羅玉霞
摘要:將兒童編程教育與小學學科教學融合,是推廣兒童編程教育的的一個重要舉措。Scratch具有的工具性和教育性,為編程教育得以實施打下了基礎。本文主要簡單的描述Scratch軟件、以及將編程教育與小學科學課程相融合的重要性、分析義務教育階段的兒童在編程課上的特點、選擇冀教版小學科學六年級上冊《地球繞著太陽轉(zhuǎn)》這一課進行程序設計,探究這種教學方式是否提高了教學質(zhì)量。
關鍵詞:Scratch,編程教育;小學科學;程序設計
1.引言
在大數(shù)據(jù)時代背景下,科技無處不在,素質(zhì)教育的提出,各方都在爭取能夠培養(yǎng)出更多的科學技術綜合型人才。在小學階段就為學生開設了科學課程提出要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),為科技型人才的輸出做準備,在義務教育階段中強調(diào)編程教育,Scratch與小學科學課程進行資源整合的是很有必要性,有利于培養(yǎng)培養(yǎng)計算機思維,為以后的計算機人才的輸出打下基礎。
2.簡單介紹Scratch 軟件
Scratch 是由麻省理工學院的“終身幼兒園團隊”(Lifelong Kingdergarten Group)開發(fā)的面向兒童的一款開源軟件[1],是一種簡易的圖形化編程工具,孩子們可以像玩 LEGO 玩具一樣來玩Scratch ,通過拖拽積木塊、將積木塊進行組合的方式,創(chuàng)作出生動有趣的動畫,甚至是編寫一個游戲。就Scratch3.0來說,其 一共有九個大模塊,不同的模塊具有不同的功能,如外觀、聲音、偵測等,按照目標產(chǎn)物的設想用鼠標將相應模塊拖動到程序編輯欄,并按照一定邏輯順序棑列,就可以實現(xiàn)程序設計。Scratch的角色庫內(nèi)容豐富,其中有大量的人物、動物角色以及不同的背景圖供小朋友們選擇,有的角色自帶代碼可以做一些簡單的動作。當然,這并不是一成不變的,如果孩子們不喜歡使用角色庫里的角色,也可以創(chuàng)作自己的角色和背景,給自創(chuàng)的角色加上代碼保存在角色庫里,方便之后的使用。目前,我們很多學校教師和學生使用的 scratch 是 Scratch3.0版本,其界面包括工作區(qū)、舞臺和角色區(qū)三個部分。
3.兒童編程教育融入小學科學的必要性
3.1培養(yǎng)學生的設計思維
對于學生來說,學會發(fā)現(xiàn)問題并解決問題是很重要的,而設計思維是解決問題的一種思考方式。通過信息教育,不是讓學生獲得某種技巧,而是讓學生習得一種終身學習分析問題和解決問題的能力。小學科學中有的知識點比較抽象,學生難以準確把握,運用編程模擬相應的科學知識,可以讓抽象的內(nèi)容具體化。
3.2幫助兒童應對信息化社會的挑戰(zhàn)
大數(shù)據(jù)時代的到來,不管是學校、家庭還是社會,對教育的要求也越來越高,小學科學課程標準提出要促進學生全面發(fā)展,教師致力于培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)造能力、培養(yǎng)學生的計算思維,而計算思維的培養(yǎng)與編程密切聯(lián)系,與其他的的素養(yǎng)一樣應當受到重視。
3.3助力編程教學與學科知識的相互融合
將兒童編程教育與小學科學課程融合,改變傳統(tǒng)的教學方式,通過編程教育創(chuàng)設一個虛擬的教學情境,利用教學手段和技術,將兒童吸引到教學情境中,參與到課堂當中。
4.編程課上的兒童特點
4.1.個性特點
根據(jù)皮亞杰的兒童認知發(fā)展理論,7、8-12周歲的學習者的認知發(fā)展由具體運算向形式運算過渡,這個階段的孩子對事物充滿求知欲和好奇心、思維開始具有較大的變易性、好勝心和表現(xiàn)欲增強等。
4.2.技術基礎
現(xiàn)在是信息化社會,電腦和智能手機的普及,他們從小就接觸虛擬世界,他們很喜歡玩網(wǎng)絡游戲,利用游戲獲得身份的認同感,有基礎的計算機運用技能。而且通過對各個學科的學習,例如在數(shù)學課中學到的坐標和幾何知識,語文課中學到的故事分析等方面的積累,這些都為編程的學習做鋪墊。
4.3.學習困難
義務教育階段的兒童的注意力是多變的,易受其他情境的影響,在過了學習的新鮮期后,有更難的學習任務等著他們,那么在Scratch的教學當中,尤其是在學習算法變量模塊,學生容易產(chǎn)生畏難情緒。
5.教學案例設計
5.1 Scratch 與小學科學的結(jié)合
Scratch 有助于幫助學生掌握信息技術培養(yǎng)設計思維。小學科學新課標中著重強調(diào)技術與工程領域與其他學科知識融合的學習。探究式學習是小學科學中的一個重要的學習方式,但是對于一些實踐時間長且不利于學生參與體驗的活動不好展開,達不到想要的教學效果。因此,基于Scratch 開展小學科學教學的為新時代的信息教育注入新鮮的血液,豐富小學科學的教學模式,優(yōu)化教學手段。
5.2教學內(nèi)容及學情分析
冀教版小學科學六年級上冊《地球繞著太陽轉(zhuǎn)》的內(nèi)容目標是:使學生了解地球是怎樣圍繞太陽轉(zhuǎn)的、地球自轉(zhuǎn)、地球公轉(zhuǎn)等概念,能用Scratch模擬地球圍繞太陽轉(zhuǎn)的運動軌跡,進行程序設計,運用到畫筆等工具,清晰的描繪出地球的運動軌跡。該年齡段的學生有了一定的知識儲備,動手能力比較強,邏輯推理能力正在慢慢的形成,渴望動手設計出動畫,這些都為編程教學與學科知識結(jié)合提供了前提條件。
5.3程序設計-地球的公轉(zhuǎn)
設置地球圍繞太陽進行公轉(zhuǎn),利用太陽的X、Y坐標來設置地球公轉(zhuǎn)的運動軌跡,并且用“畫筆”記錄下運動軌跡;需要用到的積木塊有事件中的重復執(zhí)行積木塊和開始積木塊,以及運動中的運動積木塊、外觀積木塊和畫筆等。
5.4交流展示
在完成了程序設計之后,通過交流討論的方式,展示最后完成的作品,對自己的作品進行補充和優(yōu)化,多聽聽學生有什么其他的見解和看法。創(chuàng)設一個故事情境,讓學生在課后進行知識點的鞏固和練習。
6.結(jié)語
學科之間并不是孤立的,跨學科的融合是當前教育的發(fā)展趨勢,如何創(chuàng)新兒童編程教育,讓小學科學課程真正的得以開展有待研究。Scratch 作為圖形化編程工具的代表,其理論背景夯實且容易操作。但是將編程教育與小學科學知識進行融合對小學科學教師的素養(yǎng)要求很高,教師對Scratch和小學科學相關知識點的掌握都會影響到兩者的融合,融合的時間節(jié)點以及硬件的技術設備、師生本身的信息素養(yǎng)等因素都應該加以考慮。將編程教育與小學科學融合需要更加深入的實踐探究,不斷地優(yōu)化整合。
參考文獻:
[1]石晉陽. 兒童編程學習體驗研究[D].南京師范大學,2018.
福建師范大學光電與信息工程學院 350007