基于設(shè)計思維的Scratch教學(xué)

史利云

【摘要】創(chuàng)新能力是中小學(xué)生最重要、最寶貴、層次最高的一種綜合能力，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維是我們教育永恒的追求。設(shè)計思維作為創(chuàng)新思維的核心思維，不僅符合時代的要求，而且是個人和社會發(fā)展的動力。設(shè)計思維作為解決問題的新范式，能有效激發(fā)學(xué)生在現(xiàn)有條件下生成解決問題的新思路和新方法。信息技術(shù)學(xué)科在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計思維方面有獨特的優(yōu)勢，特別是作為信息技術(shù)核心內(nèi)容的編程，小學(xué)階段主要以Scratch編程為主。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計思維? ?教學(xué)? ?Scratch編程

Scratch是一種可視化、積木化的創(chuàng)作工具，只需要像搭積木一樣拖拽圖形化的指令代碼，即可創(chuàng)作屬于自己的故事、動畫、游戲和音樂等數(shù)字化作品，有益于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計思維。下面，筆者就設(shè)計思維的Scratch編程教學(xué)，談一談自己的看法。

一、范例啟迪，為設(shè)計思維打基礎(chǔ)

Scratch編程教學(xué)的最終目的是使學(xué)生能夠自由設(shè)計，無限創(chuàng)意。這需要一個過程，起點就是范例的啟迪，包括角色、舞臺背景、腳本的設(shè)計等。對于案例的選擇，初學(xué)的學(xué)生適合選擇有情境故事或者游戲進(jìn)行設(shè)計，這符合學(xué)生的心理特點，也更能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望。

1.用自然語言描述程序語言

自然語言是人類交流和思維表達(dá)的主要工具。初學(xué)Scratch編程者，其設(shè)計思想通俗地說就是自然語言的堆積。在設(shè)計程序的過程中，一定要引導(dǎo)學(xué)生用規(guī)范的自然語言去描述程序的過程。例如，蘇科版信息技術(shù)五年級上冊“穿越迷宮”一課，小貓穿越迷宮的游戲，實際上就是小貓從起點開始跟著鼠標(biāo)指針移動，并進(jìn)行障礙的判斷，最后到達(dá)“出口”，成功穿越的過程，這其實也是游戲的設(shè)計過程，可稱為自然語言描述式編程。自然語言描述得越詳細(xì)、越規(guī)范，對后面的流程圖、編程的設(shè)計越有幫助。

2.細(xì)化任務(wù)，引發(fā)設(shè)計思考

Scratch編程的課堂上經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：學(xué)生拿到課本便迫不及待地模仿書上的案例進(jìn)行設(shè)計，完成跟書上一模一樣的作品后，本節(jié)課的內(nèi)容就算學(xué)完了。照本宣科地模仿案例，學(xué)生無法激起學(xué)習(xí)興趣，也無法迸發(fā)出設(shè)計思維的火花。案例教學(xué)是還原知識的生成過程，明確學(xué)習(xí)的內(nèi)容是為更好地培養(yǎng)設(shè)計思維打下基礎(chǔ)。以下是“穿越迷宮”一課的教學(xué)片段：

師：請大家思考一下，在這個游戲中，我們利用什么方法控制小貓的運動？（跟著鼠標(biāo)移動）

（1）什么控件可以讓小貓跟隨鼠標(biāo)指針行走呢？（面向……和移動……）

（2）什么控件可以讓小貓一直跟隨指針行走呢？（重復(fù)控件）

……

師：同學(xué)們，你們有沒有發(fā)現(xiàn)，行走是成功了，可是游戲中的這只小貓在迷宮里穿墻而過，就少了很多規(guī)則和樂趣？如果碰到“墻壁”了，應(yīng)該怎樣處理小貓呢？

生：遇到墻就返回起點。

師：如果遇到“出口標(biāo)志”，怎么辦？

生：顯示“I win！”。

師：那么問題來了，小貓怎么知道碰到墻壁，或是“出口標(biāo)志”呢？是什么控件幫助它？這個控件在哪里？如何使用？

（出示課件，讓學(xué)生選一選）

課堂實例，是學(xué)習(xí)新知識的載體。在教學(xué)中，要避免說明書式的教材使用模式，不是直接列出每一個具體的操作步驟，而是讓學(xué)生按“要做什么事情—為什么這么做—怎樣做”來學(xué)習(xí)，使學(xué)生知其然并知其所以然。模仿的最終目的是讓學(xué)生熟悉和理解指令的用法和操作方法。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生主動思考，通過繪制思維導(dǎo)圖、流程圖、設(shè)計圖等形式培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的設(shè)計思維能力。但在現(xiàn)實教學(xué)中還是存在重技術(shù)工具的熟練操作，忽視在現(xiàn)實生活中的遷移應(yīng)用和設(shè)計創(chuàng)作，導(dǎo)致制作出來的作品千篇一律。這是值得關(guān)注和亟待解決的問題。

二、拓展創(chuàng)新，發(fā)展學(xué)生個性

1.實例模仿，敢于質(zhì)疑

讓學(xué)生在模仿的基礎(chǔ)上體現(xiàn)自己獨到的見解，這是設(shè)計思維的本質(zhì)所在。在教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)常會通過更改角色（包括腳本設(shè)計）以及場景、添加聲音等來達(dá)到個性化的設(shè)計，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，教師要培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和批判精神，讓學(xué)生思考問題，在復(fù)雜的問題中不斷生成新的問題解決策略，進(jìn)而創(chuàng)造性地形成解決問題的思路，并找到最優(yōu)的方案。其實課本上的作品并不完美，還有很多需要完善的地方，需要學(xué)生開動腦筋，重新創(chuàng)造。以下是“穿越迷宮”一課的教學(xué)片段：

師：這個游戲已經(jīng)設(shè)計好了，有的同學(xué)覺得有點簡單，你們能給這個游戲增加些難度嗎？

生1：加一個時間限制，小貓必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點，比如小貓在30秒鐘內(nèi)沒有抓到老鼠，游戲就結(jié)束。

生2：選取或繪制更復(fù)雜的迷宮圖。

生3：小貓一碰到黑色欄板游戲就結(jié)束。

……

師：掌握了今天的知識，我們還能編哪些游戲呢？

生：“大魚吃小魚”“小球”……

2.任務(wù)拓展，創(chuàng)新程序

信息技術(shù)教學(xué)的重要目的之一就是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，在設(shè)計的過程中，經(jīng)常會遇到運行錯誤的情況，如移動的步數(shù)太大、顏色選取不當(dāng)?shù)?，都會造成無法正常運行。所以，在Scratch教學(xué)中，學(xué)生搭建腳本，哪怕是模仿，也需要不斷修改、調(diào)試，反復(fù)探究、優(yōu)化，積累經(jīng)驗，發(fā)展設(shè)計思維。

在實例的模仿過程中，學(xué)生會由實例想到一個好主意，完成作品，可能這個作品又能激發(fā)新的想法，再去實施，不斷地力求對作品有更完美的設(shè)計。所以，對于初學(xué)編程者來說，要有更多的實例來豐富。

三、生成創(chuàng)意，落實設(shè)計思維

設(shè)計思維的本質(zhì)不是讓學(xué)生單純地模仿某個知識點操作技能，應(yīng)該先讓學(xué)生自主設(shè)計自己的故事及游戲。為了完成設(shè)計創(chuàng)意，學(xué)生主動掌握程序語言的設(shè)計方法，將技能訓(xùn)練和設(shè)計思維有效融合。無論是動畫的開發(fā)還是游戲的開發(fā)，都需要把具體的問題抽象成符號或?qū)ο?，用指令塊堆積起來。設(shè)計思維的創(chuàng)新過程主要經(jīng)歷三大階段，分別是：啟發(fā)、生成創(chuàng)意、落實作品。啟發(fā)更多的來源于生活創(chuàng)意，通過流程圖、設(shè)計圖紙進(jìn)行表達(dá)，最后通過分享以及頭腦風(fēng)暴進(jìn)行完善落實。

1.善啟發(fā)，做生活的觀察者

一個好的程序，一定是一個好的故事（創(chuàng)意）。設(shè)計的程序好不好，重在創(chuàng)意，好的創(chuàng)意來源于生活。教師要遵循學(xué)生學(xué)習(xí)的心理特點，從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境，提出本節(jié)課的任務(wù)。創(chuàng)意的啟發(fā)很關(guān)鍵。通過啟發(fā)，和學(xué)生產(chǎn)生共鳴，為學(xué)生設(shè)計提供觸發(fā)點，并使學(xué)生能夠自己提出程序設(shè)計的規(guī)則，為程序設(shè)計的完成創(chuàng)設(shè)一個良好的興趣起點。

2.會設(shè)計，生成創(chuàng)意

有了創(chuàng)意，如何讓創(chuàng)意落實，還需要考慮先做什么，再做什么，最后做什么。把自然語言變成程序語言，中間還有一步很重要，就是制作流程圖，由流程圖再轉(zhuǎn)化為程序語言，就簡單多了。能將一個問題清晰、抽象地描述出來，并將問題的解決方案表示為一個信息處理流程是設(shè)計思維重要的過程。比如，賽車游戲設(shè)計流程圖：

生成創(chuàng)意，目的在于產(chǎn)生大量想法，推動最終方案成形。將自然語言通過流程圖表示出來，能更好地反映游戲的開發(fā)過程：設(shè)置背景和角色、設(shè)置初始化、設(shè)置角色移動、障礙判斷、成功達(dá)到終點等。通過流程圖可以把復(fù)雜的問題簡單化、流程化。

3.集思廣益，落實作品

通過盡情發(fā)揮創(chuàng)造力來進(jìn)行一個好的設(shè)計，不是有好的技術(shù)，也不是簡單地空間堆積就可以完成的，而是在充分理解所學(xué)內(nèi)容后做出的符合邏輯和審美需要的設(shè)計，是在實踐中找到優(yōu)化的解決方案的新思路。如賽車游戲中需要哪些對象？對象的初始狀態(tài)是什么？激發(fā)事件是什么？調(diào)試運行后，是否達(dá)到預(yù)期的結(jié)果？如何優(yōu)化？等等，都需要進(jìn)行解析落實。

如何讓創(chuàng)意落地，轉(zhuǎn)化為成功的解決方案？需要最后將流程圖轉(zhuǎn)化為程序語言，創(chuàng)意首先要經(jīng)過試驗，需要學(xué)生動手嘗試，Scratch作品本身就需要不斷發(fā)現(xiàn)錯誤并及時修改和完善。分享是Scratch教學(xué)中很重要、很精彩的部分。學(xué)生展示作品，講述設(shè)計過程，表達(dá)能力、組織能力和思維能力得到很好的鍛煉，激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情，滿足了表現(xiàn)欲。當(dāng)然，還可以聽取別人的評價和意見，將作品修改得更完美。這是一個設(shè)計思維得到發(fā)散、得到明顯提升的過程。

在Scratch教學(xué)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生一起分析實例、畫流程圖、改編作品、創(chuàng)作作品、分享智慧，學(xué)生的設(shè)計思維在實踐中得到提升，創(chuàng)意意識和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。在做中學(xué)，在學(xué)中玩，Scratch課堂成了學(xué)生的樂園，他們不僅習(xí)得了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）等學(xué)科知識，還逐漸形成了獨特的設(shè)計思維、邏輯思維、獨立思考創(chuàng)新的能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]方少芹.人文情懷涵養(yǎng)下創(chuàng)新思維培養(yǎng)的策略 [J].中國信息技術(shù)教育，2017（5）.

[2]葉紅，朱彩蘭.基于設(shè)計思維的教學(xué)案例分析 [J].中國信息技術(shù)教育，2016（7）.