學(xué)科融合視角下的Scratch編程教學(xué)的實(shí)踐探索

曹鳳娟

【摘要】Scratch編程作為當(dāng)下小學(xué)生編程學(xué)習(xí)的熱門基礎(chǔ)語言，采用圖形化、模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教師在信息技術(shù)課堂教學(xué)中可以打破學(xué)科界限，將美術(shù)、音樂、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識相融合，并且S4A可與各種電子元器件、傳感器相結(jié)合，開展科技實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，使學(xué)生具有良好的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科融合? ?Scratch編程? ?實(shí)踐探索

Scratch是由美國麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的終身幼兒園小組開發(fā)的一款圖形化編程語言，它最大的優(yōu)點(diǎn)是采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)生真正體會(huì)到編寫程序就像玩樂高積木一樣簡單而有趣。《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》中指出，義務(wù)教育信息技術(shù)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生親歷完整的實(shí)踐過程，注重課程內(nèi)容的綜合性，超越封閉的單一學(xué)科知識體系和固定的課堂教學(xué)時(shí)空局限，將信息技術(shù)與其他學(xué)科課程融合起來，面向?qū)W生的生活世界，幫助學(xué)生建構(gòu)對世界的完整認(rèn)識。

從2013年起蘇科版的小學(xué)信息技術(shù)教材加入Scratch編程內(nèi)容板塊以來，筆者不斷進(jìn)行學(xué)科融合視角下的Scratch編程教學(xué)探索，打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，促進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科交叉融合，使編程軟件的學(xué)習(xí)煥發(fā)出新的生命力，為學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力搭建廣闊的舞臺。

一、與音樂融合，開啟編程之旅

美國著名教育家布魯納說∶“學(xué)的最好刺激乃是對所學(xué)材料的興趣。”可見興趣對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著很關(guān)鍵的指引作用。在“初識Scratch”這一課時(shí)的教學(xué)中，筆者安排學(xué)生每人帶一個(gè)水果進(jìn)課堂，不但一看、二聞、三品嘗，而且將香蕉、番石榴、蘋果、黃瓜等各種不同的水果蔬菜與風(fēng)靡美國的MakeyMakey主板相連接。通過簡單的Scratch編程，邀請學(xué)生通過觸摸水果使電腦發(fā)出悅耳動(dòng)聽的音樂聲。這樣，水果就變成了一個(gè)“觸控鋼琴”，學(xué)生玩熟練后，還能彈奏出簡單的樂曲。隨后筆者觸摸水果彈奏出學(xué)生們都熟悉的兒歌《小星星》，這一環(huán)節(jié)激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，他們紛紛表示迫切想要學(xué)會(huì)這個(gè)神奇的編程軟件。

美妙的樂曲帶給學(xué)生愉悅的感官刺激，學(xué)生們在歡樂的氛圍中用Scratch“聲音”模塊的“彈奏音符”控件修改音高和節(jié)拍時(shí)長，進(jìn)行樂曲的腳本編寫，從最初簡單的《小星星》，到稍有難度的《送別》等學(xué)生耳熟能詳?shù)母枨?。在有較強(qiáng)的程序腳本設(shè)計(jì)能力和音樂感知能力后，學(xué)生們在迎來新中國成立70周年之際，開展《我和我的祖國》等樂曲的編程活動(dòng)。設(shè)計(jì)合理的樂曲編程，可以激發(fā)學(xué)生音樂審美的主動(dòng)性，可以全方位培養(yǎng)學(xué)生的編程、創(chuàng)作、表演等能力，有助于發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性特長，學(xué)生對Scratch編程的后續(xù)學(xué)習(xí)也充滿期待。

二、與美學(xué)融合，開放編程思路

教師在信息技術(shù)課堂中可以在發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美、欣賞美的前提下，創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生“想做、敢做、肯做、能做”的開放性學(xué)習(xí)環(huán)境。要讓學(xué)生打開思路，在思想、情感與認(rèn)知上得以充分交流與合作，不要束縛學(xué)生的美學(xué)思維，開展真正體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的深入活動(dòng)。

例如，在學(xué)習(xí)了“‘畫筆的秘密”這一課后，筆者適時(shí)給學(xué)生們介紹了“重復(fù)執(zhí)行”模塊。大多數(shù)學(xué)生都能很快掌握Scratch的“重復(fù)執(zhí)行”模塊，畫出簡單的正多邊形。當(dāng)看到一個(gè)學(xué)生的電腦屏幕上呈現(xiàn)的是一個(gè)彩色圓形時(shí)（見圖1），筆者適時(shí)給予表揚(yáng)，充分肯定這個(gè)學(xué)生的大膽創(chuàng)新，并把這個(gè)圖形和腳本展示給大家欣賞。

有了這一創(chuàng)新思路的引領(lǐng)，在隨后的十幾分鐘里，學(xué)生們個(gè)個(gè)摩拳擦掌，充分運(yùn)用已學(xué)的知識，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和一遍又一遍的嘗試，更多美麗的多邊形組合圖形出現(xiàn)了，甚至還有充滿中國風(fēng)的精美青花紋樣（見圖2），學(xué)生使用重復(fù)命令的嵌套畫出的圖形賞心悅目，精妙絕倫。

看來，只要給學(xué)生空間，他們的想象力和創(chuàng)造力是無窮盡的。教師要鼓勵(lì)學(xué)生采用信息技術(shù)手段來進(jìn)行美術(shù)作品創(chuàng)作。如果僅僅是教會(huì)學(xué)生書本上的知識，學(xué)生將無法享受到這些開放性的探索和發(fā)現(xiàn)帶來的快樂。皮亞杰強(qiáng)調(diào)：“教師的工作不是‘教給學(xué)生什么，而是努力建構(gòu)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，并用各種方法刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望?！痹谶@節(jié)課中，學(xué)生暢通思路，融會(huì)貫通，將有秩序的重復(fù)紋樣用編程的方式進(jìn)行表達(dá)，使信息技術(shù)技能與美術(shù)學(xué)科知識有機(jī)整合。只有把課本知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)知識的系統(tǒng)化，學(xué)生才能真正成為學(xué)習(xí)的主體。

三、與數(shù)學(xué)融合，開發(fā)編程思維

在Scratch教學(xué)中體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本的原則，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識，把抽象度較高的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為編程問題，利用信息技術(shù)工具作出分析，為生活和學(xué)習(xí)服務(wù)。在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師可以把一些更深層次的問題留給學(xué)生，讓他們自己去探索，盡量為學(xué)生的自主發(fā)展提供廣闊的思維空間。

有一次，筆者看到學(xué)生們在埋頭做著一道數(shù)學(xué)題，一遍又一遍，似乎答案總不盡如人意。這道題是：計(jì)算從122到988的三位數(shù)中，有兩個(gè)數(shù)字相同的數(shù)一共有多少個(gè)（三個(gè)數(shù)均相等的除外）？

其實(shí)，這道題并不復(fù)雜，只是略微煩瑣?？吹綄W(xué)生們用列舉法解得天昏地暗，還有遺漏和重復(fù)計(jì)算的，筆者提出問題：“同學(xué)們，有沒有想過讓電腦來幫助我們計(jì)算呢？”學(xué)生們略帶疑惑地看著筆者，筆者繼續(xù)說：“從122數(shù)到988，請電腦來數(shù)一數(shù)，如果數(shù)到有兩個(gè)數(shù)字相同的，計(jì)數(shù)器就‘加1，你們認(rèn)為可行嗎？難道你們不想試一試用Scratch來解這道題嗎？”瞬間，學(xué)生們眼睛里閃爍著探索的光芒。

在下一次上信息技術(shù)課時(shí)，筆者專門講解了解決這道數(shù)學(xué)題的思路。一個(gè)善于思考的學(xué)生提出了這樣的問題：“電腦計(jì)數(shù)了兩個(gè)數(shù)字相同的情況，但是如果這個(gè)三位數(shù)的三個(gè)數(shù)均相等，那么電腦多數(shù)了怎么辦？”筆者又引導(dǎo)學(xué)生探索如何在腳本中甄別出三位數(shù)的三個(gè)數(shù)均相等的情況。最后調(diào)試運(yùn)行腳本（見圖3），答案出來了：221。這下，學(xué)生們松了口氣，原來編程真的可以給我們的學(xué)習(xí)和生活帶來很大的幫助??！從此，學(xué)生對Scratch更加著迷，學(xué)習(xí)Scratch的勁頭更足了。

把Scratch編程與解決數(shù)學(xué)問題聯(lián)系起來，學(xué)以致用，學(xué)生覺得新奇而又有成就感，更有了學(xué)習(xí)的欲望。在掌握了知識點(diǎn)的同時(shí)，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)了從多角度思考問題，用編程思維解決問題，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)知識的快樂。

四、與科學(xué)融合，創(chuàng)新編程方式

隨著人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在信息技術(shù)課堂中開拓學(xué)生科技活動(dòng)的新領(lǐng)域，開展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)傳感器硬件課程的學(xué)習(xí)也迫在眉睫。Scratch編程軟件可與Arduino主板傳感器結(jié)合，在Scratch for Arduino軟件中，將Scratch編程與Arduino主板及傳感器綜合運(yùn)用，比如將觸摸、聲控、超聲波等傳感器作為傳感信號的輸入，LED燈、蜂鳴器、電機(jī)、舵機(jī)等多種形式輸出，使Scratch編程的學(xué)習(xí)更多彩。筆者帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)了紅外報(bào)警器、聲控開關(guān)、智能閱讀臺燈、智能孵化器等科技創(chuàng)客作品，在編程的同時(shí)探索科學(xué)知識，Scratch帶給我們的是激發(fā)創(chuàng)意、科學(xué)思考、與團(tuán)隊(duì)合作。學(xué)生體驗(yàn)到了編程的樂趣，也加深了科技與生活的聯(lián)系，為學(xué)生適應(yīng)科技社會(huì)和終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

五、綜合應(yīng)用，提升編程創(chuàng)作

我國著名教育家陳鶴琴在其著作《兒童心理之研究》中寫道：“游戲是兒童的生命?！睈弁?，是孩子的天性，游戲更是孩子的至愛。用玩游戲的方式來激發(fā)興趣固然是必要的，如果能夠自己親手完成一個(gè)游戲，學(xué)生則會(huì)興奮得多。在進(jìn)行多學(xué)科融合的實(shí)踐后，可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)符合兒童心理特點(diǎn)的教學(xué)情境，用聲音、動(dòng)畫等多種媒體進(jìn)行游戲設(shè)計(jì)，不斷給學(xué)生以新的刺激。

Scratch的教材學(xué)習(xí)到尾聲，“編排節(jié)目順序”這一課，學(xué)生對“廣播與接收消息”表現(xiàn)出了極大的熱情。書本上的內(nèi)容又滿足不了他們的需要了，筆者適時(shí)把“廣播與接收消息”這一內(nèi)容拓展延伸，點(diǎn)撥學(xué)生如何把“廣播與接收消息”等命令模塊合理移到“大魚吃小魚”這樣的小游戲中（見圖4）。于是，“大魚吃小魚”這一簡易游戲在學(xué)生們的頭腦中醞釀著，漸漸成型，直至制作成功。有了“大魚吃小魚”這個(gè)小游戲作為參照，學(xué)生基本上了解了制作一個(gè)小游戲的流程。這樣，在Scratch最后一個(gè)環(huán)節(jié)的“主題活動(dòng)3 設(shè)計(jì)小游戲”這一課上，學(xué)生們基本上對設(shè)計(jì)一個(gè)小游戲已經(jīng)有了具體的方法和思路，“打地鼠”“新龜兔賽跑”“幽靈迷宮”等一個(gè)個(gè)兼具美觀和音效的小游戲在他們的交流合作中創(chuàng)作誕生了。

為了提高游戲的可操控性，筆者帶領(lǐng)學(xué)生采用OSTD機(jī)器人套件中的滑竿、游戲手柄等器材來進(jìn)行Scratch體感游戲的開發(fā)。軟件與硬件相結(jié)合，創(chuàng)造出屬于學(xué)生自己的故事、動(dòng)畫、游戲。在體感游戲作品的開發(fā)過程中，學(xué)生從角色分配，到設(shè)計(jì)流程，最后調(diào)試程序，都能出色完成，提高了解決實(shí)際問題的能力。動(dòng)手實(shí)踐、自主探索與合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的重要途徑。現(xiàn)在，學(xué)生已經(jīng)能夠通過小組合作，合理分配、安排任務(wù)，制作出一些有趣的、操控性強(qiáng)的小故事和小游戲。

由此，筆者認(rèn)為，以學(xué)生喜聞樂見的Scratch軟件學(xué)習(xí)為契機(jī)，在信息技術(shù)課堂中，把學(xué)生真正置于教育主體的地位，創(chuàng)設(shè)開放而有度的學(xué)習(xí)環(huán)境，注重課程內(nèi)容的綜合性，融合多學(xué)科知識體系，能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的信息素養(yǎng)。讓Scratch助力信息技術(shù)課堂教學(xué)更有效、更精彩！