Stem理念下利用Scratch激發(fā)幼兒編程思維

周萊

摘要：隨著人工智能時(shí)代的到來，信息技術(shù)已經(jīng)不斷運(yùn)用到教育教學(xué)過程中，影響著每個(gè)人的未來生活、學(xué)習(xí)和工作質(zhì)量，是鑄就人格素養(yǎng)形成的關(guān)鍵要素之一。而在培養(yǎng)創(chuàng)新人格的背景之下，STEM 教育作為一種創(chuàng)新教育手段，已經(jīng)被越來越多的人所熟悉和關(guān)注，人們紛紛嘗試著開展校本化的STEM教育課程。在這一過程中，我們嘗試加入了兒童編程的應(yīng)用，以此來促進(jìn)幼兒問題導(dǎo)向和創(chuàng)新思維的形成，是開啟幼兒新智慧的敲門磚。本文就Scratch編程在幼兒園STEM主題活動(dòng)中的運(yùn)用展開論述，希望兒童編程的運(yùn)用能培養(yǎng)幼兒的創(chuàng)新思維，成就其終身創(chuàng)造力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM;Scratch;兒童編程;創(chuàng)新

現(xiàn)如今，幼兒園課程和信息技術(shù)相結(jié)合，對(duì)幼兒“核心素養(yǎng)”發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。這一融合，為幼兒園課程改革指明了方向，并且對(duì)教師信息化專業(yè)發(fā)展起到了推動(dòng)的作用。在高科技發(fā)展的今天，編程能力的高低已經(jīng)被越來越多的人重視，已經(jīng)逐漸成為人才培養(yǎng)以及創(chuàng)新品格提升的重要實(shí)施策略。

Scratch 是由美國麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的一種新的編程語言，該語言主要的對(duì)象是針對(duì)兒童。Scratch編程要求人們用程序中提供的簡單符號(hào)來編寫語言，不需要輸入代碼，簡單易上手操作，通俗易懂。在使用時(shí)，兒童只需要在設(shè)計(jì)好程序方案后，將所需要的功能模塊進(jìn)行拖曳、橫移，按照模塊與模塊相組合的方式拼接即可，從而看到編程的效果，就像搭積木一樣，從中體會(huì)到編程語言的樂趣。而這種“搭積木”編程的方式，讓我們固有的復(fù)雜的“編程”變得通俗易懂，更加適合兒童的發(fā)展。

在幼兒園階段，幼兒對(duì)于色彩、動(dòng)畫等有著濃厚的追溯和興趣，因此scratch豐富的界面以及其簡單易操作的形式能夠很快吸引幼兒的注意。對(duì)于初次使用Scratch的孩童來說， 有趣的圖形設(shè)計(jì)比單一的代碼更具有吸引力和執(zhí)行力。在Scratch應(yīng)用中，我們可以給幼兒創(chuàng)設(shè)有趣的故事情境，加入豐富的角色扮演，讓孩子體會(huì)到游戲性和教育的意義。因此，我們嘗試將scratch編程滲透入幼兒園的課程實(shí)施過程中，希望能以此豐富幼兒的學(xué)習(xí)途徑，激發(fā)他們進(jìn)一步探究的欲望。

一、初探Scratch編程

1、認(rèn)識(shí)Scarach

Scratch作為麻省理工學(xué)院開發(fā)的一種提供給幼兒或者初學(xué)者學(xué)習(xí)編程的智能開發(fā)平臺(tái)，其通過點(diǎn)擊、拖拽、橫移、錄音等多種方式來完成編程，可以使兒童或者成人作為編程初學(xué)者學(xué)習(xí)編程基礎(chǔ)概念，提升創(chuàng)新思維。

2、Scratch特點(diǎn)

基于STEM教育主要是以創(chuàng)作新的主題為單元構(gòu)成課程體系，在Scratch創(chuàng)作中，我們力求培養(yǎng)在多學(xué)科知識(shí)組合能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力以及問題解決能力在內(nèi)的綜合實(shí)力。通過一階段實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)它具有以下一些特點(diǎn)：

（1）趣味濃厚，容易操作

可愛的Scratch小貓?jiān)煨蛷囊婚_始就給人留下了深刻的印象，趣味性十足。它簡單的圖形操作界面以及卡通的顯示界面讓幼兒能夠通俗易懂。幼兒用鼠標(biāo)選擇語言模塊，就像搭積木一樣來“編程”，編輯程序語言。在這之后通過“三角”模塊激發(fā)舞臺(tái)看演示結(jié)果。這種動(dòng)畫的形式十分有趣，激發(fā)了幼兒的探索欲望。此外，Scratch提供了多樣的場景變幻模式，還能自己嘗試導(dǎo)入各種素材，讓幼兒不會(huì)失去操作的積極性。

（2）豐富內(nèi)容，標(biāo)識(shí)多樣

Scratch 看起來就像俄羅斯方塊游戲中的方格，但其實(shí)其較之更加內(nèi)涵豐富。我們把程序設(shè)計(jì)時(shí)所需的一些基本模塊，以控制、拖拽、聲音、動(dòng)畫、觸屏、運(yùn)算等融合一起。從圖文解析去了解各項(xiàng)指令的功能，用動(dòng)作和控制指令的方式，把圖文從傳感界面轉(zhuǎn)換為對(duì)象界面，從數(shù)字的運(yùn)算到路程調(diào)度的運(yùn)算，不斷運(yùn)行編程程序語言。而在編輯語言過程中，點(diǎn)擊、拖拽、運(yùn)算的過程中涉及到了諸多方面，幼兒在進(jìn)行這一系列操作過程中，能夠發(fā)展其綜合思維能力。比如：在確定人物背景、場景變幻等設(shè)計(jì)時(shí)，我們要確定好背景切換的秒數(shù)，動(dòng)作架構(gòu)的變幻方式等。這時(shí)候需要幼兒考慮坐標(biāo)位置進(jìn)行運(yùn)算，并加入動(dòng)作想象和嘗試。幼兒在這一系列的創(chuàng)作過程中想想、算算、模塊化整合、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、審核驗(yàn)證、再操作，享受著編程的無限樂趣，運(yùn)算以及思維能力在不知不覺中得到了鍛煉。

（3）功能浩大，應(yīng)用廣泛

Scratch的功能拓展性廣，還包括Flash的功能，可以讓學(xué)生通過圖形編程的方式進(jìn)行動(dòng)畫制作。它涵蓋了鼠標(biāo)、鍵盤、音效、觸摸等傳感功能，以及角色的觸動(dòng)響應(yīng)、鍵盤響應(yīng)等功能響應(yīng)。 因此，Scratch可以讓兒童體驗(yàn)到輕松制作各種交互類作品的樂趣，體會(huì)到音樂創(chuàng)編、人工智能的無限可能，是一個(gè)綜合性強(qiáng)大的拓展平臺(tái)。

（4）多維模式，共享創(chuàng)新

Scratch 基于JAVA架構(gòu)的特征，可以將孩子豐富的想象力創(chuàng)造的作品發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓全世界的孩童共同分享編程作品，體驗(yàn)成就感。全世界幼兒不分國界、膚色、種族、時(shí)間、年齡，可以以一種特殊的編程語言來進(jìn)行交流，分享各自的創(chuàng)新思想和理念。這樣一種有趣的交流方式擴(kuò)大了他們的溝通面，提高了編程語言的實(shí)踐能力。

二、嘗試Scratch編程

隨著我們對(duì)Scratch編程的認(rèn)知，我們開始在班級(jí)里嘗試讓幼兒操作探索。我以故事的情境導(dǎo)入，播放一段Scratch視頻，通過視頻中人物的對(duì)話，激發(fā)幼兒的興趣。操作中發(fā)現(xiàn)，人物活動(dòng)的場景是可以不斷變幻的。因此，豐富的場景切換讓幼兒感到非常有趣，想要親自來嘗試體驗(yàn)。對(duì)于幼兒園小朋友來說，簡單的標(biāo)記認(rèn)識(shí)是很容易上手的。因此，我們利用圖片的解說，讓幼兒理解并能快速記憶這些標(biāo)識(shí)的意思，以便更快更有效的運(yùn)用。

我們會(huì)用兒童熟悉的語言來講解我們的教學(xué)目標(biāo)。一方面，我們讓兒童了解Scratch的基本功能和原理，掌握對(duì)話和排序的概念，熟練簡單的編程;另一方面，我們嘗試培養(yǎng)幼兒計(jì)算思維以及合作解決問題的能力，提高幼兒的學(xué)習(xí)品質(zhì)。我們幫助幼兒將活動(dòng)中學(xué)到的結(jié)構(gòu)點(diǎn)聯(lián)系起來，融會(huì)貫通，用編輯的語言架構(gòu)，用講故事的形式拓展。幼兒享受著Scratch“編玩”的趣味性，消除了學(xué)習(xí)的焦慮和緊張，他們能夠充分利用自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的、合適的概念來內(nèi)化，從而形成新知識(shí)，避免機(jī)械化的學(xué)習(xí)認(rèn)知。經(jīng)過一階段對(duì)Scratch的操作和熟悉，幼兒對(duì)于編程自然有了濃厚的興趣，我們也希望能在多種活動(dòng)中通過編程激發(fā)幼兒的進(jìn)階思維。

三、豐富的學(xué)習(xí)路徑

我們知道STEM強(qiáng)調(diào)的是跨學(xué)科性以及現(xiàn)實(shí)的指向性，要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)后能夠在這綜合性課程中聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行創(chuàng)新，并能夠靈活解決生活中的問題。STEM教育不是指在每一次的活動(dòng)中都將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)這四個(gè)領(lǐng)域都融合在一起進(jìn)行學(xué)習(xí)，而是將關(guān)注點(diǎn)放在活動(dòng)中，幼兒能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科的知識(shí)靈活綜合運(yùn)用，解決實(shí)際問題。因此，我們也嘗試著將STEM與Scratch相結(jié)合來豐富幼兒的學(xué)習(xí)途徑。

飛向天空一直是人類夢(mèng)寐以求的愿望，在這一愿望的驅(qū)使下，我們?nèi)祟惒粩嗵剿?、不斷努力，逐步?shí)現(xiàn)了自由飛翔的理想。2021年是不平凡的一年，6月17日9時(shí)22分，神州十二號(hào)載人飛船順利發(fā)射成功。孩子們對(duì)于火箭升空表示欣喜，為國家的發(fā)展而自豪，他們對(duì)天空的向往變得更加迫切了。每次散步時(shí)看到天空中飛過的飛機(jī)，都會(huì)駐足觀看，互相討論著自己認(rèn)識(shí)的飛機(jī)，分享曾經(jīng)坐飛機(jī)的經(jīng)歷。我們知道兒童是天生的愛問小達(dá)人，兒童的精神世界中充滿了各種小問號(hào)，強(qiáng)烈的發(fā)現(xiàn)、探索會(huì)讓兒童對(duì)未知的世界充滿著好奇心和興趣點(diǎn)，擁有不斷學(xué)習(xí)和成長的動(dòng)力。因此，基于幼兒的興趣，我們?cè)O(shè)計(jì)了《飛向藍(lán)天》的主題活動(dòng)。

1、利用網(wǎng)絡(luò)資源挖掘課程內(nèi)容

有別于其它的主題活動(dòng)，這個(gè)主題活動(dòng)更具有科學(xué)性、專業(yè)性、嚴(yán)謹(jǐn)性的特點(diǎn)。因此，我們互相討論、上網(wǎng)收集，利用網(wǎng)絡(luò)資源收納、歸整，總結(jié)出活動(dòng)開展網(wǎng)絡(luò)資源。

《飛向藍(lán)天》—認(rèn)知——飛機(jī)（功能、分類、速度與重量）、火箭（用途、結(jié)構(gòu)、發(fā)射史）

—材料收集與建構(gòu)——討論、繪制設(shè)計(jì)圖、收集材料、制作飛機(jī)、貨架模型

—問題與研討——作品是否牢固、飛機(jī)能否飛行、火箭能否飛天

—調(diào)整與改進(jìn)——優(yōu)化材料再次制作、作品美化裝飾、試驗(yàn)

—分享與展示——參觀、游戲（計(jì)時(shí)、測距離）、介紹

2、利用STEM理念挖掘?qū)W習(xí)元素

在該主題中，我們挖掘了豐富的課程資源，但是需要梳理重點(diǎn)，以及幼兒在S-T-E-M中可學(xué)習(xí)的內(nèi)容。因此，我們梳理了活動(dòng)中可以挖掘的STEM元素。

科學(xué)：*生命科學(xué)——飛機(jī)、火箭的構(gòu)成

*物理科學(xué)——飛機(jī)、火箭如何運(yùn)用動(dòng)能升天

技術(shù)：*材料的選擇、工具的選擇、方法和技巧

*空氣火箭的制作

*紙飛機(jī)的制作

工程：*與平衡和穩(wěn)定相關(guān)的結(jié)構(gòu)概念（設(shè)計(jì)、解決問題，制作）

數(shù)學(xué)：*紙飛機(jī)、空氣火箭的制作材料（材料的用量、科學(xué)）

*空中飛行時(shí)間記錄

*飛行距離測量

美術(shù)：*裝飾飛機(jī)模型（裝飾的用色、剪裁等）

*裝飾火箭（材料、用色、排列花紋）

3、利用Scratch開展草坪活動(dòng)

面對(duì)幼兒對(duì)于藍(lán)天的渴望，我們意識(shí)到可以帶著孩子們?cè)诓萜荷?，利用草坪的開闊開展《飛向藍(lán)天》主題活動(dòng)。我們知道編程是編定程序的中文簡稱，就是讓計(jì)算機(jī)代碼幫助我們解決某個(gè)問題，對(duì)某個(gè)計(jì)算體系規(guī)定一定的運(yùn)算方式，使計(jì)算體系按照該計(jì)算方式運(yùn)行并最終得到相應(yīng)結(jié)果的過程?；趯?duì)于編程知識(shí)的初步認(rèn)知，我們利用ipad裝置了TELLO、TELLO EDU等軟件，引導(dǎo)幼兒通過基礎(chǔ)的Scratch知識(shí)來進(jìn)行編程，嘗試將無人機(jī)進(jìn)行空中飛行。這一方式激發(fā)了班級(jí)小朋友極大的歡喜?？粗鵁o人機(jī)飛上天空、變幻動(dòng)作，孩子們歡聲雀躍。

顯然，Scratch軟件提供多樣化模式給孩子的游戲帶來了快感，它給我們提供了上百種模塊操作方式，滿足了各種兒童的需要，也滿足了成人編程初學(xué)者的操作感和使用感。 在使用時(shí)，角色、背景、音樂的切換也十分方便，甚至可以導(dǎo)入外部素材來更新制作。我們?cè)赟cratch網(wǎng)站上可以看到，除了提供的基礎(chǔ)PC安裝包，也可以使用在線編程平臺(tái)，另外也可以利用平板安裝APP或安卓系統(tǒng)小插件來使用。小朋友可以隨時(shí)打開網(wǎng)頁進(jìn)行編程， 不需要因?yàn)闆]有安裝專用APP或小插件而煩惱。 此外，我們發(fā)現(xiàn)豐富的資源包可以讓使用者得到充實(shí)的素材，在角色、背景、音樂等架構(gòu)上可以更便捷更高效。

四、未來的編程之路

隨著社會(huì)信息化的不斷推進(jìn)，人們生活環(huán)境的變化，電子產(chǎn)品已經(jīng)越來越受人們依賴。我們要控制孩童利用計(jì)算機(jī)的時(shí)間，將有限利用計(jì)算機(jī)的時(shí)間用在編程上。讓幼兒在有趣的操作過程中，不僅可以學(xué)會(huì)一些計(jì)算機(jī)的基本使用技能，還可以熟悉編程技巧，提升學(xué)習(xí)品質(zhì)以及信息技術(shù)運(yùn)用能力，提高其核心素養(yǎng)發(fā)展。

我想，我們學(xué)習(xí)編程并不是為了培養(yǎng)孩子們長大后都成為程序員或者科學(xué)人才，而是希望通過接觸編程，培養(yǎng)孩子擁有堅(jiān)強(qiáng)的意志和堅(jiān)韌的品格，學(xué)會(huì)用邏輯思維去分析和解決問題。Scratch兒童編程作為信息技術(shù)教育教學(xué)的新的重要組成部分，能有助于幼兒的信息技術(shù)能力提升，給幼兒樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。而現(xiàn)在，如何更好地將Scratch 用于教育教學(xué)，值得我繼續(xù)思考前行……

參考文獻(xiàn)：

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