基于核心素养的Scratch程序设计教材设计思路解析

朱凤惠

Scratch程序设计课程是广受小学生欢迎的一门课程，但究竟该课程传递何种教育价值，如何更好地发挥这种教育价值，尚需开展进一步的研究和实践，但在研究中首先应该明确，教材的设计是关键的一个环节。根据河北省中小学信息技术电子教材（以下简称“冀教版”）的编写计划，笔者所在的小组承担了冀教版小学Scratch分册的开发工作，本册教材安排在小学五年级上学期使用，共计16课时，其中第14～16课时为选修课时。本教材所选用的软件是Scratch 2.0版。本册教材的设计思路如下。

目标定位：核心素养

Scratch是由麻省理工学院（MIT）媒体实验室研发的一种图形化的面向儿童的简易编程工具。Scratch语言的设计理念是“想象—编程—分享”，其设计意图不是为了满足青少年程序员的培养，而是帮助学生发展学习技能，培养创造性思维。笔者认为，Scratch的定位，非常符合当前基础教育课程改革中的“核心素养”理念。

所谓核心素养，可以分解为三个层次：最底层的“双基指向”（简称“双基层”），以基础知识和基本技能为核心；中间层的“问题解决指向”（简称“问题解决层”），以解决问题过程中所获得的基本方法和基本态度为核心；最上层的“学科思维指向”（简称“学科思维层”），指在系统的学科学习中通过体验、认识及内化等过程逐步形成相对稳定的思考问题、解决问题的思维方法和价值观，实质上是初步得到学科特定的认识世界和改造世界的世界观和方法论。[1]具体到本教材，笔者认为需要传递给学生的核心素养也可以从上述三个层次进行描述。

以核心素养的三层结构为指引，笔者试图将上述核心素养渗透到每个单元和每节课中，上页表1列出了整册教材的内容构成和每个单元所承载的核心素养。

内容选择：知行并举

经过上述对核心素养的描述，我们不难发现，本册教材在课程目标上不仅注重学生对基础知识的掌握，更注重其应用能力的培养，即体现了知能课程“知行并举”的理念。因此，在本册教材内容的选择上，笔者也力图践行这一理念，避免“重理论轻实践”式的知识灌输或“重实践轻理论”式的技能训练。

根据知能课程理念，课程内容涉及两大类知识：一类是涉及事实、概念以及规律、原理方面的“陈述性知识”，另一类是涉及技能及策略方面的“程序性知识”。所谓知行并举，就是要做到陈述性知识（理论导向）和程序性知识（行动导向）并重。[2]体现在教材中，就是要选择那些能够建立两者联系的内容作为教材的内容，并将其通过具体的活动设计紧密联系在一起，避免孤立的理论知识学习和孤立的技能训练。本册教材中，除了初始的一两节课外，其他课时的内容均实现了理论导向知识和行动导向知识的整合，在此以第8课《飞行特训》为例进行说明。

例1：第8课《飞行特训》节选。

基础知识：侦测模块“碰到‘角色’”的使用方法；直到型循环的使用方法；克隆体控件的使用方法。

基本能力：能够用不同的方式控制角色的运动；能够结合“碰到角色”控件、“变量”控件、直到型循环搭建脚本实现功能；学会通过克隆体控件简化程序。

任务设计：小猫驾驶飞行器在太空中飞行时，要在有限的空间内躲避若干无序飞行的障碍物，若飞行器被击中4次，游戏结束。飞行器的生存时间越长，训练完成度越好。游戏界面如图1所示。

想一想和做一做：

①在星空背景下，使用“侦测颜色”控件来侦测飞行器是否与障碍物碰撞合理吗？

②我们在活动中设定的是“若飞行器被击中4次，游戏结束”，如何判断飞行器是否被击中了4次呢？

③空间中的障碍物并非只有一个，如果将每一个障碍物都作为一个角色来看待的话，需要在Scratch中添加多个角色，这样会过于繁琐。那么，有没有更好的方式来解决这一问题呢？

案例解析：在这个任务中，所有的“基础知识”和“基本能力”都是通过“想一想和做一做”整合在一起的。例如，问题①，飞行器要能够在飞行的过程中侦测到空间里的障碍物，并躲避。可能会有学生想到用已经学习过的“颜色侦测”控件来侦测障碍物，但经尝试发现并不能很好地达到侦测目的，因为障碍物的颜色并不是纯色。与“颜色侦测”控件不同的是“碰到角色”控件是针对某一角色进行侦测，侦测条件更准确、更符合任务要求。学生通过比较这两个控件，在程序修改过程中掌握“碰到角色”控件的使用方法。问题②中，则需要引入变量，使其能够记录不断变化的飞行器被击中的次数，另外还需要结合直到型循环控件的使用，这样的设计便于将变量的功能和赋值、循环条件的判断和执行融为一体，不仅利于理解新概念，也利于将其迁移应用。问题③的提出，能够自然引出新控件“克隆体”的使用，能够帮助学生理解“克隆体”简化程序的优势。

内容设计：聚类思想

在具体教材内容的设计层面，笔者主要以聚类思想为指导设计教材内容的整体框架和章节结构。聚类化课程设计思想，就是依据某种线索组合一系列教学项目，形成具有内在联系、螺旋上升和发散结构的教学单元，循序渐进地展开课程。研究表明，大致有三种聚类方式：以相似的功能聚类，以相似的目标聚类，以相似的技术思想聚类。[3]

在本册教材中，笔者以“实例制作”为线索，构成宏观层面的单元体系结构，由易到难按“初识篇（基础知识与技能）—故事篇（设计小动画）—游戏篇（开发小游戏）—软件篇（开发小应用程序）—拓展篇（虚实结合，体验声音交互）”分别聚类设计各单元课时，如表2所示。

在课时层面上，笔者主要采用了以相似的目标类聚课程内容的方式，即使用不同的技术工具解决相同的问题，如例2所示。

例2：如何将角色移动到某个具体的位置？

方法1：使用控件。

方法2：使用控件。

方法3：使用和控件。

案例解析：上述三种方法均是将角色移动到具体位置的常用方法，区别在于方法2比方法1和方法3多了时间的限制，是在规定时间内完成位置的移动，更加适用于对时间控制比较严格的情境；而方法3则是有针对性地分别对X和Y坐标进行修改来达到位置移动的目的。即三个方法均能实现相同的功能，但在使用时就要求学生能够根据实际需要选择合适的工具。例如，在第4课《猫和老鼠》中，上述三种方法均出现了，但使用时却不尽相同。在任务一“贪吃的小老鼠”（如图2）中，小老鼠要吃到桌上的蛋糕，很明显需要将小老鼠移动至蛋糕的位置，三种方法均能达到目的，但在“小老鼠吃蛋糕”任务中（如图3），我们的要求是帮助小老鼠吃到沿途的美食，而且这些“美食”都是在水平和竖直路径上，这时小老鼠在吃第一个蛋糕时，可以只修改它的X坐标，即只使用控件；在吃第二个蛋糕时只修改它的Y坐标，即只使用控件。据此简单操作即可完成任务，避免使用其他两类控件需要同时修改X和Y坐标的繁琐。

内容呈现：生活化与结构化

1.教材内容的生活化呈现

生活化即回到学生的生活世界，从学生的经验出发逐渐引入新的概念。知识的学习和掌握是有规律的，既要遵循知识的学科逻辑，又要遵循学习者的年龄与心理逻辑，更要遵循知识的生活逻辑。实际上，由于生活的整合性，使得知识的生活逻辑可能是解决知识的学科逻辑与心理逻辑之间矛盾的钥匙。[4]

以生活化为导向，本册教材中每个新的概念都力图结合学生已有的经验进行描述。例如，在第4课《猫和老鼠》中，为了使小老鼠移动到蛋糕的位置，教师需要引入坐标的概念，而本册教材的学习对象——五年级学生尚未接触过坐标系，但小学阶段的数学课程中，有“在方格纸上用对数表示位置”这一知识点，具有朴素的坐标概念。因此，本教材从“在方格纸上用对数表示位置”“用行列表示学生在教室中的具体位置”等学习和生活经验出发，让学生真切地体会用水平和竖直方向的交叉点来表示位置的方法，帮助学生理解坐标和坐标系的概念。又如，在第1课《梦想剧场》中介绍有关“程序”的概念时，教师要先从生活中的经验出发，说明“程序”是指做某一件事的流程，如做饭的流程、洗衣服的流程等，然后再给出计算机程序的概念——为了解决某一任务而将指令依次组合在一起的指令序列。

2.教材内容的结构化呈现

由于本册教材主要的面向对象是五年级的学生，因此本着方便学生阅读，减少认知负担的原则，笔者将本册教材的内容以结构化的形式呈现，每一课时均由以下几个部分构成：①学习目标。在每节课伊始，先呈现本节课的学习目标，方便学生把握该课的主要学习内容。②内容结构。采用思维导图的形式梳理知识内容，建立知识体系，同时帮助学生形成知识建构。③任务描述。在每节课中设计一个任务情境，明确任务目标，形成学习成果的可视化预期。④任务分析。在本册教材中，任务分析表遍布每一课时，可以利用它作为转换支架[5]，帮助学生梳理任务元素和问题解决的过程，支持他们把纯自然语言的描述转化为Scratch的脚本编写流程。⑤操作步骤。在此部分内容中，笔者避免了说明书式的教材编写模式，不是直接罗列每一个具体的操作步骤，而是按“要做什么—为什么要这么做—怎么做”的思路组织操作步骤，让学生知其然更知其所以然，即所谓“行其所知”。此外，在操作步骤中有很多“做一做”和“想一想”的探究活动，提示学生在搭建脚本的过程中，不断发现和思考新的问题，不断修改和调试脚本，这种反复尝试探究的过程不仅有利于学生理解程序编写的过程和方法，还能培养他们自主学习的能力，培养其学习的成就感。

小结

总体而言，本教材具有以下特点：①基础性，彰显核心素养。本教材以培养学生的计算能力为基础，并进一步培养他们的学科核心素养。②实用性，培养成就动机。本教材的主旨在于培养学生分析问题、解决问题的能力，一切从解决问题出发，以问题解决为目的。③趣味性，开发趣味作品。从本教材的内容结构上可以看出，每一课的内容都是一个有趣的故事或者游戏，让学生在这种游戏中学习，做到“玩中学”“学中玩”，激发他们的学习兴趣，引导其创作自己的作品。④启发性，促进主动学习。通读本教材可以看出，同一个问题可能具有不同的解决方法，但是这些解决方法不可能在教材中一一列出，因此强调循序渐进地引导学生主动探索，调动他们学习的积极性和主动性，让其真正成为学习的主人。

参考文献：

[1]李艺，钟柏昌.谈“核心素养”[J].教育研究，2015（9）：17-24.

[2]钟柏昌，李艺.论知能课程——教育技术学专业课程改革的一种新思路[J].电化教育研究，2011（3）：30-35.

[3]钟柏昌，李艺.信息技术课程内容组织的三层架构[J].电化教育研究，2012（5）：17-21.

[4]余小茅.问题的实质是教育如何回归生活[N].中国教育报，2005-10-15（3）.

[5]钟柏昌.论支架理论视野下的局部探究教学模式[J].中国电化教育，2011（1）：106-109.