Scratch在小学数学教学中的应用研究

庄素琼 洪辉煌

摘 要：随着新课程改革的不断深入，教师们不断探索新的教学模式。Scratch软件平台被应用到教学中，其作为一种可视化的入门级别编程软件，受到了教师和学生的青睐。在小学数学教学过程中，教师将教学活动和Scratch结合，可以让学生在操作和实践中轻松掌握数学知识。文章对此进行了深入分析，希望能为广大教师提供一些有价值的参考。

关键词：Scratch;小学数学;编程;对策

基金项目：本文系中央电化教育馆全国教育信息技术研究课题 “小学生计算思维与Scratch编程教学实践研究”（课题编号：183530020）的研究成果。

中图分类号：G43              文献标识码：A        文章编号：2095-624X（2021）48-0031-03

作者简介：庄素琼（1987.2—），女，福建省晋江市梅岭街道赤西小学，一级教师，曾获街道优秀辅导员，本科学历。

洪辉煌（1983.10—），男，福建省晋江市梅岭街道双沟小学，一级教师，本科学历。

引   言

Scratch是一款图形化的编程工具，由麻省理工学院的“终身幼儿园团队”开发，专门用于少年儿童编程的学习及交流。Scratch的入门门槛非常低，组成程序的命令及数据全部借助积木形状的模块来实现，而且它的下载和使用是免费的，使用起来非常方便简单。当前，Scratch已经被运用到小学数学教学中，并且与数学教学内容进行了有效结合。它在促使数学课堂变得有趣的同时，也培养了学生的创新能力、逻辑思维能力、拓展能力等。因此，Scratch属于一种非常先进的且使用范围很广的教学工具[1]。

一、Scratch应用于小学数学教学中的优势

（一）化复杂为简单

对小学生而言，数学知识具有一定的抽象性，学习起来较为困难。尤其是对于很多复杂的图形和概念，学生更是难以理解。教师可引导学生利用所学的编程知识来解决数学问题，如将Scratch游戏化，使新知识的展示更加直观和形象，也更加生动有趣，从而降低数学学习的难度，激发学生的学习积极性。

（二）对知识进行巩固

Scratch编程涉及数学中的坐标问题、计算问题、图形绘制问题、数的比较问题等，教师在引导学生使用Scratch编程时，能帮助学生巩固所学数学知识。不仅如此，学生可运用学过的数学知识解决编程问题，如随机数、变量、移动步数、旋转角度等，从而加深对这些数学知识的理解。

（三）培养学生的创新思维

Scratch软件平台中不但有游戏，还有视频、图像、声音等各种元素，延伸性和拓展性非常强。学生在编程过程中会构思、选材、设计、计算，进行头脑风暴，从而激发创新思维，这对将来的学习和发展非常有帮助。

（四）激发学生的学习兴趣

使用Scratch开展小学数学教学，能起到寓教于乐的作用，这非常符合小学生的天性。因为Scratch具有游戏开发的功能，教师在设计教学活动时，可将数学知识与游戏进行结合。学生一边游戏，一边解决数学问题，不仅提高了学习的积极性，也增强了学习效果。

二、小学数学教学中应用Scratch的要求

（一）理论背景要求

科学技术的发展也带动着教育事业的发展。现在的小学生在日常生活中能够接触到各种各样的科学技术产品，如智能手机、游戏机、AR设备等，但在当前的教学中，信息技术的应用大多还停留在多媒体设备上。虽然网络中有丰富的教学资源，但是多媒体设备可以应用的技术较为落后，在教学中难以激发学生的学习兴趣。而借助Scratch系统，教师可以带领学生领略不一样的数学世界，在引导学生学习现代信息技术的同时，还能够使学生高效学习数学知识，能更好地促进学生的综合能力的发展[2]。

（二）实践背景要求

《基础教育信息技术课程标准（2012年版）》中明确提出，算法与程序设计模块的学习，让学生能够借助积木式程序设计语言来解决一些实际的问题，让课堂教学与生活问题联系起来，并通过问题的实践探索与程序语言表达的算法形成关联。Scratch这款软件就具备这样一种特点，教师将其应用到小学课堂教学中，可以借助形象直观的积木指令来代替以往那些枯燥乏味、容易出错的复杂程序代码。

三、Scratch在小学数学教学中的具体应用对策

（一）利用Scratch来对教学内容进行导入

在小学数学课堂上，教师要充分利用Scratch来对教学内容进行导入。小学生的逻辑思维能力还未形成，而Scratch具有直观性、可视性、拓展性强的特点，有助于培养学生的逻辑思维能力[3]。例如，在教学人教版数学六年级“圆的认识”这一节内容时，为了使学生对圆有正确的理解，教师可以在课堂导入环节利用Scratch，通过程序语言将数学知识串联起来。学生在学习这一节的知识前，已经学过了等边三角形、正方形等正多边形的相关知识内容，因此，教师可以采用一个理论来导入课堂内容：如果所有的边加起来的长度是一定的，那么正多边形的边的数量越多，边的长度就会越短，该图形就会越来越近似于“圆”。对于这一假设，学生理解起来较为困难，这时，教师可采用Scratch来导入教学，将知识更形象地展示出来。学生在Scratch软件中输入边数，便能得到所需要的正多边形，随着正多边形的边数越来越多，其形状越来越接近圆，当边数达到了一定的数量时，多边形就会成为一个圆。教师借助Scratch来导入教学，既能够帮助学生理解圆的概念，也提高了课堂教学效率。

（二）利用Scratch来创设问题教学情境

Scratch具有形象性、生动性的特点，可以帮助教师创设趣味十足的问题情境，并引导学生进入情境，在激发学生求知欲的同时，也使得数学课堂的氛围更加愉悦、轻松。例如，在教学人教版数学三年级“两位数乘两位数的估算”时，教师可以利用Scratch软件来创设有趣的动画情境，即让同学们前往多媒体教室上课，并对动画进行配音：“有360名同学到多媒体教室上课，教室里的桌椅每排有24个座位，一共有18排，请问多媒体教室能容纳下这些学生吗？”通过动画视频与声音的结合，教师为学生创设了生动形象的问题教学情境，使数学问题生活化，調动了学生探究问题的积极性，让学生解决问题的能力得到了一定的提升。

（三）通过Scratch编程来提高学生的空间思维能力

小学生的思维能力较弱，生活经验也比较少，在学习图形的过程中难免会遇到无法理解的问题。为了帮助学生理解平面图形的概念，掌握小学几何知识，教师可以利用Scratch编程来开展教学。比如，Scratch编程中的所有代码都是生动有趣的积木，学生在创作自己的作品时，不仅要注意积木的数量，更要注重积木的位置，这样才能对几何图形有正确的认识。例如，教师让学生根据Scratch编程设计一个面积为70平方米的梯形操场，并在梯形操场中设计一个面积为16平方米的正方形花坛。在这个过程中，教师没有说出梯形的边长和正方形的边长，所以，学生在动手操作时需要先计算出梯形的边长和正方形的边长，这样才能更好地对操场和花坛进行设计。这样的图形是多元化的，所以学生可以设计出各种不同的操场、花坛。这样的训练不仅能培养学生的数学学习能力，也能锻炼他们的空间思维能力[4]。

（四）利用Scratch运算拼接来培养学生的计算能力

很多学生在进行四则运算时容易出错，为了帮助学生更好地理解和掌握四则运算的概念、规律和方法，教师可利用Scratch辅助教学。首先，教师在黑板上出几道题：25×（267-225）= 25×42=1050，1230+150×6-1500÷5=1230+900-300=1830，5000÷（32+18）-50×2=100-100=0。Scratch的运算操作基本上是两个数字的运算，因此四则运算中需要一层一层运算，并且每一步都是两个数字参与。第一题是“25×（267-225）”，首先要计算括号里的内容（267-225），挑出减号，将267和225填进去;再计算25乘括号里的内容，挑出乘号命令，将25和刚才算好的括号内容放进去;最后将公式拖到相应的位置。对于第二道计算题，学生也采用相应的方式来进行计算，而且要采用Scratch的拼接功能。教师需引导学生从高级运算向低级运算一层一层地拼接，而且每一层运算都从左到右一步一步地拼接。这样的拼接运算方法，有利于培养学生的计算能力和数学素养。

（五）通过Scratch来促使数学课堂更加动态化

小学数学知识具有一定的枯燥性，使很多学生缺乏学习的积极性。为此，教师可充分利用Scratch编程软件工具，使数学课堂教学动态化，引领学生在化繁为简的过程中，逐步理解复杂而抽象的数学概念[5]，激发其学习兴趣和积极性。

（六）通过Scratch软件来促进学生动手操作

教师除了要利用Scratch来设计教学课件，也要让学生动手操作，主动参与到数学知识的探究中，如可以将Scratch运用于游戏化练习中，让计算练习更智能和高效。例如，教学人教版数学一年级“20以内的加减法”时，教师可以利用Scratch程序来设置教学内容。学生如果点击绿旗，屏幕上就会产生两个加数（每个数都是10以下的数），在输入得数后，系统会自动分析得数是否正确，进而统计出练习的题数和最后的得分情况。教师还可以多设置几个关卡，并且提高闯关要求，促使学生在游戏过程中提高计算的反应能力和速度，感受到学习的乐趣。教师借助Scratch软件让学生进行操作与探究，突破了理论讲解的瓶颈，使学生实现了对知识的内化，完成了新知识的构建，也为他们解决数学问题的能力的发展打下了良好的基础。

（七）注重建立编程与数学之间的联系

要将Scratch编程应用到小学数学教学中，教师需要注重建立编程与数学之间的联系。例如， 在“自主——合作——探究”的教学模式中，教师需要将Scratch知识用在体现数学原理的关键点上，引导学生解决数学问题，进而使Scratch编程与数学知识建立联系。教师还可以通过多种教学和引导策略，如类比、模拟、元认知反思等，将数学知识迁移到编程中，使学生在构建数学程序的过程中加深对数学问题的理解。

四、使用Scratch的注意事项

尽管Scratch是一款非常实用、简单的教学工具，但教师们要注意不能过度使用，要结合数学问题有针对性地使用，否则会造成适得其反的后果。比如，Scratch虽然能使复杂的数学问题简单化，但如果过度使用，则会导致学生对其产生依赖，也可能导致他们的学习重心从学习数学知识变成了玩游戏，分散学生的注意力。因此，在将Scratch游戏和数学相结合时，教师需制订出科学合理的奖惩制度，让学生以数学学习为主要目标，避免他们沉迷于游戏和玩耍中。此外，教师要创设良好的数学情境，调动学生的学习积极性，进一步改良数学教学模式，使Scratch发挥出更好的效果。

结    语

综上所述，教师在小学数学教学中运用Scratch， 能培养学生解决数学问题的能力，提升他们的数学综合素养。尤其是在演示和操作的过程中，让那些难以解决的数学问题不再棘手，抽象难懂的知识不再枯燥，与此同时，让学生的数学逻辑思维、数学运用能力都得到锻炼和提升。

[参考文献]

[1]陈沁妤，方艳，贾红艳. Scratch与小学数学教学的整合与应用[J].课程教育研究，2020（05）：120-121.

[2]马舒婷. 应用Scratch的小学数学创新思维培养实践研究[J].试题与研究，2019（30）：45-46.

[3]蔡宝红. 在小学数学课教学中应Scratch软件之探索[J].学苑教育，2019（16）：54.

[4]李建英，齐丹，马倩，等. Scratch在小学数学课程教学中的应用研究[J]. 办公自动化，2018，23（24）：51-52+35.

[5]乐婷婷. Scratch教学如何培养小学生的計算思维[J].小学生（下旬刊），2017（11）：54.