Scratch在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

朱錦灶

【摘要】初中數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)際上就是用實(shí)驗(yàn)的方法，幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)課本中的抽象知識(shí)，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率和數(shù)學(xué)成績.中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是近年來興起的一門新課程，在教學(xué)方法上，與其他課程相比，還存在著一定的差距.隨著云計(jì)算和人工智能等新興科技的快速發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注孩子們的編程能力.Scratch是一款易于操作、多表征、動(dòng)態(tài)互動(dòng)、實(shí)時(shí)反饋的可視化教學(xué)軟件，已成為開展少兒編程教學(xué)的首選.Scratch在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，能夠?qū)?shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)和學(xué)生個(gè)體發(fā)展產(chǎn)生積極的作用.如何將Scratch與初中數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行有效的結(jié)合，是我們需要積極探討的問題.本文從當(dāng)前中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)存在的問題出發(fā)，從Scratch的特點(diǎn)出發(fā)，分析Scratch與中學(xué)數(shù)學(xué)課程整合的重要性，并討論將Scratch與當(dāng)前的課程整合的方法，并用實(shí)例來闡述，給學(xué)生提供思路.

【關(guān)鍵詞】Scratch；初中數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)

1 引言

21世紀(jì)是一個(gè)資訊科技日新月異的年代，為應(yīng)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)一體化的挑戰(zhàn)，每一個(gè)人都需要掌握21世紀(jì)所需的知識(shí)與技巧.教師是學(xué)生個(gè)性發(fā)展的促進(jìn)和引導(dǎo)者，在平時(shí)的教學(xué)過程中，應(yīng)該自覺地對(duì)學(xué)生的各個(gè)方面進(jìn)行全面的素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，從而使他們成為適應(yīng)21世紀(jì)需要的人才.

Scratch程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是一種趣味十足的教育方式，有助于提高學(xué)生的思維，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中成長，能夠讓學(xué)生在玩的時(shí)候?qū)W會(huì)一些與之有關(guān)的東西.在享受學(xué)習(xí)樂趣的時(shí)候，要引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行創(chuàng)造性的活動(dòng)，從而促進(jìn)學(xué)生的成長.Scratch編程學(xué)習(xí)難度低且能夠很好地激起初中生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生在不斷探究與創(chuàng)作的過程中，逐漸地養(yǎng)成獨(dú)立的邏輯意識(shí).這種方式能夠讓學(xué)生快速地學(xué)會(huì)使用方法，避免了學(xué)生覺得太過繁瑣而喪失了學(xué)習(xí)的耐性的情況發(fā)生.

2 Scratch的特點(diǎn)

2.1 操作簡單

在Scratch程序設(shè)計(jì)中，用戶界面直觀、明了，更貼近學(xué)生的真實(shí)生活.該方法無需用戶親自編寫程序，只要把程序模塊拖到編輯器中即可實(shí)現(xiàn)對(duì)指令的處理.在完成了程序的編輯工作后，再通過舞臺(tái)的編輯工作，展示就結(jié)束了.對(duì)于中學(xué)生來說，Scratch程序設(shè)計(jì)的方式相對(duì)來說較為簡單，他們能夠迅速地把握程序設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，并且能夠進(jìn)行一些簡單的運(yùn)算，并且在運(yùn)算的同時(shí)還能學(xué)會(huì)一些相關(guān)的東西.

2.2 指令較多，涵蓋面廣

Scratch程序?qū)W(xué)生來說具有非常大的可操作性，它包含了控制、建模、事件、邏輯等指令，通過這種方式，能夠讓學(xué)生對(duì)編程有一個(gè)基礎(chǔ)的了解，從而提高他們的思考水平.Scratch程序本身包含的指令比較多，涵蓋的范圍也比較廣泛，在進(jìn)行這種程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，能夠豐富自己的知識(shí)面，從而達(dá)到Scrat程序設(shè)計(jì)的目的.由于這些指令都是事先就準(zhǔn)備好的，因此不要求學(xué)生自己編寫，這種程序設(shè)計(jì)方式更加符合他們的體質(zhì)，也更加能夠讓他們體會(huì)到Scrath程序設(shè)計(jì)的快樂和魅力.

2.3 功能廣泛

Scratch程序可以用來制作動(dòng)畫、故事等內(nèi)容，通過對(duì)Scratch程序設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠在不同的學(xué)科領(lǐng)域中充分發(fā)揮其功能，從而達(dá)到全面發(fā)展的目的.因?yàn)樗婕暗墓δ鼙容^寬泛，所以可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠積極地、主動(dòng)地參加到編程的學(xué)習(xí)中來，從而提高教學(xué)效果.

3 Scratch在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用意義

3.1 促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解

當(dāng)使用Scratch程序時(shí)，學(xué)生們可以回顧他們的思路，做一些實(shí)際的試驗(yàn)以便可以直接得到程序的結(jié)果.在此過程中，學(xué)生會(huì)注意到他們所學(xué)的內(nèi)容，并且會(huì)思考和解釋他們所取得的成績差異的原因.通過使用Scratch軟件，我們可以將一些比較難的數(shù)學(xué)知識(shí)傳授給學(xué)生，并且能夠產(chǎn)生一些既有教育性又吸引人的視覺效果.Scratch把抽象的、靜態(tài)的數(shù)學(xué)內(nèi)容用一種形象的、動(dòng)態(tài)的方式表現(xiàn)出來，從而使它的內(nèi)部規(guī)律、邏輯得以直觀地呈現(xiàn).

Scratch的可視化編程環(huán)境給學(xué)生提供了一種新的方法來了解和解釋數(shù)學(xué)的概念，把嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、抽象的?shù)學(xué)概念和問題用更直觀的方式展現(xiàn)出來，這樣可以幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，幫助他們鞏固知識(shí).而Scratch的動(dòng)態(tài)交互特性，可以通過具體的方法，加強(qiáng)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的了解與掌握，使學(xué)生能夠探究以前觸及不到的數(shù)學(xué)知識(shí).

3.2 促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)參與

將Scratch技術(shù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性.將Scratch技術(shù)運(yùn)用到數(shù)學(xué)教學(xué)中，也能為合作學(xué)習(xí)營造良好的氛圍.尤其是在幫助學(xué)生解釋自己還沒有形成的觀點(diǎn)，或者整理和驗(yàn)證已經(jīng)有的預(yù)測(cè)的時(shí)候，Scratch軟件還可以給學(xué)生帶來更多的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的快樂，為學(xué)生營造一個(gè)豐富多彩的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生可以創(chuàng)建大量的多媒體，具有互動(dòng)性的，個(gè)性化的動(dòng)畫、音樂、錄像和游戲等.Scratch程序運(yùn)行時(shí)，可以生成引人入勝的圖像，或者一些有趣的動(dòng)畫，可以激發(fā)學(xué)生的情感，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情.

3.3 促進(jìn)學(xué)生思維技能的發(fā)展

編程在鍛煉學(xué)生思維方面有其自帶的優(yōu)勢(shì).在中學(xué)數(shù)學(xué)教室里，要使學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)知識(shí)和概念，必須引導(dǎo)他們進(jìn)行深思熟慮.這種深思熟慮是一種促進(jìn)思維發(fā)展的手段.將Scratch等編程工具引入初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，為學(xué)生提供了一種獨(dú)特而有效的途徑和視角，有助于他們理解坐標(biāo)、變量、函數(shù)等數(shù)學(xué)概念，激發(fā)他們從問題中總結(jié)規(guī)律的能力，進(jìn)一步提升學(xué)生的邏輯思維水平.

在解決數(shù)學(xué)問題的過程中，將教學(xué)活動(dòng)與編程視角有機(jī)結(jié)合，運(yùn)用抽象的概念，對(duì)程序操作流程進(jìn)行預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)，緊接著對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試、反思和修改.在這一全過程中，學(xué)生通過對(duì)信息反饋的理解，審查和修正他們的思維方式，以富有創(chuàng)意的方式解決編程中遇到的問題.這樣的實(shí)踐有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、編程技能、計(jì)算思維和創(chuàng)造力，為他們未來的學(xué)業(yè)和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

4 Scratch在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用途徑

4.1 情境創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)

情境創(chuàng)設(shè)，能引起學(xué)生的注意，提升他們的學(xué)習(xí)興趣，并且能產(chǎn)生有價(jià)值的數(shù)學(xué)問題，這對(duì)推動(dòng)初中數(shù)學(xué)課堂的發(fā)展有很大的幫助.教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置問題情境，提出問題，讓學(xué)生對(duì)Scratch中的表達(dá)和運(yùn)用進(jìn)行探討.

例如 以人教版七年級(jí)上冊(cè)“7.1.2平面直角坐標(biāo)系”為例，介紹了該課程的特點(diǎn).

特別是在圖表1中，借助Scratch軟件，讓小猴子們嘗到了香蕉的味道，從而激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，讓他們積極地掌握了關(guān)于平面直角坐標(biāo)系的數(shù)軸、坐標(biāo)等相關(guān)的內(nèi)容，并將其應(yīng)用到寫作中去.此外，在教學(xué)中，教師還可以指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行角色的扮演和演出，加強(qiáng)他們的沉浸感和參與性，提高他們對(duì)問題的分析與求解能力.

4.2 學(xué)習(xí)活動(dòng)良好開展

在中學(xué)數(shù)學(xué)課堂上，可以開展與課程內(nèi)容有關(guān)的Scratch問題解決活動(dòng)，并以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式進(jìn)行，讓學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分地發(fā)揮，突出其主體地位，提升其獨(dú)立思維能力，從而提升其問題求解的水平，進(jìn)一步提升其學(xué)習(xí)效率.

例如 人教版九年級(jí)上冊(cè)“23.1圖形的旋轉(zhuǎn)”中，要求學(xué)生在Scratch軟件上繪制“風(fēng)車”形的圖形，這需要對(duì)Scratch上的旋轉(zhuǎn)角有一定的了解，然后通過舉例說明，讓學(xué)生更深入地研究.其次，在進(jìn)行練習(xí)之前，教師要指導(dǎo)學(xué)生分解目標(biāo)程序的執(zhí)行過程，弄清楚問題的邏輯.另外，教師要鼓勵(lì)他們做出一些大膽的創(chuàng)新，比如做各種顏色的風(fēng)車，以此來提高自己的能力.

4.3 鞏固練習(xí)課堂

在Scratch的輔助下，教師能夠制作出數(shù)字內(nèi)容，開發(fā)出互動(dòng)的游戲程序，在訓(xùn)練程序中為學(xué)生提供即時(shí)的反饋，進(jìn)而達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)的互動(dòng)，將抽象的東西形象化，并調(diào)動(dòng)他們參與訓(xùn)練的積極性和積極性.此外，所編寫的習(xí)題方案還能夠在Scratch平臺(tái)上與學(xué)生們共享，方便學(xué)生們?cè)谡n下的時(shí)候進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練.

例如 在人教版七年級(jí)下冊(cè)“7.1.2平面直角坐標(biāo)系”一節(jié)中，教師可以通過一個(gè)互動(dòng)的“猜坐標(biāo)”的活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)行猜測(cè).在每輪競賽中，目標(biāo)會(huì)被隨意移動(dòng)到各個(gè)位置.在此過程中，學(xué)生只要鍵入x、y坐標(biāo)，游戲軟件就會(huì)根據(jù)他們所輸入的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并給予反饋.配合聲音效果、文字說明等，能給學(xué)生帶來一種別具一格的課堂實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高他們的學(xué)習(xí)積極性.

5 結(jié)語

Scratch程序具有某種程度上的簡潔性，這能夠讓學(xué)生快速地學(xué)會(huì)操作，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)閮?nèi)容的繁雜而讓他們失去了學(xué)習(xí)的耐心，這對(duì)培養(yǎng)他們的思考能力大有益處，能夠讓他們?cè)谝环N輕松愉悅的氣氛中獲得發(fā)展.在程序設(shè)計(jì)的過程中，可以為學(xué)生安排一些活動(dòng)，通過實(shí)例的方式，讓他們對(duì)程序設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行模擬，并在此基礎(chǔ)上做出相應(yīng)的創(chuàng)新.在Scratch編程的課堂教學(xué)中，教師要充分發(fā)揮中學(xué)生的活潑好動(dòng)的特點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生設(shè)計(jì)互動(dòng)的Scratch編程游戲，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維.在《Scratch程序設(shè)計(jì)》的課堂上，我們要繼續(xù)探討，尋求解決問題的方法，使之更好地改進(jìn)課堂教學(xué).教師要在課堂上進(jìn)行深入的探討與嘗試，將Scratch技術(shù)與數(shù)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的課堂教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，在推進(jìn)教與學(xué)的同時(shí)，使學(xué)生的基本素質(zhì)得以全面發(fā)展，以增強(qiáng)他們?cè)跀?shù)字化社會(huì)中應(yīng)付各類現(xiàn)代社會(huì)的競爭力，使他們成為21世紀(jì)的國際性人才.

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