Scratch与小学科学课程的整合探究

罗玉霞

摘要：将儿童编程教育与小学学科教学融合，是推广儿童编程教育的的一个重要举措。Scratch具有的工具性和教育性，为编程教育得以实施打下了基础。本文主要简单的描述Scratch软件、以及将编程教育与小学科学课程相融合的重要性、分析义务教育阶段的儿童在编程课上的特点、选择冀教版小学科学六年级上册《地球绕着太阳转》这一课进行程序设计，探究这种教学方式是否提高了教学质量。

关键词：Scratch，编程教育;小学科学;程序设计

1.引言

在大数据时代背景下，科技无处不在，素质教育的提出，各方都在争取能够培养出更多的科学技术综合型人才。在小学阶段就为学生开设了科学课程提出要培养学生的科学素养，为科技型人才的输出做准备，在义务教育阶段中强调编程教育，Scratch与小学科学课程进行资源整合的是很有必要性，有利于培养培养计算机思维，为以后的计算机人才的输出打下基础。

2.简单介绍Scratch 软件

Scratch 是由麻省理工学院的“终身幼儿园团队”（Lifelong Kingdergarten Group）开发的面向儿童的一款开源软件[1]，是一种简易的图形化编程工具，孩子们可以像玩 LEGO 玩具一样来玩Scratch ，通过拖拽积木块、将积木块进行组合的方式，创作出生动有趣的动画，甚至是编写一个游戏。就Scratch3.0来说，其 一共有九个大模块，不同的模块具有不同的功能，如外观、声音、侦测等，按照目标产物的设想用鼠标将相应模块拖动到程序编辑栏，并按照一定逻辑顺序棑列，就可以实现程序设计。Scratch的角色库内容丰富，其中有大量的人物、动物角色以及不同的背景图供小朋友们选择，有的角色自带代码可以做一些简单的动作。当然，这并不是一成不变的，如果孩子们不喜欢使用角色库里的角色，也可以创作自己的角色和背景，给自创的角色加上代码保存在角色库里，方便之后的使用。目前，我们很多学校教师和学生使用的 scratch 是 Scratch3.0版本，其界面包括工作區、舞台和角色区三个部分。

3.儿童编程教育融入小学科学的必要性

3.1培养学生的设计思维

对于学生来说，学会发现问题并解决问题是很重要的，而设计思维是解决问题的一种思考方式。通过信息教育，不是让学生获得某种技巧，而是让学生习得一种终身学习分析问题和解决问题的能力。小学科学中有的知识点比较抽象，学生难以准确把握，运用编程模拟相应的科学知识，可以让抽象的内容具体化。

3.2帮助儿童应对信息化社会的挑战

大数据时代的到来，不管是学校、家庭还是社会，对教育的要求也越来越高，小学科学课程标准提出要促进学生全面发展，教师致力于培养学生的实践能力、创造能力、培养学生的计算思维，而计算思维的培养与编程密切联系，与其他的的素养一样应当受到重视。

3.3助力编程教学与学科知识的相互融合

将儿童编程教育与小学科学课程融合，改变传统的教学方式，通过编程教育创设一个虚拟的教学情境，利用教学手段和技术，将儿童吸引到教学情境中，参与到课堂当中。

4.编程课上的儿童特点

4.1.个性特点

根据皮亚杰的儿童认知发展理论，7、8-12周岁的学习者的认知发展由具体运算向形式运算过渡，这个阶段的孩子对事物充满求知欲和好奇心、思维开始具有较大的变易性、好胜心和表现欲增强等。

4.2.技术基础

现在是信息化社会，电脑和智能手机的普及，他们从小就接触虚拟世界，他们很喜欢玩网络游戏，利用游戏获得身份的认同感，有基础的计算机运用技能。而且通过对各个学科的学习，例如在数学课中学到的坐标和几何知识，语文课中学到的故事分析等方面的积累，这些都为编程的学习做铺垫。

4.3.学习困难

义务教育阶段的儿童的注意力是多变的，易受其他情境的影响，在过了学习的新鲜期后，有更难的学习任务等着他们，那么在Scratch的教学当中，尤其是在学习算法变量模块，学生容易产生畏难情绪。

5.教学案例设计

5.1 Scratch 与小学科学的结合

Scratch 有助于帮助学生掌握信息技术培养设计思维。小学科学新课标中着重强调技术与工程领域与其他学科知识融合的学习。探究式学习是小学科学中的一个重要的学习方式，但是对于一些实践时间长且不利于学生参与体验的活动不好展开，达不到想要的教学效果。因此，基于Scratch 开展小学科学教学的为新时代的信息教育注入新鲜的血液，丰富小学科学的教学模式，优化教学手段。

5.2教学内容及学情分析

冀教版小学科学六年级上册《地球绕着太阳转》的内容目标是：使学生了解地球是怎样围绕太阳转的、地球自转、地球公转等概念，能用Scratch模拟地球围绕太阳转的运动轨迹，进行程序设计，运用到画笔等工具，清晰的描绘出地球的运动轨迹。该年龄段的学生有了一定的知识储备，动手能力比较强，逻辑推理能力正在慢慢的形成，渴望动手设计出动画，这些都为编程教学与学科知识结合提供了前提条件。

5.3程序设计-地球的公转

设置地球围绕太阳进行公转，利用太阳的X、Y坐标来设置地球公转的运动轨迹，并且用“画笔”记录下运动轨迹;需要用到的积木块有事件中的重复执行积木块和开始积木块，以及运动中的运动积木块、外观积木块和画笔等。

5.4交流展示

在完成了程序设计之后，通过交流讨论的方式，展示最后完成的作品，对自己的作品进行补充和优化，多听听学生有什么其他的见解和看法。创设一个故事情境，让学生在课后进行知识点的巩固和练习。

6.结语

学科之间并不是孤立的，跨学科的融合是当前教育的发展趋势，如何创新儿童编程教育，让小学科学课程真正的得以开展有待研究。Scratch 作为图形化编程工具的代表，其理论背景夯实且容易操作。但是将编程教育与小学科学知识进行融合对小学科学教师的素养要求很高，教师对Scratch和小学科学相关知识点的掌握都会影响到两者的融合，融合的时间节点以及硬件的技术设备、师生本身的信息素养等因素都应该加以考虑。将编程教育与小学科学融合需要更加深入的实践探究，不断地优化整合。

参考文献：

[1]石晋阳. 儿童编程学习体验研究[D].南京师范大学，2018.

福建师范大学光电与信息工程学院 350007