Stem理念下利用Scratch激发幼儿编程思维

周莱

摘要：随着人工智能时代的到来，信息技术已经不断运用到教育教学过程中，影响着每个人的未来生活、学习和工作质量，是铸就人格素养形成的关键要素之一。而在培养创新人格的背景之下，STEM 教育作为一种创新教育手段，已经被越来越多的人所熟悉和关注，人们纷纷尝试着开展校本化的STEM教育课程。在这一过程中，我们尝试加入了儿童编程的应用，以此来促进幼儿问题导向和创新思维的形成，是开启幼儿新智慧的敲门砖。本文就Scratch编程在幼儿园STEM主题活动中的运用展开论述，希望儿童编程的运用能培养幼儿的创新思维，成就其终身创造力的发展。

关键词：STEM;Scratch;儿童编程;创新

现如今，幼儿园课程和信息技术相结合，对幼儿“核心素养”发展有着至关重要的意义。这一融合，为幼儿园课程改革指明了方向，并且对教师信息化专业发展起到了推动的作用。在高科技发展的今天，编程能力的高低已经被越来越多的人重视，已经逐渐成为人才培养以及创新品格提升的重要实施策略。

Scratch 是由美国麻省理工学院媒体实验室所研发的一种新的编程语言，该语言主要的对象是针对儿童。Scratch编程要求人们用程序中提供的简单符号来编写语言，不需要输入代码，简单易上手操作，通俗易懂。在使用时，儿童只需要在设计好程序方案后，将所需要的功能模块进行拖曳、横移，按照模块与模块相组合的方式拼接即可，从而看到编程的效果，就像搭积木一样，从中体会到编程语言的乐趣。而这种“搭积木”编程的方式，让我们固有的复杂的“编程”变得通俗易懂，更加适合儿童的发展。

在幼儿园阶段，幼儿对于色彩、动画等有着浓厚的追溯和兴趣，因此scratch丰富的界面以及其简单易操作的形式能够很快吸引幼儿的注意。对于初次使用Scratch的孩童来说， 有趣的图形设计比单一的代码更具有吸引力和执行力。在Scratch应用中，我们可以给幼儿创设有趣的故事情境，加入丰富的角色扮演，让孩子体会到游戏性和教育的意义。因此，我们尝试将scratch编程渗透入幼儿园的课程实施过程中，希望能以此丰富幼儿的学习途径，激发他们进一步探究的欲望。

一、初探Scratch编程

1、认识Scarach

Scratch作为麻省理工学院开发的一种提供给幼儿或者初学者学习编程的智能开发平台，其通过点击、拖拽、横移、录音等多种方式来完成编程，可以使儿童或者成人作为编程初学者学习编程基础概念，提升创新思维。

2、Scratch特点

基于STEM教育主要是以创作新的主题为单元构成课程体系，在Scratch创作中，我们力求培养在多学科知识组合能力、创新创造能力以及问题解决能力在内的综合实力。通过一阶段实践，我们发现它具有以下一些特点：

（1）趣味浓厚，容易操作

可爱的Scratch小猫造型从一开始就给人留下了深刻的印象，趣味性十足。它简单的图形操作界面以及卡通的显示界面让幼儿能够通俗易懂。幼儿用鼠标选择语言模块，就像搭积木一样来“编程”，编辑程序语言。在这之后通过“三角”模块激发舞台看演示结果。这种动画的形式十分有趣，激发了幼儿的探索欲望。此外，Scratch提供了多样的场景变幻模式，还能自己尝试导入各种素材，让幼儿不会失去操作的积极性。

（2）丰富内容，标识多样

Scratch 看起来就像俄罗斯方块游戏中的方格，但其实其较之更加内涵丰富。我们把程序设计时所需的一些基本模块，以控制、拖拽、声音、动画、触屏、运算等融合一起。从图文解析去了解各项指令的功能，用动作和控制指令的方式，把图文从传感界面转换为对象界面，从数字的运算到路程调度的运算，不断运行编程程序语言。而在编辑语言过程中，点击、拖拽、运算的过程中涉及到了诸多方面，幼儿在进行这一系列操作过程中，能够发展其综合思维能力。比如：在确定人物背景、场景变幻等设计时，我们要确定好背景切换的秒数，动作架构的变幻方式等。这时候需要幼儿考虑坐标位置进行运算，并加入动作想象和尝试。幼儿在这一系列的创作过程中想想、算算、模块化整合、设计、实验操作、审核验证、再操作，享受着编程的无限乐趣，运算以及思维能力在不知不觉中得到了锻炼。

（3）功能浩大，应用广泛

Scratch的功能拓展性广，还包括Flash的功能，可以让学生通过图形编程的方式进行动画制作。它涵盖了鼠标、键盘、音效、触摸等传感功能，以及角色的触动响应、键盘响应等功能响应。 因此，Scratch可以讓儿童体验到轻松制作各种交互类作品的乐趣，体会到音乐创编、人工智能的无限可能，是一个综合性强大的拓展平台。

（4）多维模式，共享创新

Scratch 基于JAVA架构的特征，可以将孩子丰富的想象力创造的作品发布到网络平台，让全世界的孩童共同分享编程作品，体验成就感。全世界幼儿不分国界、肤色、种族、时间、年龄，可以以一种特殊的编程语言来进行交流，分享各自的创新思想和理念。这样一种有趣的交流方式扩大了他们的沟通面，提高了编程语言的实践能力。

二、尝试Scratch编程

随着我们对Scratch编程的认知，我们开始在班级里尝试让幼儿操作探索。我以故事的情境导入，播放一段Scratch视频，通过视频中人物的对话，激发幼儿的兴趣。操作中发现，人物活动的场景是可以不断变幻的。因此，丰富的场景切换让幼儿感到非常有趣，想要亲自来尝试体验。对于幼儿园小朋友来说，简单的标记认识是很容易上手的。因此，我们利用图片的解说，让幼儿理解并能快速记忆这些标识的意思，以便更快更有效的运用。

我们会用儿童熟悉的语言来讲解我们的教学目标。一方面，我们让儿童了解Scratch的基本功能和原理，掌握对话和排序的概念，熟练简单的编程;另一方面，我们尝试培养幼儿计算思维以及合作解决问题的能力，提高幼儿的学习品质。我们帮助幼儿将活动中学到的结构点联系起来，融会贯通，用编辑的语言架构，用讲故事的形式拓展。幼儿享受着Scratch“编玩”的趣味性，消除了学习的焦虑和紧张，他们能够充分利用自己的认知结构中已有的、合适的概念来内化，从而形成新知识，避免机械化的学习认知。经过一阶段对Scratch的操作和熟悉，幼儿对于编程自然有了浓厚的兴趣，我们也希望能在多种活动中通过编程激发幼儿的进阶思维。

三、丰富的学习路径

我们知道STEM强调的是跨学科性以及现实的指向性，要求学生在掌握基础知识后能够在这综合性课程中联系现实生活进行创新，并能够灵活解决生活中的问题。STEM教育不是指在每一次的活动中都将科学、技术、工程、数学这四个领域都融合在一起进行学习，而是将关注点放在活动中，幼儿能够将不同学科的知识灵活综合运用，解决实际问题。因此，我们也尝试着将STEM与Scratch相结合来丰富幼儿的学习途径。

飞向天空一直是人类梦寐以求的愿望，在这一愿望的驱使下，我们人类不断探索、不断努力，逐步实现了自由飞翔的理想。2021年是不平凡的一年，6月17日9时22分，神州十二号载人飞船顺利发射成功。孩子们对于火箭升空表示欣喜，为国家的发展而自豪，他们对天空的向往变得更加迫切了。每次散步时看到天空中飞过的飞机，都会驻足观看，互相讨论着自己认识的飞机，分享曾经坐飞机的经历。我们知道儿童是天生的爱问小达人，儿童的精神世界中充满了各种小问号，强烈的发现、探索会让儿童对未知的世界充满着好奇心和兴趣点，拥有不断学习和成长的动力。因此，基于幼儿的兴趣，我们设计了《飞向蓝天》的主题活动。

1、利用网络资源挖掘课程内容

有别于其它的主题活动，这个主题活动更具有科学性、专业性、严谨性的特点。因此，我们互相讨论、上网收集，利用网络资源收纳、归整，总结出活动开展网络资源。

《飞向蓝天》—认知——飞机（功能、分类、速度与重量）、火箭（用途、结构、发射史）

—材料收集与建构——讨论、绘制设计图、收集材料、制作飞机、货架模型

—问题与研讨——作品是否牢固、飞机能否飞行、火箭能否飞天

—调整与改进——优化材料再次制作、作品美化装饰、试验

—分享与展示——参观、游戏（计时、测距离）、介绍

2、利用STEM理念挖掘学习元素

在该主题中，我們挖掘了丰富的课程资源，但是需要梳理重点，以及幼儿在S-T-E-M中可学习的内容。因此，我们梳理了活动中可以挖掘的STEM元素。

科学：*生命科学——飞机、火箭的构成

*物理科学——飞机、火箭如何运用动能升天

技术：*材料的选择、工具的选择、方法和技巧

*空气火箭的制作

*纸飞机的制作

工程：*与平衡和稳定相关的结构概念（设计、解决问题，制作）

数学：*纸飞机、空气火箭的制作材料（材料的用量、科学）

*空中飞行时间记录

*飞行距离测量

美术：*装饰飞机模型（装饰的用色、剪裁等）

*装饰火箭（材料、用色、排列花纹）

3、利用Scratch开展草坪活动

面对幼儿对于蓝天的渴望，我们意识到可以带着孩子们在草坪上，利用草坪的开阔开展《飞向蓝天》主题活动。我们知道编程是编定程序的中文简称，就是让计算机代码帮助我们解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行并最终得到相应结果的过程。基于对于编程知识的初步认知，我们利用ipad装置了TELLO、TELLO EDU等软件，引导幼儿通过基础的Scratch知识来进行编程，尝试将无人机进行空中飞行。这一方式激发了班级小朋友极大的欢喜。看着无人机飞上天空、变幻动作，孩子们欢声雀跃。

显然，Scratch软件提供多样化模式给孩子的游戏带来了快感，它给我们提供了上百种模块操作方式，满足了各种儿童的需要，也满足了成人编程初学者的操作感和使用感。 在使用时，角色、背景、音乐的切换也十分方便，甚至可以导入外部素材来更新制作。我们在Scratch网站上可以看到，除了提供的基础PC安装包，也可以使用在线编程平台，另外也可以利用平板安装APP或安卓系统小插件来使用。小朋友可以随时打开网页进行编程， 不需要因为没有安装专用APP或小插件而烦恼。 此外，我们发现丰富的资源包可以让使用者得到充实的素材，在角色、背景、音乐等架构上可以更便捷更高效。

四、未来的编程之路

随着社会信息化的不断推进，人们生活环境的变化，电子产品已经越来越受人们依赖。我们要控制孩童利用计算机的时间，将有限利用计算机的时间用在编程上。让幼儿在有趣的操作过程中，不仅可以学会一些计算机的基本使用技能，还可以熟悉编程技巧，提升学习品质以及信息技术运用能力，提高其核心素养发展。

我想，我们学习编程并不是为了培养孩子们长大后都成为程序员或者科学人才，而是希望通过接触编程，培养孩子拥有坚强的意志和坚韧的品格，学会用逻辑思维去分析和解决问题。Scratch儿童编程作为信息技术教育教学的新的重要组成部分，能有助于幼儿的信息技术能力提升，给幼儿树立正确的人生观和价值观。而现在，如何更好地将Scratch 用于教育教学，值得我继续思考前行……

参考文献：

[1]昝增敏. 大班幼儿Scratch Jr编程教学设计研究[D].淮北师范大学，2020.DOI：10.27699/d.cnki.ghbmt.2020.000215.

[2]廖曼江. 5-6岁幼儿编程问题解决中的计算思维研究[D].南京师范大学，2020.DOI：10.27245/d.cnki.gnjsu.2020.002238.

[3]蒋小涵. 编程教育对培养大班幼儿计算思维可行性的实践研究[D].上海师范大学，2020.DOI：10.27312/d.cnki.gshsu.2020.000345.