題的才能。本文基于我校在Scratch編程課例的實(shí)踐研究，結(jié)合STEAM教育理念，找到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方法。

關(guān)鍵詞：steam教育理念;創(chuàng)新教學(xué);Scratch課例設(shè)計

一、引言

在我校TREE課程的引領(lǐng)下，2016年接觸到STEAM課程，開發(fā)了基于STEAM教育理念下的校本課程，建成的創(chuàng)客中心為學(xué)生提供了強(qiáng)有力的實(shí)踐基地， 3D打印、足球機(jī)器人、小Q機(jī)器人、人形機(jī)器、開源電子等項(xiàng)目成為展示創(chuàng)新的想法和成果的舞臺，極大地造就了多學(xué)科解決問題的能力。

2016年頒布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》報告更將“創(chuàng)新實(shí)踐”列為學(xué)生需具備的六大核心素養(yǎng)之一。構(gòu)建基于STEAM教育理念下的Scratch編程機(jī)器人課例成為重要思考方向，筆者以一節(jié)Scratch機(jī)器人編程課程——小Q機(jī)器人紅外測障，來詳細(xì)說說創(chuàng)新的教學(xué)方法和課例設(shè)計方案。

二、STEAM教育理念

“STEAM”一詞最早出現(xiàn)在美國政府提出的教育倡議中。原身是STEM理念，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個單詞的首字母組成的名詞。旨在鼓勵孩子在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和提高，培養(yǎng)孩子的綜合素養(yǎng)，從而提升其全球競爭力。近期加入了Arts，也就是藝術(shù)，變得更加全面，更加科學(xué)。

STEAM教育的各學(xué)科之間有密切的關(guān)系的，它為處理現(xiàn)實(shí)世界出現(xiàn)的問題與挑戰(zhàn)，以工程技術(shù)為中心，以科學(xué)和數(shù)學(xué)兩個基石保障，藝術(shù)和技術(shù)則游于整個STEAM教育系統(tǒng)中，作為一種驅(qū)動的力量（藝術(shù)），將創(chuàng)意和設(shè)計的方案加以實(shí)現(xiàn)（技術(shù)）。

STEAM教育融合的五門學(xué)科在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中發(fā)揮各自的作用。但是有別于學(xué)科教學(xué)的是，各科知識能否真正有機(jī)地融合用于解決實(shí)際問題。Scratch編程正是實(shí)施STEAM教育良好的學(xué)習(xí)工具。

三、Scratch趣味編程

Scratch趣味編程是近年來深受青少年喜愛的簡易編程工具。它不僅能夠讓小學(xué)生輕松實(shí)現(xiàn)動畫制作、游戲設(shè)計、音樂創(chuàng)作等、而且還可以外接傳感器設(shè)計各類互動智能作品，極大地激發(fā)學(xué)生的探究興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)。筆者基于STEAM為理論依據(jù)，設(shè)計了適合小學(xué)的編程課程，采取項(xiàng)目式學(xué)方式，以做中學(xué)為教學(xué)策略，讓學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到全面提升。

四、Scratch機(jī)器人編程課例的設(shè)計與實(shí)施

（一）設(shè)計思想

本課設(shè)計的是校本教材《有趣的Scratch——小Q機(jī)器人》——《紅外傳感器的運(yùn)用》主要使學(xué)生認(rèn)識紅外傳感器和了解紅外傳感器的原理，并且能夠編寫程序，使機(jī)器人能夠成功躲避障礙，是機(jī)器人感應(yīng)器綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。

（二）教學(xué)目的

讓學(xué)生了解紅外傳感器的原理，能夠運(yùn)用循環(huán)和條件語句編寫機(jī)器人躲避障礙的程序;是學(xué)生初步具備簡單的計算思維、動手能力以及小組協(xié)作能力，讓學(xué)生具備積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)解決問題的過程與方法遷移到生活中去。

（三）創(chuàng)新的教學(xué)方法與手段

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（project based learning）是一種動態(tài)的學(xué)習(xí)方式，通過PBL學(xué)生們主動的探索現(xiàn)實(shí)世界的問題和挑戰(zhàn)， 在這個過程中領(lǐng)會到更深刻的知識和技能。

本課例為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，以腳本編寫的理論學(xué)習(xí)+實(shí)踐任務(wù)挑戰(zhàn)的形式來完成學(xué)習(xí)任務(wù)，手段新穎，方法獨(dú)特，學(xué)生興趣濃厚。

（四）課程實(shí)施的過程

1、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

小Q 教育機(jī)器人是整個教學(xué)的主人翁，需要軟件環(huán)境為Scratch-JMD。開課時，學(xué)生觀看掃地機(jī)器人視頻，聯(lián)系真實(shí)生活情景，啟發(fā)學(xué)生思考：機(jī)器人沒有眼睛，它靠什么能夠檢測到障礙物呢？從而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和了解紅外傳感器的原理的求知欲。

2、任務(wù)驅(qū)動，獲得新知

Scratch課程設(shè)計的理念是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、動手能力、問題解決能力、自我學(xué)習(xí)能力、審美意識和數(shù)學(xué)思維為目的。教學(xué)分為三關(guān)挑戰(zhàn)賽：第一關(guān)：檢測前方障礙;第二關(guān)：檢測左方障礙和第三關(guān)檢測右方障礙。教師和學(xué)生情境感受，體會當(dāng)前方有障礙時，機(jī)器人會做出的反應(yīng)加深對條件語句的理解。再用肢體語言和動作讓學(xué)生理解左右轉(zhuǎn)時，機(jī)器人馬達(dá)轉(zhuǎn)速的設(shè)置方法，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，攻破難點(diǎn)。左右轉(zhuǎn)向問題，科學(xué)和數(shù)學(xué)知識的遷移也至關(guān)重要，也體現(xiàn)了STEAM教育的核心。設(shè)計闖關(guān)賽，學(xué)生積極性高漲，學(xué)習(xí)效果也是不言而喻的。

3、延伸拓展，總結(jié)提高

實(shí)際上生活中的障礙物是三個方向上的障礙，如何能讓機(jī)器人真正完成掃地功能。這時播放拓展視頻，學(xué)生從視頻中感受到現(xiàn)有知識不夠，從而引發(fā)新的思考，為后面學(xué)習(xí)“且”的邏輯語句的學(xué)習(xí)做了鋪墊。

五、課例效果與反思

（1）興趣濃厚、主動性強(qiáng)

以掃地機(jī)器人視頻導(dǎo)入，根據(jù)真實(shí)情境，設(shè)計挑戰(zhàn)關(guān)卡，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃厚，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，帶著問題進(jìn)入本課的學(xué)習(xí)。

（2）科學(xué)探究方法，解決問題能力得到提升

與科學(xué)探究方法相融合，采用提出問題——發(fā)現(xiàn)問題——實(shí)驗(yàn)探究——得出結(jié)論——解決問題的模式突破本課的教學(xué)重點(diǎn)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力也培養(yǎng)了學(xué)生的自主探究能力和小組協(xié)作能力。

（3）評價方式多元化

挑戰(zhàn)通過，教師都頒發(fā)通關(guān)卡，讓學(xué)生能夠體驗(yàn)成功的喜悅;最后通過積分排名頒發(fā)獎狀，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，增強(qiáng)學(xué)生的自信，消除編程的畏難情緒;不僅如此，在整堂課中，每關(guān)挑戰(zhàn)，學(xué)生都能夠通過“認(rèn)知——探索——實(shí)踐——收獲”，感受學(xué)習(xí)的快樂，獲得成功的體驗(yàn)。

總之本課例教學(xué)時刻體現(xiàn)著STEAM的教育思想，學(xué)生借助Scratch編程軟件，將數(shù)學(xué)、科學(xué)等方面的知識都融入到編程思想中，讓學(xué)生體會用計算機(jī)解決生活中問題的能力，這也正好回歸到STEAM 教育的本質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]葉天萍，張燕.以學(xué)定教 以教促學(xué)——基于STEAM教育理念的“創(chuàng)客”校本課程建設(shè)[J].教育與裝備研究，2018，34（05）：21-25.

[2]Scratch程序設(shè)計課教學(xué)實(shí)踐研究——基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈的視角[J]. 朱麗彬，金炳堯. ?現(xiàn)代教育技術(shù). 2013（07）

[3]崔志生.面向STEAM教育的小學(xué)Scratch創(chuàng)新實(shí)踐課程設(shè)計與教學(xué)實(shí)踐研究[J].中小學(xué)電教，2018（12）：51-53.13765002587