Scratch軟件在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實踐

摘要：Scratch是一種可視化的教學(xué)程序設(shè)計軟件，它具有操作簡便、表現(xiàn)形式多樣、動態(tài)交互能力強(qiáng)、反饋實時性強(qiáng)等特點，是指導(dǎo)中小學(xué)生實施程序設(shè)計教學(xué)的主流選擇。因而，將Scratch軟件運(yùn)用到初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，對數(shù)學(xué)課程教學(xué)和學(xué)生的個人發(fā)展均具有一定的促進(jìn)作用。所以，本文根據(jù)初中數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題和Scratch軟件的特征，對其進(jìn)行了分析，探討Scratch軟件在初中數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用并且加以闡述，希望為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：Scratch軟件；初中數(shù)學(xué)；應(yīng)用策略

一、引言

Scratch是一款非常受歡迎的少兒可視化編程軟件，它的操作簡單、情景生動，具有較強(qiáng)的實用價值。將Scratch軟件應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，能夠促使學(xué)生對數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生興趣，相對于幾何畫板軟件等常見的數(shù)學(xué)課堂輔助教學(xué)軟件，Scratch軟件能夠更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且能夠激發(fā)學(xué)生在數(shù)學(xué)課堂上學(xué)習(xí)的主動性。

二、Scratch軟件的功能與應(yīng)用優(yōu)勢

（一）Scratch軟件介紹

Scratch軟件是MIT Media Lab研發(fā)的一款全球性的圖形編程工具，目標(biāo)人群為8-16歲的學(xué)生，利用Scratch軟件，用戶可以輕松、快速地創(chuàng)造小游戲、小故事、動畫等，也可以將作品上傳至官網(wǎng)，與全世界的編程愛好者進(jìn)行交流[1]。以Scratch2.0版本為例，界面包括菜單，標(biāo)題欄、腳本區(qū)、指令區(qū)、控制按鈕、工具按鈕、角色區(qū)、舞臺區(qū)，該軟件界面如圖1所示。

（二）Scratch軟件的應(yīng)用特點

Scratch軟件簡化了程序設(shè)計過程，使編程設(shè)計更容易學(xué)習(xí)。Scratch軟件具有簡單的界面和容易使用的界面，且Scratch軟件的使用者并不需要精通Java、C++、Python等編程語言，Scratch軟件的編程理念是以模塊化方式呈現(xiàn)的，而且Scratch軟件具有“修補(bǔ)性”的特性，可以讓學(xué)生對模塊進(jìn)行組合和分解。同時，Scratch軟件的使用者只要理解他們需要完成事情的邏輯，就可以創(chuàng)造有趣的應(yīng)用，例如動畫、游戲等[2]，也為教師在課程教學(xué)中應(yīng)用Scratch奠定了基礎(chǔ)。

Scratch是一個整合了視覺，聽覺，數(shù)字和符號表達(dá)于一體的平臺，這些特點使各表征之間相互作用。當(dāng)用戶在Scratch軟件中開發(fā)內(nèi)容或修改已有程序時，可以利用與動作相關(guān)的數(shù)位和符號進(jìn)行表示，而在程序中添加音效時，還會用到聽覺感官。通常，通過多感官的組合表達(dá)可以得到更多的信息，且用戶會將這些信息連接起來，幫助理解，有利于提升初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的生動性、應(yīng)用性。

在Scratch軟件中，用戶可以將模塊拖到腳本區(qū)，然后再將模塊分解。程序運(yùn)行后，用戶可以在屏幕上看到結(jié)果，這樣的反饋非常及時[3]。此外，還可根據(jù)使用者的需要，對編寫劇本的組合次序、編號、符號作出調(diào)整，獲得即時的視覺反饋。并且當(dāng)使用者按照應(yīng)用程序的指示輸入資料時，也可以隨時得到資料輸入的正誤回饋，例如以聲音提示、文本提示等形式出現(xiàn)。

具體而言，Scratch軟件的應(yīng)用特點如表1所示。

（三）Scratch軟件的應(yīng)用優(yōu)勢

在初中階段，記憶數(shù)學(xué)概念的性質(zhì)和掌握數(shù)學(xué)語言是一個常見的難點，Scratch軟件能夠評價并修正程序中的程序錯誤，有助于使學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識和程序概念。在Scratch軟件中，不同色彩的模塊分別表示了不同的函數(shù)，并且只能通過正確的語法進(jìn)行組裝。在課堂教學(xué)中，教師可以基于此設(shè)計游戲情境，讓學(xué)生親自操作、實踐練習(xí)，避免犯低級錯誤。學(xué)生使用Scratch程序時，還可以自行檢查，并完成實操后也可以即時獲得程序結(jié)果，這能幫助學(xué)生及時改正錯誤觀念。同時，Scratch還能夠幫助教師將難以理解的數(shù)學(xué)概念呈現(xiàn)給學(xué)生，可以引入富有教育性的、吸引人的視覺內(nèi)容，吸引學(xué)生的注意力。

基于Scratch技術(shù)實施初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動，教師運(yùn)用合作、共享等方式，使學(xué)生的主體性得到了最大程度的發(fā)揮，從而增強(qiáng)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的主動性。將Scratch方法運(yùn)用到數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以為合作學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件，幫助學(xué)生將不完整的思想解釋出來，或者整理和驗證預(yù)測[4]。這樣，有利于進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性。

三、Scratch軟件在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）結(jié)合信息軟件，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

基于Scratch軟件在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，對于學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的要求較低，伴隨著我國教育信息化的持續(xù)推進(jìn)，絕大部分學(xué)校均安裝了電子白板或希沃白板，教師也配有電腦，校園內(nèi)實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，為信息技術(shù)與初中數(shù)學(xué)教學(xué)融合奠定了基礎(chǔ)。

例如，講解數(shù)軸時，教師可以結(jié)合數(shù)軸的概念進(jìn)行類比，結(jié)合公交車站牌、電線桿等物體的位置關(guān)系自然地引出數(shù)軸的概念。配合Scratch軟件中豐富多彩的界面設(shè)計，為學(xué)生營造生動、翔實的游戲情景，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探索欲望，有利于保障學(xué)生高質(zhì)量地完成課堂實踐任務(wù)。能夠讓學(xué)生在游戲任務(wù)驅(qū)動下掌握數(shù)軸的概念，實現(xiàn)從游戲到知識的轉(zhuǎn)化，在實踐中提高學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感[5]。

教師講解數(shù)軸知識時，可以結(jié)合Scratch軟件中的鯊魚捕魚游戲，配合鍵盤中的左右兩個按鍵，控制屏幕中的鯊魚進(jìn)行左右移動。當(dāng)鯊魚碰到小魚時，即表示鯊魚成功捕捉一條小魚，這時鯊魚碰到的小魚會消失，并且在積分牌上得分加10分，當(dāng)鯊魚吃完了界面中的所有小魚后則游戲結(jié)束。以鯊魚捕魚為游戲切入，開展相應(yīng)的教學(xué)導(dǎo)入，帶領(lǐng)學(xué)生通過鍵盤操作鯊魚，深入體驗游戲，能夠顯著激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，教師在學(xué)生體驗游戲結(jié)束后，以鯊魚和小魚的各自位置關(guān)系為切入，帶領(lǐng)學(xué)生回看操作過程，并組織學(xué)生以鯊魚和小魚的位置關(guān)系設(shè)計數(shù)軸，將游戲中的多個角色抽象出來，繪制到數(shù)軸上，并為其標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)值。教師講解完繪制要求后，讓學(xué)生在練習(xí)本上畫出游戲中不同角色在數(shù)軸上的對應(yīng)數(shù)值。其間，教師要強(qiáng)調(diào)數(shù)軸的三要素及原點正方向和長度單位。

（二）利用技術(shù)工具，組織學(xué)習(xí)活動

Scratch軟件能夠幫助學(xué)生以直觀形象的形式理解數(shù)學(xué)問題，拆解數(shù)學(xué)閱讀材料，也能夠促進(jìn)學(xué)生主動參與課堂學(xué)習(xí)，有利于促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)。例如，講解圖形旋轉(zhuǎn)時，可以為學(xué)生劃分不同的學(xué)習(xí)小組。各小組先進(jìn)行討論，然后各小組選取一名代表，在Scratch軟件中自行創(chuàng)建風(fēng)車程序。其中，教師要提出具體要求，例如通過某一圖形的旋轉(zhuǎn)變換得出風(fēng)車效果。部分學(xué)生選擇等邊三角形為基礎(chǔ)圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，也有同學(xué)選擇直角三角形為基礎(chǔ)圖案進(jìn)行設(shè)計。

總之，無論選擇哪種圖形，教師都要帶領(lǐng)學(xué)生在實踐操作中把握旋轉(zhuǎn)角度和圖形旋轉(zhuǎn)效果。教師需要在學(xué)生動手操作前，結(jié)合Scratch軟件的操作界面做好演示，為學(xué)生實踐探究提供支持。同時，教師也可以鼓勵學(xué)生在實踐操作時發(fā)揮主觀能動性，提升圖形設(shè)計的美觀度。例如，可以對旋轉(zhuǎn)圖形進(jìn)行一定的色彩變化，使風(fēng)車設(shè)計得更加美觀精致。最后，各小組設(shè)計完成后，教師可以結(jié)合各小組的項目作品組織學(xué)生進(jìn)行交流展示，讓學(xué)生結(jié)合本小組的設(shè)計思路介紹作品中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)知識，并進(jìn)一步把握Scratch軟件與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，促成學(xué)生對數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)性質(zhì)等知識的深入理解和歸納。

（三）發(fā)揮平臺作用，展示學(xué)習(xí)成果

教師除了要創(chuàng)設(shè)豐富的游戲情境，適應(yīng)教學(xué)需求以外，還要能夠鼓勵學(xué)生自主操作，使課堂成為學(xué)生學(xué)習(xí)成果展示的平臺。例如，講解數(shù)軸時，教師可以鼓勵學(xué)生基于Scratch軟件對作品進(jìn)行評價。然后，與同桌或同伴相互評價。為了使學(xué)生學(xué)習(xí)成果得以展示，教師可以設(shè)計作品評價表，其中分為不同的評價等級，分別為優(yōu)秀、良好、合格、不合格，優(yōu)秀作品要滿足美觀性、知識性、創(chuàng)新性三重要求。

良好作品較優(yōu)秀作品稍差，但也能夠展示本節(jié)課的知識，能夠合理地創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境。合格作品是指能夠基本展示本節(jié)課的知識，但案例缺乏創(chuàng)新性，與教師提供的內(nèi)容基本相同，在美觀性上稍差。不合格的作品是指無法體現(xiàn)知識且缺乏美觀性、創(chuàng)新性。

為了提升教學(xué)效果，教師還可以結(jié)合Scratch軟件對本節(jié)課的知識進(jìn)行鞏固，為學(xué)生設(shè)置課堂測試環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在限定時間內(nèi)完成課堂任務(wù)，檢驗學(xué)生的知識學(xué)習(xí)情況。其間，教師要觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)成果，以及學(xué)習(xí)任務(wù)的參與和完成情況，并為其設(shè)置綜合

評價。

（四）基于教學(xué)評價，鞏固課堂所得

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要充分考慮學(xué)生的理解能力、思維特點，結(jié)合初中生活潑好動，但注意力難以長時間集中的現(xiàn)實問題。在教學(xué)中，教師要善于發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，為學(xué)生營造直觀生動的教學(xué)課堂。例如，講解“角的整合”時，教師可以結(jié)合Scratch軟件設(shè)計“憤怒的小鳥”等游戲場景。其中，在游戲界面上操作者需要用鼠標(biāo)靈活調(diào)整小鳥不同的發(fā)射方向和發(fā)射力度。多次調(diào)整后，當(dāng)小鳥碰到小豬后，則游戲成功，否則則結(jié)束游戲。在“憤怒的小鳥”這一游戲中，教師可以先讓學(xué)生進(jìn)行操作，然后以問題的形式啟發(fā)學(xué)生思考。

例如，教師詢問學(xué)生：這個游戲中，大家如果想要通關(guān)成功，關(guān)鍵是什么。學(xué)生通過思考，回答教師的問題：關(guān)鍵在于發(fā)射小鳥時選擇的角度和力度。這時教師可以結(jié)合游戲中的角進(jìn)行展開，并從游戲情境中抽象出角的含義，帶領(lǐng)學(xué)生結(jié)合角的頂點和角的兩條邊進(jìn)行模型繪制。最后，教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生開展度分秒的相關(guān)測試，檢驗學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握情況。

四、Scratch軟件在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用反思

（一）重視任務(wù)教學(xué)設(shè)計

將Scratch軟件應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)中時，教師需要明確任務(wù)設(shè)計要能夠使課堂教學(xué)有的放矢。安排教學(xué)任務(wù)時，教師要考慮學(xué)生的接受能力，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、接受能力以及本節(jié)課的教學(xué)重點，靈活設(shè)計教學(xué)進(jìn)度。例如，講解新知識時，教師可以采用游戲?qū)敕?，帶領(lǐng)學(xué)生提高對所學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，采用任務(wù)驅(qū)動法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，鼓勵學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中獨立思考、自主解決問題。

（二）發(fā)揮軟件應(yīng)用的靈活性

應(yīng)用Scratch軟件時，教師要能夠使其服務(wù)于教學(xué)內(nèi)容安排和教學(xué)設(shè)計上，要貼合本班學(xué)生的實際，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。選擇內(nèi)容時，教師可以利用Scratch軟件的豐富性、趣味性強(qiáng)等優(yōu)勢，選擇與實際相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)知識，選擇較抽象的數(shù)學(xué)概念，利用Scratch軟件進(jìn)行直觀生動的展示，進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生的思考。同時，教師也可以選擇綜合性知識或跨學(xué)科知識，以培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識與合作探究精神。

五、結(jié)束語

通過將Scratch軟件應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行分析，學(xué)生對于課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)積極性有了明顯提升，配合Scratch軟件豐富的界面、功能多樣化的信息展示形式，學(xué)生在課堂中的注意力明顯提升，溜號、跑神現(xiàn)象得以減少，但部分學(xué)生展現(xiàn)對Scratch軟件的接受能力有限的問題，加上部分學(xué)生的編程思維邏輯思維能力發(fā)展受限，在課堂中只能完成基礎(chǔ)任務(wù)，在難度較大的任務(wù)中缺乏獨立完成能力?；诖?，教師在教學(xué)設(shè)計中要合理調(diào)控游戲場景的任務(wù)時間和任務(wù)內(nèi)容，要突出任務(wù)的循序漸進(jìn)性，突出分層教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)cratch軟件有充分的熟悉度，在此基礎(chǔ)上再安排內(nèi)容，從而更好地達(dá)成面向全體學(xué)生、實現(xiàn)因材施教的教學(xué)效果。

作者單位：王愛斌 甘肅省靜寧縣雙峴初級中學(xué)

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