面向创客教育的小学Scratch课程体系设计

2019-03-20曾云雪

中国信息技术教育 2019年5期

曾云雪

摘要：在科技快速发展的今天，创客教育在培养创新人才的现代教育趋势下不断发展。Scratch作为创客教育中重要的教学内容，开发一套符合学生认知发展和培养学生创新能力的Scratch课程很有必要。本文基于创客教育思想，设计了Scratch趣味编程、Scratch创意编程、Scratch互动编程、Scratch硬件编程四个层次的编程课程。

关键词：创客教育；Scratch课程；Scratch编程

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2019）05-0072-03

创客教育与Scratch课程

1.创客教育

目前，创客教育并没有明确的学术定义，没有形成严谨的课程体系，没有系统的教学实施措施。中国电子学会现代教育技术分会创客教育专委会聚集了创客、创客教育界的部分专家和实践者对创客教育进行了定义，定义指出，创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。创客教育是一个发展中的概念，伴随着经济的发展和创客文化的普及，特别是越来越多的教学实践，我们对创客教育会有更加深入的认识。

2.Scratch课程与创客教育

Scratch是美国麻省理工学院（MIT）面向青少年开发的一款图形化编程软件，开发的目的是为了培养青少年的创新思维、逻辑思维和合作学习能力。Scratch的编程界面增添了大量素材库，为学习者的创意做好铺垫，因此Scratch教学不但有趣，简单易学，而且还能让孩子掌握一些专业的计算机编程语言的基本概念。

创客教育的兴起与Scratch编程、Arduino等开源硬件、3D打印技术的日渐成熟密不可分。这些个性化、前沿化技术的普及，降低了发明创造的成本和门槛，创新和创造不再只是科学家、发明家的“专利”，没有任何编程基础的青少年也能凭借，Scratch编程、3D打印技术和开源硬件这些低价的创新工具，将自己的创意变成现实。

小学Scratch课程及作用

1.小学Scratch课程概述及课程层次

Scratch不仅是编程语言，而且还是非常优秀的创作和表达工具。开设Scratch课程的目的不是要培养码农，而是帮助学习者学会表达自己。Scratch课程能帮助青少年进行数字化创作，提升从语言表达到编程思维的迁移能力，增强团队合作解决问题的能力。

Scratch课程分为Scratch趣味编程、Scratch创意编程、Scratch互动编程、Scratch硬件编程四个层次。

2.小学Scratch课程的主要作用

（1）锻炼语言表达能力

学生进行创作的时候，首先要有一个“好创意”，然后用自然语言来表述他们的创意、想法。先从学生看动画讲故事，再到学生做動画讲故事，随着课程的开展与深入，学生将用语言加流畅地描述设想与故事更。经过积累，学生词汇量、遣词造句能力将会逐步增强，从刚开始简单的寥寥介绍到完整叙述，从量变到质变。当学生完成从编剧到导演的转变时，叙述故事是脱口而出，制作则是水到渠成。

（2）提高解决问题能力

学生在用Scratch进行创作的时候，首先需要将创意设计出原型，再进行试验看看原型是否可行，如果发现错误及时修改。认真听取别人的评价和意见，不断修改自己的设计使其更完善。如果学生根据想到的好创意设计完成作品，这个作品又激发了新的想法，再进一步完善作品或者创作一个新作品，在这个不断重复的过程中，问题会不断出现，促使学生不断地去分析问题、解决问题。在Scratch中，学生能够动态地改变每片代码，并且可以立即看到结果，因此学生能够在不断地生成问题、分析问题、解决问题的交互试验过程中得到巨大的收获。

（3）增强创造力和合作能力

Scratch的图形化编程方式，使得学生能从算法与语法中摆脱出来，使得他们将学习的重心转到创意上面去，更加专注想象和设计，并且能轻松将其实现，真正实现了“让创意触手可及”。在Scratch教学中，充分体现了“做中学”的教学理念，学生能够在简单的学习中去设计、发明和创造。从课堂实践中可以看到，当学生自主创作作品时，会不断产生新的问题，整个制作过程需要解决不断产生的问题。Scratch的积木拼搭方式也使得程序代码更容易阅读，同时非常利于分享，学生可以就同一创作项目进行沟通交流，以小组合作、头脑风暴等方式来进一步提高课堂效率，发散创新思维。

面向创客教育的小学Scratch课程体系设计

1.课程体系设计的主要思路

Scratch编程教学在贵州地区还处于起步阶段，所以笔者从易到难，循序渐进地设计整体课程。在具体教材内容的设计层面，主要考虑知识点的内在联系。

2.课程体系架构

课程以“项目制作”的方式为指导，设计四个层面的课程体系结构，由易到难按“Scratch趣味编程（基础知识与技能）—Scratch创意编程（综合运用）—Scratch互动编程（与传感器板进行交互）—Scratch硬件编程（编写硬件程序）”分别聚类设计。

Scratch趣味编程作为课程体系的第一阶段，根据Scratch知识点难易程度融入到一个个小项目中，增加编程的趣味性。例如，让小猫动起来——认识Scratch编程界面；圣诞礼物——角色造型切换；翻山越岭——设计背景；我是小园丁——事件；小羊肖恩——初始判断语句；神笔马良——掌握绘画相关模块；等等。

在第二阶段Scratch创意编程中，学会创作动画、游戏等，激发学生创意。例如，大战苦力怕——掌握追逐类程序的核心思想；打地鼠——掌握随机的应用；飞扬的小鸟——通过鼠标点击或者键盘方向键控制飞行的小鸟越过障碍物；迷宫游戏——完成蜘蛛等怪物巡逻、寻找宝石的功能；愤怒的小鸟——参考《愤怒的小鸟》游戏，设计鼠标控制发送小鸟、克隆小猪阻挡小鸟进攻的功能；太空大战——制作一个发射类游戏，阻挡外星人驾驶的UFO入侵地球；等等。

第三阶段是Scratch交互编程，主要结合Arduino传感器板实现其交互功能。例如，跳跃的猫——主要帮助小猫跳跃，了解按钮传感器的用法；幸运大转盘——用按钮功能来制作幸运大转盘，当按下绿色按钮时，指针开始在转盘上转动，当按下红色按钮时，指针停止转动；聪明的小老鼠——利用光线的值，当光线值变小时，房间环境就会变暗，小老鼠就从洞中出来觅食，当光线值变大时，房间环境变亮，小老鼠被吓得灰溜溜地跑回了洞里；等等。

第四阶段是Scratch硬件编程，通过Scratch扩展版本AS-block编写硬件程序，将其下载到Arduino设备中实现相应的功能。该阶段以项目式教学为手段，设计并制作贴近生活的作品，从而加强学生的动脑和动手能力。例如，投篮计分器——主要实现能够感应投篮、判断是否进球、实现自动计分的功能，其中需要使用到四位数码管、红外传感器；智能身高测量仪——主要实现能够检测人的身高的功能，需要使用到四位数码管、超声波传感器；昆虫机器人——能够检测人的身高，需要使用到电机；智能风扇——能够感应是否有人体经过，并自动开启或者关闭电风扇，需要用到红外传感器；等等。

小学Scratch课程体系的教学实施

学校要从自身实际情况考虑，可以分阶段、选择性地开设Scratch课程。Scratch趣味编程和Scratch創意编程可作为班级常态课，建议从小学三年级开始开设，如果学生基础比较薄弱，学校可从四年级开始开设。Scratch互动编程和Scratch硬件编程，各学校可以结合自身情况有选择性地开设，如果条件允许，可以面向全体学生进行教学，如果条件不允许，那么可以先在社团课、拓展课中开设。学校只要拥有学生机房即可开设 Scratch趣味编程和Scratch创意编程课程，而开设Scratch互动编程和Scratch硬件编程课程时，需要购买一些开源的控制器、传感器等硬件设备。教师根据学生情况分步实施Scratch课程，以范例教学的形式层层推进Scratch的教学，具体如下。

1.研习范例

创作作品需要用到Scratch的大量知识点，这就需要教师在课前做好充分的准备，精选课堂中使用的范例，认真备课，细化知识点，突出教学的重难点。创作作品的重点不是让学生去记住设计的步骤，而是让学生灵活使用各模块来创作作品。

2.模仿设计

学生在掌握了一定的基础知识和技能后，就可以参照别人优秀的作品进行模仿设计。模仿是学生入门较为有效的一种学习方式。教师在教学过程中鼓励学生尝试修改范例，这不仅可以巩固新知，而且还可以提升技能。对于学生在学习中遇到的问题，教师要及时给予有效的指导。

3.自由创作

对于初学者而言，最开始是模仿设计，学习基础知识。有了一定基础之后，再尝试挑战有一定难度的任务。学生可根据项目要求，快速掌握相关知识和技能，充分发挥想象进行创作。

4.交流分享

当学生完成了作品设计后，将作品上传到网络平台进行分享，与更多的Scratch爱好者进行交流。在交流过程中，要引导学生客观、合理地评价他人的作品，用尊重和欣赏的态度去评价他人的创意。评价时，要善于发现别人作品中有价值的信息，并且能够取长补短，丰富自己的作品。

参考文献：

[1]赵晓声.创客教育的缘起、启示及实践路径[J].高等继续教育学报，2016（6）：68-72.

[2]朱丽彬，金炳尧.Scratch程序设计课教学实践研究——基于体验学习圈的视角[J].现代教育技术，2013（7）：30-33.

[3]凌秋虹.Scratch在小学信息技术课堂中的应用与实践[J].中国电化教育，2012（11）：113-116+129.