学科融合视角下的Scratch编程教学的实践探索

曹凤娟

【摘要】Scratch编程作为当下小学生编程学习的热门基础语言，采用图形化、模块化的结构设计。教师在信息技术课堂教学中可以打破学科界限，将美术、音乐、数学等学科知识相融合，并且S4A可与各种电子元器件、传感器相结合，开展科技实践活动，培养学生创新思维，使学生具有良好的信息技术核心素养。

【关键词】学科融合   Scratch编程   实践探索

Scratch是由美国麻省理工学院媒体实验室的终身幼儿园小组开发的一款图形化编程语言，它最大的优点是采用模塊化的结构设计，学生真正体会到编写程序就像玩乐高积木一样简单而有趣。《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》中指出，义务教育信息技术课程具有较强的实践性。强调引导学生亲历完整的实践过程，注重课程内容的综合性，超越封闭的单一学科知识体系和固定的课堂教学时空局限，将信息技术与其他学科课程融合起来，面向学生的生活世界，帮助学生建构对世界的完整认识。

从2013年起苏科版的小学信息技术教材加入Scratch编程内容板块以来，笔者不断进行学科融合视角下的Scratch编程教学探索，打破传统学科之间的壁垒，促进基础学科、应用学科交叉融合，使编程软件的学习焕发出新的生命力，为学生的想象力和创造力搭建广阔的舞台。

一、与音乐融合，开启编程之旅

美国著名教育家布鲁纳说∶“学的最好刺激乃是对所学材料的兴趣。”可见兴趣对学生的学习起着很关键的指引作用。在“初识Scratch”这一课时的教学中，笔者安排学生每人带一个水果进课堂，不但一看、二闻、三品尝，而且将香蕉、番石榴、苹果、黄瓜等各种不同的水果蔬菜与风靡美国的MakeyMakey主板相连接。通过简单的Scratch编程，邀请学生通过触摸水果使电脑发出悦耳动听的音乐声。这样，水果就变成了一个“触控钢琴”，学生玩熟练后，还能弹奏出简单的乐曲。随后笔者触摸水果弹奏出学生们都熟悉的儿歌《小星星》，这一环节激发了学生强烈的学习兴趣，他们纷纷表示迫切想要学会这个神奇的编程软件。

美妙的乐曲带给学生愉悦的感官刺激，学生们在欢乐的氛围中用Scratch“声音”模块的“弹奏音符”控件修改音高和节拍时长，进行乐曲的脚本编写，从最初简单的《小星星》，到稍有难度的《送别》等学生耳熟能详的歌曲。在有较强的程序脚本设计能力和音乐感知能力后，学生们在迎来新中国成立70周年之际，开展《我和我的祖国》等乐曲的编程活动。设计合理的乐曲编程，可以激发学生音乐审美的主动性，可以全方位培养学生的编程、创作、表演等能力，有助于发挥学生的个性特长，学生对Scratch编程的后续学习也充满期待。

二、与美学融合，开放编程思路

教师在信息技术课堂中可以在发现美、创造美、欣赏美的前提下，创设让学生“想做、敢做、肯做、能做”的开放性学习环境。要让学生打开思路，在思想、情感与认知上得以充分交流与合作，不要束缚学生的美学思维，开展真正体现学生是学习主体的深入活动。

例如，在学习了“‘画笔的秘密”这一课后，笔者适时给学生们介绍了“重复执行”模块。大多数学生都能很快掌握Scratch的“重复执行”模块，画出简单的正多边形。当看到一个学生的电脑屏幕上呈现的是一个彩色圆形时（见图1），笔者适时给予表扬，充分肯定这个学生的大胆创新，并把这个图形和脚本展示给大家欣赏。

有了这一创新思路的引领，在随后的十几分钟里，学生们个个摩拳擦掌，充分运用已学的知识，经过精心设计和一遍又一遍的尝试，更多美丽的多边形组合图形出现了，甚至还有充满中国风的精美青花纹样（见图2），学生使用重复命令的嵌套画出的图形赏心悦目，精妙绝伦。

看来，只要给学生空间，他们的想象力和创造力是无穷尽的。教师要鼓励学生采用信息技术手段来进行美术作品创作。如果仅仅是教会学生书本上的知识，学生将无法享受到这些开放性的探索和发现带来的快乐。皮亚杰强调：“教师的工作不是‘教给学生什么，而是努力建构学生的知识结构，并用各种方法刺激学生的学习欲望。”在这节课中，学生畅通思路，融会贯通，将有秩序的重复纹样用编程的方式进行表达，使信息技术技能与美术学科知识有机整合。只有把课本知识转化为学生的认知结构，促进知识的系统化，学生才能真正成为学习的主体。

三、与数学融合，开发编程思维

在Scratch教学中体现以学生发展为本的原则，引导学生学会运用所学知识，把抽象度较高的数学问题转化为编程问题，利用信息技术工具作出分析，为生活和学习服务。在学习活动中，教师可以把一些更深层次的问题留给学生，让他们自己去探索，尽量为学生的自主发展提供广阔的思维空间。

有一次，笔者看到学生们在埋头做着一道数学题，一遍又一遍，似乎答案总不尽如人意。这道题是：计算从122到988的三位数中，有两个数字相同的数一共有多少个（三个数均相等的除外）？

其实，这道题并不复杂，只是略微烦琐。看到学生们用列举法解得天昏地暗，还有遗漏和重复计算的，笔者提出问题：“同学们，有没有想过让电脑来帮助我们计算呢？”学生们略带疑惑地看着笔者，笔者继续说：“从122数到988，请电脑来数一数，如果数到有两个数字相同的，计数器就‘加1，你们认为可行吗？难道你们不想试一试用Scratch来解这道题吗？”瞬间，学生们眼睛里闪烁着探索的光芒。

在下一次上信息技术课时，笔者专门讲解了解决这道数学题的思路。一个善于思考的学生提出了这样的问题：“电脑计数了两个数字相同的情况，但是如果这个三位数的三个数均相等，那么电脑多数了怎么办？”笔者又引导学生探索如何在脚本中甄别出三位数的三个数均相等的情况。最后调试运行脚本（见图3），答案出来了：221。这下，学生们松了口气，原来编程真的可以给我们的学习和生活带来很大的帮助啊！从此，学生对Scratch更加着迷，学习Scratch的劲头更足了。

把Scratch编程与解决数学问题联系起来，学以致用，学生觉得新奇而又有成就感，更有了学习的欲望。在掌握了知识点的同时，更重要的是让学生学会了从多角度思考问题，用编程思维解决问题，体验到学习知识的快乐。

四、与科学融合，创新编程方式

随着人工智能与物联网技术的发展，在信息技术课堂中开拓学生科技活动的新领域，开展物联网相关传感器硬件课程的学习也迫在眉睫。Scratch编程软件可与Arduino主板传感器结合，在Scratch for Arduino软件中，将Scratch编程与Arduino主板及传感器综合运用，比如将触摸、声控、超声波等传感器作为传感信号的输入，LED灯、蜂鸣器、电机、舵机等多种形式输出，使Scratch编程的学习更多彩。笔者带领学生设计了红外报警器、声控开关、智能阅读台灯、智能孵化器等科技创客作品，在编程的同时探索科学知识，Scratch带给我们的是激发创意、科学思考、与团队合作。学生体验到了编程的乐趣，也加深了科技与生活的联系，为学生适应科技社会和终身学习打下良好基础。

五、综合应用，提升编程创作

我国著名教育家陈鹤琴在其著作《儿童心理之研究》中写道：“游戏是儿童的生命。”爱玩，是孩子的天性，游戏更是孩子的至爱。用玩游戏的方式来激发兴趣固然是必要的，如果能够自己亲手完成一个游戏，学生则会兴奋得多。在进行多学科融合的实践后，可为学生创设符合儿童心理特点的教学情境，用声音、动画等多种媒体进行游戏设计，不断给学生以新的刺激。

Scratch的教材学习到尾声，“编排节目顺序”这一课，学生对“广播与接收消息”表现出了极大的热情。书本上的内容又满足不了他们的需要了，笔者适时把“广播与接收消息”这一内容拓展延伸，点拨学生如何把“广播与接收消息”等命令模块合理移到“大鱼吃小鱼”这样的小游戏中（见图4）。于是，“大鱼吃小鱼”这一简易游戏在学生们的头脑中酝酿着，渐渐成型，直至制作成功。有了“大鱼吃小鱼”这个小游戏作为参照，学生基本上了解了制作一个小游戏的流程。这样，在Scratch最后一个环节的“主题活动3 设计小游戏”这一课上，学生们基本上对设计一个小游戏已经有了具体的方法和思路，“打地鼠”“新龟兔赛跑”“幽灵迷宫”等一个个兼具美观和音效的小游戏在他们的交流合作中创作诞生了。

为了提高游戏的可操控性，笔者带领学生采用OSTD机器人套件中的滑竿、游戏手柄等器材来进行Scratch体感游戏的开发。软件与硬件相结合，创造出属于学生自己的故事、动画、游戏。在体感游戏作品的开发过程中，学生从角色分配，到设计流程，最后调试程序，都能出色完成，提高了解决实际问题的能力。动手实践、自主探索与合作交流是学生学习信息技术的重要途径。现在，学生已经能够通过小组合作，合理分配、安排任务，制作出一些有趣的、操控性强的小故事和小游戏。

由此，笔者认为，以学生喜闻乐见的Scratch软件学习为契机，在信息技术课堂中，把学生真正置于教育主体的地位，创设开放而有度的学習环境，注重课程内容的综合性，融合多学科知识体系，能激发学生浓厚的学习兴趣，帮助学生培养良好的信息素养。让Scratch助力信息技术课堂教学更有效、更精彩！