Scratch探究

2024-10-18

Scratch探究（共10篇）

Scratch探究篇1

自主是学习的基本方式,没有自主就没有学习的真正发生。合作是自主学习的高级阶段,合作才能使学习深化。探究是自主学习的最高阶段, 是合作的更高层次,可以破解难题与生成问题。在Scratch课程学习中,要充分发挥学习者的主动性和创造性,促进合作与探究,让自主贯穿学习的整个过程。

我们主要通过以下几个方面促进学生学习方式的转变。

主题的设置:给学生选择的权利

在Scratch课程学习中,每一节课都会预留时间布置下一节课的主题,学生可以根据主题事先选择自己感兴趣的内容进行构思与创作。学生有了选择的空间,学习的主动性自然就会提高。我校已经开过的Scratch课程主题包括《汉字起源》《智慧学校》《Logo设计》《学科融合》《环保手机》《创意美术》《音乐创作》《游戏设计》等。

有效的支撑:微课程、网络学习社区、作品展示分享平台

学生在学习中会遇到各种各样的困难。如果完全放任,很可能使学生因遇到障碍而积极性消退,进而影响自主学习的持久进行。学生自主学不等于不用教,只不过教的方式多样化:可以老师教,可以同学教,也可以自己教自己。我们可以通过给学生提供一个平台,让学生根据自己的需要“点单”。

微视频

根据学生每节课的掌握情况和课堂反馈单有针对性地制作微视频,突破学生的技术难点,将问题的解决提前到课前,真正做到学以致用,学为所用。

网络学习社区

学生在制作过程中遇到的困难还可以通过网络学习社区解决,学生们可以通过Scratch学习社区、论坛进行交流提问, 也可以通过QQ群,微信群进行组内、组间的交流。

作品分享展示平台

学生通过Idea Tree同在空间和喵爪网站可以在线上传、下载同学的作品,也可以对作品进行互动评论,给作者提意见。

课堂的组织:合作促进学习深化

每个人在自主学习中,都不可能解决所有问题,这就需要与同学合作。通过同伴之间的进一步交流,也可以从不同的角度理解同一个问题,实现对问题的深化理解。合作学习还有助于因材施教,可以弥补教师难以面向有差异的众多学生教学的不足,从而真正实现使每位学生都得到发展的目标。

为了培养学生的合作意识,Scratch课程开始之初我们就将学生分组,通过 “起组名”“说口号”“画logo”等一系列团队建设活动强化学生的团队合作意识。我们还通过小组任务的分解与合并让学生在实践中培养合作精神。当然,合作不仅局限于小组内,学生还可以进行组间合作,我们要求学生制作的作品要经过 “顾客”的“检验”、反馈,不断地吐故纳新。学生不仅要征求组内同学的意见, 还要争取组间同学的意见。当然合作也不仅局限于学生之间的生生合作,也可融入老师和家长的师生合作、家生合作。

能力的培养:探究促进问题解决

探究是自主学习的最高阶段,是合作的更高层次,它可以破解难题与生成问题。我们在课堂中鼓励学生勤于思考、善于发现问题,并通过实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动解决问题,获得知识与技能,发展情感与态度,促进创新能力的提高。

例如,在《智慧学校》主题单元学习时,老师让学生给学校“支招”,让他们从身边的事情出发,说出学校在哪些方面可以变得更智能。有一个小组针对学校实验室里的金鱼时常由于天气变化而频繁死亡的现象,提出可以利用Scratch温度传感器进行水温监测和报警提示,以便及时控制好水温。

学生通过网络查阅资料发现金鱼最适宜的温度是20 ~ 28摄氏度。在11 ~ 20摄氏度之间金鱼生长缓慢,低于10摄氏度或者高于29摄氏度金鱼会感觉到明显不适,甚至会死亡。学生通过讨论迅速确定温度为影响金鱼死亡的关键因素,当水温低于或者高于合理范围内的时候,电脑屏幕就会模拟金鱼相关状态的场景。

接下来, 学生借助具有防水特性Scratch温度传感器进行实际测试,由于温度传感器的值和实际温度的值不是一一对应的,学生需要多次测量确定两者之间的换算关系。学生可以手握温度传感器进行体温的测量,还可以将温度传感器静置在空气中对室内温度进行测量,以确定转换关系。

学生经过多次测试验证换算关系无误后,就开始进行电脑模拟场景的制作了, 利用Scratch软件将金鱼的不同状态通过视觉化形象表现出来。例如,在适宜的温度是金鱼在自由自在地游动,并说“真舒服,我爱游泳”;温度高时,金鱼说“热死我了,主人你想吃烤鱼吗”;当温度低时,金鱼说“好冷,我不喜欢冬泳”,场景出现鱼缸结冰的图像;如果温度过高或者过低,超越了金鱼的承受范围,金鱼会说“主人,我要和你拜拜了”。学生通过诙谐搞笑的语言对金鱼的生命状态进行设计,既幽默又起到提醒的作用。

自主、合作、探究学习是时代精神的反映,是以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育的必然要求。

Scratch探究篇2

编者按：学术界普遍认为科学的研究方法分为理论推演、实验研究和科学计算，而科学计算则是电子计算机发展起来以后新产生的一种独特的科学研究方法，这种方法随着人类研究领域的深入正变得日益重要。用Scratch进行物理实验仿真，并不是要替代真实的实验，确切地说，是一个建模的过程，将实验研究和理论推演的结论内化之后，应用到模型建构的过程中，是一种很有意义的STEM教育的实践方式。

Scratch在学科融合中的应用可以从测量、记录、控制、仿真四个方面进行尝试：①测量就是通过传感器来获得需要的数值，如我们通过温度传感器测量获取所需要的温度数值。②记录就是用电脑程序代替人工记录数据，通过程序的方式记录可以把人解脱出来，并且更容易对数据进行分析，如我们会把数据导入学习过的电子表格，对数据进行分析。③控制简单地说就是通过程序做出适当的反应，如在太阳底下如果感觉到热了，我们会走到阴凉的地方，“走”就是人脑对“腿”做出的控制。④仿真就是模仿真实世界，如可以根据光的放射定律模仿平面镜、凸透镜成像，让学生理解成像规律；可以把重力加速度加入到游戏中去，让角色的落地更接近于真实；还可以用程序的方式模拟分子运动……本文从仿真的角度做了一些案例尝试。

● 用Scratch仿真平面镜成像

这个仿真程序可以让学生理解平面镜的特点和规律，为进一步完成凸透镜成像的仿真打好基础，如图1为平面镜成像的程序界面。

程序设计的过程中光线会随着操作者的控制随时变化，如移动物体远近、大小时光线会随时变化，所以这里的黄色光线及物体用画笔完成。我们先自定义一个画线的模块（如图2）。

我们只要提供两组坐标，然后调用这个程序就能完成中间的线。而对两组坐标我们可以在程序中设计一些特殊的点作为角色，如物体就是用底部A点和顶部箭头决定的。在Scratch程序中的这种画图方式可以解决动态变化的问题，如果你把这个例子中的“物”画成一个固定角色，后期的调整物体大小和位置就很难实现。

平面镜成像的规律是“像和物大小相等，像和物离平面镜距离相等，像和物连线于镜面垂直”，如何在程序中体现这一点呢？这里也需要设计一个模块体现平面镜成像规律脚本（如图3）。

在这个基础上，我们可以设计凸透镜成像的程序，主要也是在光线和成像规律上。下页图4为凸透镜成像界面。

通过Scratch设计的这种程序具有开放性，是学生可以参与的仿真实验程序。在设计的过程中，学生要理解相应的物理规律，如果是教师设计完成的，学生则可在使用过程中加入一些游戏元素。

● 用Scratch仿真分子运动

分子运动这种微观现象，如何能直观地让学生体验到？除了用传统多媒体的方式，也可以用Scratch程序做一些模拟。我们这里用Scratch的一个扩展版本BYOB完成了这个例子，之所以选择用BYOB是因为它有一个非常不错的拓展功能“锚点”。锚点的主要作用就是把一个角色“附着”到另一个角色上，并且两个角色可以独立编辑脚本。图5为BYOB界面，在图中的例子中，“孙悟空”和“金箍棒”是两个不同的角色，可以分别编辑脚本。我们可以用鼠标“拖拽”金箍棒到舞台上的孙悟空处，这时候角色“金箍棒”右上角就多了一个锚点标志，说明金箍棒已附着到了孙悟空上，孙悟空就可以边运动边玩他的金箍棒了。

分子热运动就是利用这个锚点功能来实现的，图6是用BYOB的升级版本Snap完成的分子热运动的例子。Snap是一个网页编辑的图形化编程软件，所以可用浏览器打开。在这个例子中，我们设计了一个“小立方体”角色，然后建立9个分子小球角色，让这9个分子附着到小立方体上，当小立方体运动时，小分子会随之运动。我们构造好了这样一个神奇的小立方体，便可以在物理学习中加以应用了。

小立方体可以在后期的热学中得到应用，作为分子热运动的例子，在这里我们把9个小分子的运动脚本设计为图7。我们只要给变量a赋一个初始值，小分子就会在-a～a之间选择一个随机数，小分子的X、Y坐标会在原来坐标基础上有轻微变化，仿真出分子热运动的物理现象。如果把这个a值与外接的温度传感器关联，当温度升高时a值增加，分子热运动会加剧。

● 用Scratch仿真小球的自由落体运动

自由落体运动是匀加速运动的一个典型实例，对学生来说彻底理解自由落体运动后，很多运动的问题就都能解决了。如果用Scratch来模拟体验这个过程，并实时反映出速度、距离、时间的变化，学生将会非常直观地了解和感受到自由落体，比看公式（）算数字要好得多。图8为小球的自由落体脚本。

添加一个对象“sprite1”的小球，将该对象的位置定位在（0，170）的坐标上，设置一个变量“y”记录当前所处的位置，“计时器”表示小球下落的时间，小球设置的初始高度为170，在Scratch中表示为170像素，重力加速度为9.8米每秒，放到Scratch中表示为9.8像素每秒。那么小球下落的距离就是（），即。然后用最初的位置高度170减去这个下落的距离，就能得出当前小球的y坐标。如图9所示，坐标有正负170，因此小球相当于从340米的高空做自由落体运动。

通过这种仿真程序的设计，我们还可以给物体一个质量、弹性系数来研究小球的反弹，给小球一个初速度来研究小球的运动情况，这种仿真如果用到动画设计中，会使得角色更逼真。

● 小结

Scratch探究篇3

一、探究 Scratch 的创作快乐在提升小学生信息素养的重要性

1.我国当前的教育模式必须进行全面的改革和发展

Scratch的教育方式是针对性的给学生提供联想的基础, 使其养成习惯和思维意识, 能对社会各种消息及时归纳分析, 判断正误以免被外界的其他思想左右。所以小学生要自觉主动的探索Scratch教育是顺应时代的发展, 是为了给社会培养更多全面的人才, 小学生是各种能力培养和灌输的重点教育对象, 其接受能力快, 反应灵活是最大的优点, 而且小学生已经具备了一定的价值观和社会发展理念, 重点培养小学生的信息素养, 是教育事业最正确的投入点。

2.使教育工作能够全面有效进行

Scratch的教育方式能给小学生最真实的表达想法, 给课堂注入新的活力和营养, 在玩乐中就培养了小学生的信息素养, 在学生的学习生涯给与其打好的信息素养的基础, 使其在今后的学习生涯中, 有正确的观念取向, 从而给学生带来最现实的收益, 从而不受更多不良信息的侵害和污染。我国的教育总是一味的让学生学习知识和文化, 老师的强制性植入知识, 学生没有学习的欲望和动力, 从而使学生的学习成绩提高很慢, 所以Scratch教育能够给学生和教育工作带来较大的帮助作用, 使学生有乐趣专注在课堂上, 使老师有信心在教育学生的成长过程中。

3.给国家培养更多的全面高素质人才

小学生对知识文化充满了向往和追求, 知识就是力量, 这句话在任何时候都是符合实际的。因为小学生对人生和世界的认识才有开始, 一切的最终定格, 还有最后的学习成果来决定, 但是小学实行的Scratch教育方法, 从开始就给小学生指明了正确的信息素养, 是学生能够在潜意识下端正自己的态度, 树立良好的价值观世界观, 而不是面对时下的压力问题信息不知所措, 从而造成不良的事态影响。

小学生的接受能力快一旦树立了正确的信息素养能力, 那么会对将来的教育有帮助作用, 因为信息膨胀是这个时代最大的特征, 也只有学生的客观分析能力上去了, 才能给他们今后的人生创造有价值的人生意义。

二、探究 Scratch 促使学生创造快乐在信息素养上的方法

1.依据认知特点, 确定教学内容及信息的引导程序

小学生尤其是快要到初中生的年龄段, 心理逐渐开始成熟, 很多的基础教育课程已经不能满足学生的见识需求, 虽然展开了各种各样的活动, 但效果不尽理想, 所以Scratch的探索和自主创造是教育主题课程探讨的主要内容。小学生的素养信息问题, 是知识构建的一个重要组成部分。

2.由主到次的设计理念, 引导学生进行信息的具体消化

由于原先的培养理念见效慢, 焦点小还缺少相应的理论系统, 所以在Scratch的主题选择中, 根据学生的解决问题能力培养的, 重点解决小问题能力的培养, 促使学生的教育程度落实到位, 使日常的教学设计更具有实际针对性, 从而掌握对应的知识, 增长自己的见识。

3.根据知识点巧设环节, 连接课堂中的知识

这样的要求就是使具体的问题得到合理的设计, 能够引导学生从问题的表面进入, 然后层层递进分析事物。搭建可以转移的知识平台, 让小学生自主地进行研究学习, 使得合作探究、问题解决等各方面的能力都被有效锻炼。Scratch的主体就是:内容、动机、有效程度, 就是说学习要具体问题具体分析, 情境导入、疑问生成、学习意识任务驱动、分享心得交流合作、个性展示从而达到学以致用, 来确定学习的意义。

结语:

尽管Scratch的教育方法还在探索中, 但是其主要的收益结果还是非常可观的, 既躲避了传统教育方式中的应时性教育, 又避开了教学中的无效成果, 促使教与学合理进行, 促使学生的成长判断全面积极健康。而且学生的整体信息素养的到提升, 不再是曾经的生硬的学习知识, 片面的认识世界, 片面的了解社会, 所以这种教育方式使学生的信息素养全面提高, 其方法还是值得探索的。

参考文献

[1]毛澄洁.认识Scratch在创作和快乐中提升学生的信息素养——Scratch教育实践综述[J].中国信息技术教育, 2012 (10)

Scratch探究篇4

《Scratch趣味编程》学习工具由FrontPage制作，界面简洁、操作简便，以Scratch程序设计语言作为教学平台，适合已掌握一定信息技术基础知识和技能的小学高年级学生，有利于学生开展差异性的自主学习。我通过对不同范例的学习和研究，与语文、数学、美术、音乐等多个学科内容整合，选择了适合学生学习的范例，同时也注意到了学生知识的衔接和递增，脚本设计由简单到复杂、由单个到多个，为学生提供了设计风格各异的范例。

● 制作背景

Scratch常被用于创造交互式故事、动画、游戏、音乐和艺术。它不需要像传统编程软件那样逐行地“敲”代码，而是通过拖拽已经定义好的程序模块，采用搭积木的方式快速实现程序的编写。新京版九年义务教育的信息技术教材就将它作为一个新的教学内容选入到小学信息技术教学中，旨在通过Scratch帮助学生进行有效的信息化表达和数字画创作，提升学生从语言到思维、从个人解决问题到团队合作等多方面的能力，学生可以通过互联网分享自己的作品、交换资源、提出问题和寻找志同道合的学友。但Scratch教学也面临着一些困难，就是教师既是教者也是学者，同时又是教育资源的开发者。因此，迫切需要教师探索出一种适合学生发展的Scratch教学方式。为此，根据实际教学的需要，我尝试利用FrontPage软件制作了适合学生自主学习的数字化学习工具《Scratch趣味编程》。

● 设计思路及内容结构

基于新京版九年义务教育的信息技术教材第三册Scratch单元的教学目标，将学生的学习目标制定为：初步接触程序设计知识，了解计算机基本工作原理；掌握Scratch系统提供的常用命令，能够设计简单的电脑动画及游戏；了解编程设计的基本思想和方法；在编程设计活动中培养严谨、求实、质疑、创新的学习态度，激发学习兴趣。《Scratch趣味编程》学习工具为学生自主学习Scratch编程提供了12个范例（如图1），每个范例都有自己的特点。图2为该学习工具的内容结构图。

1.范例制作

范例4：五彩花朵。

猫咪剧场：在这一课中，我们的猫咪剧场要创作一个“五彩花朵”的小游戏。小导演，你准备好了吗？

作品设计：两朵花的花瓣不断旋转着改变。

背景：淡蓝色背景。

角色：花蕊，花瓣1、花瓣2，叶子1、叶子2。游戏流程：在开始创作前，要对整个作品做好规划明确这个作品是要绘制两朵花。两朵花的设计除了颜色和形状外，动作基本是一样的，所以先考虑其中的一朵怎样设计，然后变化一下设计第二朵即可。第一朵花的设计为：出现第一片花瓣，这片花瓣不消失，然后出现第二片花瓣，也不消失，以此类推，接着是第三、第四、第五片花瓣。这些花瓣的颜色各不相同，但都围绕着同一个中心相继出现。通过图3的画流程图的方式来整理思路，就可清晰地看到用了哪些脚本命令。

2.实战演练

针对问题、情境、任务去探究某项程序设计技术的具体应用，培养学生利用算法、程序解决问题的能力，即为学生提供主要的操作步骤，如认识Scratch一课的实战演练。

（1）启动Scratch软件

方法一：单击“开始”→程序→。方法二：双击桌面上快捷图标。

（2）欣赏Scratch内建的范例

Scratch提供了一些范例程序，调入这些程序，学生就能看到利用Scratch设计的动画。打开Scratch程序文件：①单击“文件→打开”菜单，弹出“打开作品”对话框。②依次选择“例子→Games→3 FishChomp”选项，单击“确定”按钮，打开Scratch程序（如图4）。

依次选择“例子→Games”，启动它，就可以玩这个游戏。运行“3 FishChomp”程序：①单击“舞台”右上角的按钮，运行程序。②单击按钮，程序转入“全屏演示”模式。③按照“3 FishChomp”游戏的提示语试着玩一玩。④按ESC键，退出“全屏演示”模式。⑤单击按钮，停止运行程序（如图5）。

（3）退出Scratch软件

和以前学习的软件一样，单击窗口右上角的“关闭”按钮，可以退出软件。由于程序运行后，舞台中角色的位置、角度等状态发生了变化，程序会弹出对话框，询问是否需要保存。由于这些变化不对程序产生影响，因此不必保存。

3.拓展训练

让学生在学习过程中随时尝试，补充技巧，以便自己能够更快、更准、更有效地进行相关操作。针对本课所涉及的命令模块，还提供了一些拓展练习，如范例8“打地鼠”（如上页图6）。

这么流行的“打地鼠”游戏设计起来原来如此简单！其实，很多游戏看起来复杂，设计起来还是很容易的。你可以接着试试第二关、第三关、第四关，只要对上面的设计稍作改变就行了。下面是一些修改建议，试试吧：①设置关卡，在第二关中地鼠的移动速度加快。②设置打中地鼠加分，没打中要减分。③使一定时间内连续打中几个地鼠，可获得玩游戏的奖励时间。④设置在规定时间内完成，过时游戏结束。

4.阅览室

为学生提供与核心技术相关的阅览资料，拓宽学生的视野，以提升信息素养。在阅览室里，学生可以了解前沿的信息技术科学，如范例11“小工具软件的设计——画图软件”。

什么是小工具软件：小工具软件是能帮助用户解决某方面小问题的软件。比如设计一个计时器，当到了一定时间时，响铃提醒；设计一个节拍器，让用户看着屏幕上闪烁的节奏，跟着节拍进行律动；设计一个画图软件，让小朋友用它来作画，等等。这些小工具软件完全可以用我们已经学过的知识设计出来。

小工具软件的规划：要设计一个什么样的小工具软件，事先必须想清楚下面几个问题：①用户是谁？想一想，为幼儿园的小朋友设计，与为同学或者爸爸妈妈设计会有什么不同？调查一下他们的想法是很重要的，毕竟是为他们解决问题嘛！②怎样吸引用户？设计好了小工具软件却没人用是很悲哀的，怎样才能吸引用户的注意呢？用漂亮的外观还是酷酷的功能？③怎样方便用户使用？用户使用起来越简单越好，操作复杂的软件是很难吸引用户的。那么怎样做到这一点呢？可多向好软件学习。④独立设计还是团队合作？根据设计的需要，自己想想吧！⑤根据用户的反馈来改进。设计软件就是为了给用户使用，尊重用户使用的意见是很重要的，学习与用户打交道吧！弄清楚了以上这些问题，设计时就会少走弯路。

5.分享交流

学生在创作中的感悟或者是创作过程中遇到的疑难问题，可以与伙伴们交流、解决，即学生在操作中成功的地方与发现的小技巧都可以在这里与同伴分享，如范例6“猜数字”。

想一想，本节课中用到了哪些命令模块？这些命令模块有什么特点？把你的想法与同学交流：①请同学玩玩你的游戏，提出修改意见。②思考同伴玩游戏后的效果，根据同学的意见进行程序的调整。

● 评价与反思

学习工具是学生开展差异自主学习的平台，借助它可以自主预习、学习、练习，增强了学习的自信心，体验了自主探究的快乐。

通过在校本选修课中的初次使用，根据学生的差异性，我对该学习工具进行了一些改进：针对学困生，提供了范例视频，让学生在视频的帮助下，一步步体验成功；为学有能力者，提供了案例分享，拓展了创新空间，通过推荐书目向学生展示了内容更充实、形式多样的学习资源（如图7）。

在新学期随着新教材的普及运用，我将对课程学习的评价做进一步的研究与补充，以方便学生及时了解自己的学习效果。

● 幕前幕后

正如西蒙·派珀特说的，“好的教育不是如何让老师教得更好，而是如何提供充分的空间和机会让学习者去构建自身的知识体系。”Scratch教学才刚刚起步，很多时候都是在摸索，我的目标是找到一种最适合学生发展的教学方式。而对于这次我们针对教学实际需要而制作的学习工具参与第十二届NOC活动能获奖，可谓是“无心插柳，柳成荫”，这说明NOC活动教师赛项更贴近教学实际。

通过几天紧张激烈的比赛，我了解了全国各地教师的教研动态，了解了交互式电子白板、网络教研等在各地发展的情况，也看到了更多一线教研的变革，增进了与各地区教师之间的沟通。目前，E-class、电子白板、微课、信息技术与课程整合，真是越来越热闹。但在这种情况下，我们更需要冷静思考：一是“某项信息技术或资源是否真正能为教与学服务？”二是“是否用最少的技术或资源，获得最大的教学效益？”只有把“要不要用”与“怎样用”的关系理顺后，我们做出来的东西才是有价值的。

评委印象

《Scratch趣味编程》学习工具属于专题学习网站类。从选材上看，该学习工具紧紧围绕Scratch学习专题展开，具有较强的教学针对性和学习趣味性。时下，很多地区已将适合小学生年龄特征的程序语言，如LOGO、Scratch等纳入小学教材体系。其中，Scratch属于模块化、积木式的程序构建，具有更强的直观性和操控性，学生易于上手，也很受学生喜欢。同时，学习工具选取了主题性、情境性很强的学习案例，如“五彩的花朵”、“小动物过冬”、“打地鼠”、“火上浇油”等，学生的学习兴趣更易得到激发。从设计上看，网页设计界面简洁，网站结构层次清晰。特别是为学生提供了丰富多样的学习内容和学习形式，既有基础性学习内容、实战性引导内容、拓展性阅读内容，又有具体案例分享下载和制作素材提供；既有呈现型学习内容，又有互动性反馈板块，学生能够很好地选择并参与其中。从使用上看，该学习工具操作简便、运用灵活，既可满足课中的辅助学习，又可满足课外的选择学习。

当然，从内容的呈现方式来讲，该学习工具还有进一步改进的空间。我们把Scratch教材简单网页化还远远不够，因为学生在学习过程中，仅靠阅读大量的文本材料，学习兴趣和学习效果会打折扣。如果能够结合当前的微课进行开发，把有关重点、难点、困点的学习视频嵌入其中，学生的学习路径就会更加多样。若能设计在线检测板块，适时地进行学习检测互动，则学习效果会更好。

Scratch探究篇5

●问题的提出

在Scratch1.4中,如果需要开发一个秒表,可使用如图1所示的程序。

我们发现秒表并不像预想的那样,结束程序之后,小猫会说10,而是多出了0.34的误差,这一误差产生的原因是程序完成一个循环需要时间,这个时间在Scratch1.4之下是多少,我们尝试通过实验进行研究。

●Scratch1.4之下的循环时间测定

为了获取数据,在变量菜单中新建一个链表“时间”,并修改程序,将每次循环结束后的时间存储在链表中(如图2)。

将链表输出为TXT文件在Excel进行分析,首先可以通过差值的方法进行分析(如图3)。

此外,我们还可以通过Excel绘制差值结果的图像,并通过拟合直线的方法来分析循环时间的平均值(如图4)。

研究说明,每次循环大约需要0.033秒,并且循环执行的过程中循环时间基本稳定。但是循环内部“等待1秒”和“将计时器加入链表”可能也需要占用一定的时间,因此我们修改了研究工具(如图5)。

实验发现,Scratch1.4的循环时间是0.0252秒,并且是一个稳定的数据,实验原始数据见下表。

我们发现,由于Scratch1.4的循环时间是一个稳定值,因此我们只需要用1000次循环的时间除以1000就可以比较准确地测定这个数。这个数据看似比较小,但是在计算机看来已经是一个非常慢的循环速度了,意味着计算机在每秒只能完成40个循环,在Scratch1.4中,提供了超速模式,这种模式使得程序的循环时间大大加快,超速模式的速度是普通模式下的五十分之一(如图6)。

可以看出在超速模式下,执行1000次循环的时间是一般模式下的500倍。

●Scratch2.0下的循环时间测定

在Scratch2.0中使用类似的方法,测定Scratch2.0的循环时间,我们发现100万次循环的时间为0.82秒,每次循环的时间为8.2×10-7秒,循环时间是Scratch1.4的三万分之一,是Scratch1.4下超速模式的六百分之一(如图7)。

实验发现,在Scratch2.0中的加速模式下循环时间没有变化,加速模式的原理还需要进一步的研究。

●进一步需要研究的问题

本研究指出了Scratch2.0相对于Scratch1.4的一个不常被发现但是非常重要的改进:循环时间的变化,这种变化使得Scratch能够完成一些复杂的程序和科学计算得以实现(如图8)。

Scratch探究篇6

Scratch是Logo的进化版本, 西摩·佩伯特发明Logo语言的初衷是让学生“建构自己的数学”, 让学生能够使用通常的词汇和句子作为计算机命令来玩数学。这里的一个核心词是“玩”;Scratch的宗旨是“创作和分享你自己的交互故事、游戏、音乐和艺术”。这其中, “创作”是第一位的。“在设计中学习” (Learning by Design) 是Scratch设计团队的一个重要理念。

所以在Scratch教学中, 努力实现对传统教学的突破, 教会孩子用代码来表达自己, 在“玩”和“创造”中学习。借助于Scratch技术门槛比较低的特点, 使得纯知识掌握不再成为学生思维向上发展通往高阶思维的障碍, 设想对于那些新知识学得不很牢固的学生来说, 如果有学习资源和工具的辅助通道让他们尽快参与到高阶思维学习活动中去, 这样可以降低中下水平学生的学习焦虑症, 也可减少厌学现象的发生。

为了研究了解学生如何在设计中学习, 让我们先来看一个小孩子常玩的“弹玻璃球”游戏, 孩子们的这种在玩中的学习并不是首先训练好各种技能再玩, 而是马上聚在一起, 不断尝试并且不断增加游戏难度, 加入一些新的规则 (如选一个目标并且击中目标) , 在玩的过程中他们会不断修订规则, 改善方法, 形成一种游戏的互动, 在对游戏不断设计和完善的过程中达到对游戏所需的基本技能和知识的掌握。对此进行分析就会发现一个顺序翻转的三维教学目标:情感态度与价值观 (玩+创作的动力) ;过程与方法 (规则制定、方法的改善) ;知识与技能 (熟练各种基本操作) 。而传统教学的顺序正好与此相反。

在掌握了Scratch的基本操作之后, 如何引导学生进一步地研究Scratch进行多界面多角色游戏程序设计也参照了上述过程分为三个阶段:游戏程序策划设计;游戏规则的制定和修改;对基本知识和技能的熟练应用。

●情感态度与价值观——游戏程序策划设计

王继华、吴向东老师提出Scratch必须“为创作而教”, 而游戏的策划是创作的第一步。初学Scratch时, 学生脑海里肯定装满了各种各样奇异的想法。而这时的程序往往也是边做边设计, 随着学习的深入应该培养学生策划的习惯, 帮助学生把最初一个“想法”, 形成文字稿, 培养学生讲故事的能力, 这是创作的第一步。笔者采用的是一种类似于“World Cafe” (世界咖啡) 会议的模式, 这种模式的主要精神就是通过不同学习背景、不同生长环境、不同家庭的一群学生, 针对数个主题, 发表各自的见解, 互相意见碰撞, 激发出意想不到的创新点子。世界咖啡这种方式能够使人们用新的视角来看世界。引导人们进行深度的交流, 并产生更富于远见的洞察力。

具体做法是:学生首先提交自己的想法, 进行分类后, 由小组长带头进行分组分类讨论, 小组长负责记录本组组员讨论的内容, 还可以在征得组员同意的前提下对讨论过程录音, 然后小组长不动, 组员到下一个议题小组长所在位置, 由这个议题小组长将讨论结果向新来的组员介绍, 接着新来组员补充对当前议题自己的观点和想法, 以此类推……通过一轮讨论, 每个学生都对各种想法有了深入了解, 然后可以选取自己感兴趣的, 结合自己的操作水平, 进行设计。在这里, 讨论是为了激发学生的灵感, 丰富学生对游戏的设计, 通过一轮讨论学生再看自己的设计就不再干瘪了, 而是一个丰满的有情节的故事, 再形成一个内容丰富的文字稿就是一件比较容易的事。下表是经过一轮讨论后形成的一系列主题。

通过对这个过程的研究发现, 学生在游戏策划中主要经历三个阶段:一是对教师所教授的例子进行模仿和修改, 对例子的模仿是学生学习的必经阶段, 但这种模仿很难引起高阶的思维, 并且模仿后学生也会很快失去兴趣。为了引导学生快速经过这个阶段, 笔者一般会给他们往届学生制作的较复杂的游戏让他们去玩, 要有一定的难度, 学生不容易过关。然后分析这个程序, 通过了解程序里面的设置, 引导他们进入高阶思维。二是用Scratch对曾经玩过的用别的软件设计的游戏进行模仿, 此时已经出现了高阶思维, 是一种知识的迁移。在实际操作过程中笔者发现学生们喜欢的4399小游戏中有很多都可以用Scratch完成。并且这种模仿还有一个好处就是消除了学生对游戏的神秘感和痴迷。三是用游戏的方式对学习生活的夸张表达。这时学生进入了一种创造的状态, 能够用Scratch去表达内心所想。正如Web1.0与Web2.0的不同, Web1.0在互联网中是静止的, 单向、被动的, 网页的制作是专业人员的事;而Web2.0时代, 用户就有了更多的主动权和话语权, 可以直接参与制作和发布内容, 如可以把写的文章放到博客上, 把录制的视频放到播客上, 不再是单向, 而是双向。同样, 学习了Scratch学生们不再只是去玩游戏, 而且会创作游戏, 不但会读而且会写。技术可以被人们用来表达自己的内心, 那它才会更有活力。

同时, 在这个过程中还可以培养学生的其他情感, 如在格斗游戏中尽量不要出现血腥和死亡的场景, 把游戏结束设计为角色退出, 通过这种设计让学生明白世界是存在争斗的, 不一定非要通过死亡和血腥来解决;在打靶游戏中可以把蝙蝠、恶龙换成无生命的物体, 让孩子知道恶龙也是一种生命的存在形式, 体现对生命的尊重。特别对于年龄小的孩子, 善恶往往是大人通过这些不经意的方式根植于他们内心的, 我们的世界需要沟通。

●过程与方法─游戏规则的制定和修改

杜威在《教育中的兴趣与努力》一文中指出如果没有努力的参与, 兴趣最终会变成一种娱乐, 意志永远不起作用。经过第一阶段的“纸上谈兵”, 进入游戏的制作过程就需要意志和努力的加入。在这个过程中学生要体验通往成功的路途艰辛, 成功的喜悦和失败的痛苦。

1. 对游戏最初设计的暂时放弃

由于学生的一些想法Scratch从技术上还无法实现。学生在经过一段时间探索之后, 往往不得不放弃, 这是学生学习过程中要经历的一种体验, 教师不应该过多干预, 虽然教师凭借自己的知识和经验能预见到失败也一定不要直接告诉学生“这样不行”。而要鼓励学生去尝试, 越是难实现的想法, 学生尝试的方法越多, 学习就在尝试的过程中发生了。例如, 在设计“宠物狗”程序时, 学生最初的想法是通过麦克风给角色狗下达命令, 实现小狗的“趴下, 打滚……”等一系列动作。后来发现Scratch没有语音分析功能, 只能通过麦克风传感器感知声音的强弱。学生们实验了各种强度的声音来实现控制, 有的学生想出加按键控制的方法等, 最终发现都很难理想地实现自己的想法, 被迫暂时放弃。可是, 学生在这个过程中对麦克风传感器进行了深入研究, 为以后设计麦克风传感器的程序, 甚至传感板上的声音传感器的程序打下很好的基础。

2. 对游戏设计的改进

结合比较成熟的商业游戏, 引导学生对自己的设计游戏不断改进, 如在设计“打靶”和“格斗”类游戏时, 最初的设计都是“碰到……就消失”比较简单, 如何增加游戏的可玩性呢?在引导学生设计“小勇士VS大老板”的游戏时, 让他们借鉴了喜欢玩的“拳皇”游戏, 为小勇士设计了22种造型, 通过不同按键设计使小勇士的动作相当灵活;引导学生用变量的方法设计“生命值”等, 通过一系列的设计增加游戏的可玩性。并在此基础上引导学生进一步细化自己制作的游戏, 完成封面、帮助界面等的设计, 这个过程需要一个比较长的时间段, 教师在引导时要主次分明、循序渐进, 切忌跨度过大, 应循序渐进完成。学生能有恒心进行这样一次持续研究性学习, 要强过数次浮在表面的简单重复。

3. 对游戏设计的衍化

还有一些游戏在制作的过程中, 会在原来策划的基础上衍生出许多新的设计。例如, 在“小猫走迷宫”基础上学生设计了自己的迷宫游戏, 有的学生在此基础上把迷宫换成自己学校的平面图并开发了一个“校园导航 (如图1) ”程序, 在此基础上学生又添加了新的场景设计了一个“优生养成计划”的游戏。在这一游戏中学生除了要学好知识, 还要锻炼好身体, 知识掌握检测Scratch很容易实现, 对于锻炼身体检测需要虚拟世界和现实世界的互动, 在Scratch2.0中加入了一个视频场景, 可以把摄像头作为一个传感器, 把摄像头录入的视频作为场景, 当视频场景有变化时会进行下一步操作 (类似于行车记录仪的当镜头侦测到有效范围内有活动物体时才开始录像) , 通过适当设计实现学生在玩游戏时需要对着摄像头做“俯卧撑”或“跳绳”等动作, 游戏进行统计检测, 实现了利用虚拟世界对现实世界的检测 (如图2) 。

4. 对游戏设计的延伸

在Scratch传感板上有多种传感器, 结合这些传感器的应用设计游戏更能激发学生的兴趣, 学生们在学习参考网上 (www.Scratchchina.com) 的相关实例后, 开发了“鱼缸里的鱼”这样一个小游戏 (如图3) , 综合了光传感器、声音传感器等。并且计划用传感板上扩展的四个外接端口, 设计一个可以用游戏手柄控制的赛车游戏。

随着Scratch的不断发展, Windows、Linux、MAC等越来越多的操作系统都支持它的运行。鼓励学生将自己设计的游戏移植到其他系统上, 既能增加游戏的可玩性, 又能拓展学生的视野。今年寒假, 学生们就计划把利用传感板开发的“鱼缸里的鱼”移植到智能手机上。

●知识与技能─熟练应用Scratch创作

Scratch探究篇7

Scratch课程的内容不能枯燥地讲解算法知识点, 教师应该把知识点渗透到各个实例中, 由一个个鲜活的实例层层递进知识点, 让学生通过制作实例来学习编程, 体验一个程序完整的开发过程, 知道计算机程序解决问题的方法, 从而发展学生的计算思维。所以, 教学实例的选择必须注重从学生的实际生活出发, 提炼生活中的问题, 贴近学生的认知, 对案例的熟悉度和理解程度是对实例抽象和分解的基础。笔者就以《口算软件》为例, 谈谈Scratch实例教学中渗透计算思维本质教育的一般操作流程和策略方法。

● 抽象建模, 形成思维

所谓抽象, 是指通过忽略可有可无的细节来降低难度。将一个现实问题转变成为计算机可以处理的问题。抽象是选择案例后实施编程前的一项重要工作, 学会抽象可以更容易找到Scratch编程的切入点, 更好地理清程序规则。

1.情境模拟, 化抽象为具体

教师根据实例内容与教学目标, 有针对性地设计任务情境, 并让学生扮演角色模拟情境过程, 在高度仿真的情境中感受程序抽象问题, 让抽象问题具体呈现出来。

首先笔者通过情境模拟二年级学生举办一个口算大赛。模拟过程:让2位学生带上头饰, 一位扮演二年级的学生, 一位是扮演电脑小博士。教师说开始, 并请电脑小博士出一道2个数相加和为20以内的加法题, 学生回答问题, 电脑小博士思考后说:“恭喜!答对了”或“答错了!加油哦!” (如图2) 。笔者接下来让学生“玩”程序, 把刚才的仿真情境在电脑中重演一遍。随后笔者提出问题: (1) 程序里有几个角色? (2) 表演中的“学生”角色在哪里?学生经过初步判断得出四个角色分别是电脑小博士、加数、被加数、答案, 后面是舞台背景, 里面包括“口算大赛”“+”“=”等元素。但这仅仅是理清了一部分角色, 其中加数、被加数和答案并非是角色, 这为后面埋下伏笔。在教师的引导下, 学生观察和思考后, 得出表演中的实际角色“学生”就是软件的使用者, 在程序中可以不用出现。

用模拟情境的方式导入大大增加了学生的学习兴趣。让学生在“玩”中感知程序的操作方法及各对象的关系, 从而把抽象的程序变得具体, 并可以“触摸”。

2.思维导图, 从无形到有形

思维导图能很好理清程序中角色的关系, 让学生一目了然地了解现实生活和计算机世界的联系, 学会把无形的思维过程转化为直观有形的导图。笔者通过情境模拟, 并以问答的形式, 引导学生思考程序所需要的角色;让学生仔细观察舞台上的加数和被加数, 使其发现每次重新出题时, 加数和被加数发生变化。像加数和被加数这样在程序运行过程中没有固定的值, 随时发生变化的量, 称为变量。从而引出本节课的重点——变量。笔者出示程序的思维导图 (如图3) , 并层层提问, 引导学生思考问题的关键点。以“图”的方式来整体规划, 将现实生活中的对象与计算机要处理的对象一一对应, 化无形为有形。

● 分解问题, 理清思维

计算思维中分解的概念是把一个看起来困难的问题重新阐释成我们知道怎样去解决的问题。经过分解后, 这些零散的部分才能够被理解和解决, 从而降低大型实例的设计难度。学生通过分解问题, 理清每个角色的动作与编程思路, 将难点进行分解并一一突破, 从而从无序状态中脱离出来, 找到解决问题的关键点。

1. 简化自然语言, 分解出程序步骤

笔者引导学生通过抓重点词的方法, 去叶存枝, 有效地把握程序运行的方向, 这样制作范例时思路会更加清晰。经过抽象建模, 笔者要求学生根据思维导图, 对编辑过程进行自然语言描述。简化学生的自然语言描述, 最后圈出重点词:出题目、询问、回答、思考、说。经笔者引导后得出:“回答”是程序操作的个人行为。最后分解得出电脑小博士的程序步骤:出题目→询问→判断→说。

2.拆分执行效果, 细化出脚本模块

学生操作程序并仔细观察确定程序的四个主要问题, 再在此基础上细化出所需要的模块: (1) 加数和被加数的数值范围如何赋值? (2) 询问框和答案如何显示? (3) 正确答案是如何计算出来的? (4) 何时说“对了”或者“错了”?

其中问题 (4) 最复杂, 它是电脑小博士的思考过程, 也是步骤中的第三步“判断”。为了帮助学生理清规则, 笔者让他们描述电脑小博士的思考过程, 利用语文中“如果……否则……”的关联词来造句, 从而理解条件判断语句。

师:这个条件判断的条件是什么?

生:题目回答正确。

师:怎么样才算回答正确呢? (这也是比较难以理解的, 因为学生难以体会到电脑的思考过程是如何) 什么情况下算答对?

生:答案与回答进行比较时。

从而教师引出逻辑运算符脚本模块:等于号 (=) 。最后, 将其梳理为“当……时, 角色会……”的Scratch语言结构, 得出使用判断脚本模块。当答案和回答相等时, 电脑小博士会说“答对了”!否者会说“答错了”!分析一系列问题后, 学生细化脚本模块。

● 提炼算法, 训练思维

算法是通过一种清晰定义的步骤来解决问题的方法。之前抽象和分解起到了链接自然描述语言和软件编程语言的作用。在此基础上, 要针对每个小问题, 形成解决问题的算法。此时放手让学生在Scratch中进行程序设计是很困难的, 因为分支和循环很难表达清楚, 为此笔者借助流程图突破重难点来提炼算法。

1.流程图护航, 自主“摆弄”

“摆弄”是Scratch编程学习的精髓。由于学生设计经验不足, 所以笔者给出流程图 (如图4) , 这样能更有效、更规范地描述算法, 引导学生在Scratch中找到相应的代码块。学生已经知道所需的脚本模块, 通过流程图和所需模块, 尝试自主搭建, 体验“摆弄”模块的乐趣。学生通过细化脚本模块, 查看流程图, 思路基本形成, 这为自主完成奠定了基础, 为自主学习提供了支点。

2.重难点突破, 吃透算法

“口算软件”的重难点是:搭建条件判断语句, 从而对变量有初步的认识。为了解决“条件如何搭建”的问题, 学生展开了激烈的讨论, 并讨论得出了多种算法设计。虽然不同的算法执行的效果会略有差别, 但重要的是学生在讨论和不断摆弄的过程中, 拓展了思路, 发展了计算思维, 这才是教师期望达到的目的。案例中要让程序自动出题, 需要利用循环结构, 通过比对执行效果, 学生会非常容易理解循环算法, 并能合理利用。

● 纠错调试, 巩固思维

“纠错”是Scratch教学中另一个重要的环节, 贯穿了整个课程的学习过程。从学生设计脚本程序时, 纠错的行为就始终伴随着, 更体现了“摆弄”的重要性。学生在调试作品时, 需要像计算机执行程序一样去思考执行语句, 理解执行每一步模块应该出现的现象, 并与实际的执行结果进行比较。当发现效果与预想的有偏离时, 就要不断地纠错, 调整程序, 采用不同的算法实现效果, 在“构思—编程—测试—调试”的过程中进行纠错, 反复磨练, 这样学生不仅在知识、技能上会有进步, 在计算思维上也会有所提升。

1.阅读脚本, 纠错更自主

阅读是人类的基本技能之一, 但在信息技术教学中常常被忽视, 在程序调试时, 它是一种行之有效的方法。随着程序学习的深入, 学生发现运行错误, 想要寻找问题的根源, 却因为程序代码模块数量的增加而无法找到出错代码。为此, 笔者引导学生一边读代码, 一边添加“注释”, 这是一种纠错思维, 也很好地解决了问题脚本定位的问题。例如, 边读“口算软件”脚本边注释。“点击绿旗开始, 将变量加数和被加数赋值为0到20之间的一个随机数值” (注释:出题) ;“如果加数+被加数=回答” (注释:判断) ;“就询问请回答并等待” (注释:询问) ;“如果正确‘恭喜, 答对了’, 否则就说‘答错了, 加油’” (注释:说) 。这是一道题目的出题过程, 要让程序重复出题, 则需要再让这段程序脚本重复执行。学生经过读一读和注释后, 再加上教师的引导, 就会发现脚本中的错误, 不断调整角本。

2.小组协作, 调试更有效

教师为学生提供如何调试程序的学习单。对“口算软件”这个程序先进行调试, 观察并记录错误的现象, 找出错误语句后, 学生相互讨论, 分析解决这些问题的方法, 修改程序, 重复调整的环节, 直到程序完全正确。

例如, 在《口算软件》教学中, 程序出现不能正常出题, 或者出题内容不是1到20之间的一个随机数, 学生应该先找到问题语句, 并对其进行分析, 填写纠错学习单 (如表1) , 记录程序中的错误现象和错误语句, 再考虑“如何修正”;如果不会修正, 则可以通过小组协作来解决问题, 或者请教师单独指导调试。学生通过对程序的纠错调试, 不仅锻炼了自身的计算思维能力, 而且对知识进行了巩固, 为拓展埋下了伏笔。

● 归纳总结, 沉淀思维

归纳是去情境化的过程, 让学生剥离实例学习所运用的各种编程技巧和方法, 能通过类比的方法, 把握共性问题, 将一个问题的解决方法迁移到另一个问题中, 形成一种内在的思维能力。经过前面四步, 学生已经初步形成了计算思维能力, 但这种思维能力并不成熟和稳定, 需要在教师的引导和任务支配下才能完成, 因此, 学生需要借助归纳、实践来强化和巩固学习结果。

1.分析方案, 再用变量归纳总结

经过这种去情境化的过程后, 学生就可以接受更多的挑战性任务, 进行创意计算作品的自由创作。本节课主要的学习内容是“变量”应用, 变量强大的功能为学生提供了挑战性的任务, 让学生的创新力超前发展, 使其在实现想法过程中获得成功的喜悦。教师再增加拓展环节:我们为“口算软件”添点功能吧, 为脚本添加一个“评分方案”。学生思考变量的起始分值和分值变化, 并填写完成表2。再创作为程序的升级环节, 笔者通过一系列的问题和表格来引导学生运用变量控件解决问题。在创作的过程中, 学生不仅要对变量进行识记和理解, 更需要对变量进行深入的分析和灵活的运用, 这对学生的计算思维提出了更高的要求。

2.作品展示, 分享、交流、沉淀思维

作品展示是对学生的肯定, 也是学生再学习的一种方式。学生介绍作品, 不仅是展示自己的机会, 也是对知识进行归纳总结。经过思考和学习后, 学生的作品比原来更有想法、更丰满了 (如图5) 。学生在分享和交流中, 不仅锻炼了语言表达能力, 理清了思路, 也获得了快乐, 沉淀了思维。

Scratch:为创而生篇8

回想2008年李大维博士介绍我们认识Scratch时,看到搭积木式的编程界面,真是相当激动。在此之前,我和先生吴向东 (特级教师)一起去大连,参加易语言公司的培训。去之前,应全国中小学信息技术教育研究中心北京部苗逢春博士等的要求,易语言公司专门开发了用中文写代码的LOGO语言平台“易乐谷”。该平台的设计是为了尽可能消除写英文代码的障碍, 让孩子们把更多的精力放在算法实现上, 但是,英文的障碍虽然减轻了,编程的难度并没有看到多少下降。Scratch搭积木式的图形界面,把孩子的视觉认知和思维完美地呈现在一起,编程的难度大大降低。当时我就在思考,能不能用Scratch来全面开启小学编程的教学呢?

我入职小学信息技术教师,纯属巧合。之前我在IT企业已工作10多年,虽然不是开发人员,但在这样的环境下深受行业的熏陶,多少能明白IT行业的核心是什么, 不变的是什么,变化最快的是什么。当2003年开始接触小学信息技术教材时,看到整本书都是微软的操作系统加Office之类的内容,一种危机感油然而生。操作技术是最表层的,也是变化最快的,现在学的操作界面,等孩子长大后肯定面目全非了。花几乎所有的课程时数去训练,真是不值得。编程与控制,才是IT的核心。掌握这些,才称得上受过IT教育。后来了解到,小学信息技术课原本是有LOGO儿童编程或BASIC编程的,后来由于这部分内容教起来困难,很多地方教材逐渐取消了。缺乏适合孩子的编程工具,的确是横亘在编程教学面前的一道难以逾越的坎。幸好, 我遇到了Scratch。

那么,怎样教Scratch呢?

以往教BASIC,因为要掌握英文的编程语法,再加上难学,BASIC教学基本变成了命令语句的教学。LOGO语言的教学也没好多少,学生在课堂上主要是跟着教师的样例来做,自由发挥创意的余地相当有限。这样的编程语言教学,学生不感兴趣,教师也很难在学生那里讨到好。这种教训, 我必须避免在Scratch身上发生。

正好,我已积累了相关的经验。在接触Scratch之前的几年,因为不愿意仅以教操作为核心,我尝试着让学生用Kid Pix儿童绘画软件搞过动漫创作,尝试着用Flash教学生做动漫,尝试着让学生用PPT做动画故事。每一次尝试我都发现,孩子们是有创作能力的,他们喜欢把自己平时接触到的比如QQ上的GIF动画、游戏上的卡通形象等直接拿进来做素材,然后去设计能表达自己创意和思想观念的作品。从技术难度上来说,除了Flash以外(后来我放弃了), 都相当容易,而且可以在做这些作品的过程中,逐渐熟练Windows或Office的操作。所以我们提出了要把信息技术课从重操作转变为重创作的思想,要解放孩子的手脚, 让他们在教师讲解的范例的基础上去创作自己的作品,实现自己的创意!这是我们提出并构建儿童数字文化创作课程的基础。

所以,教Scratch,一定要体现以“创” 为核心,一定要让学生去创作自己的作品。

2010年,随着Scratch中文语言包的成熟,我决定在五、六年级全面铺开Scratch教学,并与先生吴向东一起整理前几年的经验,接连在本刊上发表了儿童数字文化创作课程的思想观念、目标体系、内容结构、教学方法等论文,得到了专家和一线教师的诸多肯定,也引起了不少质疑。但不管怎样,我们的做法引起了越来越多的关注。和我们一起实践的华中科技大学附属小学的毛爱萍老师是扎实的行动派,她很快基于Scratch编撰出了该校的校本课程,用的名称直接就叫儿童数字文化创作课程。由于她的感染力,很多老师从她那里也知道了Scratch,开始了教学尝试。

我们在做Scratch教学期间,常州的管雪、北京的吴俊杰、苏州的凌秋虹等也在以各种方式在学校里普及Scratch。随着时间的推移,越来越多的教育部门也加入了我们这种草根的实践行列。广州市教研室在考察了我的Scratch教学后,也把Scratch编进了广州市的小学信息技术教材中。Scratch逐渐通过教育部门的正规渠道在中国燎原起来!

看着这种喜人的局面,我们又开始了另外一种担忧,那就是对“创”的不重视,早年推广LOGO语言时的情景似乎又在重现。

看看雨后春笋般出版的Scratch教材, 虽然每一课的标题都很吸引学生,如打地鼠、飞机大战等,但教材的呈现方式却如操作说明书。这样的教材可以让学生掌握知识,但很难激发创意。再看看一些Scratch课堂,基本是跟着教材走,学生主要是把教师教的例子模仿出来,缺乏面向创作的激发或支架。这种状况也同样让李大维担忧,在广东第一届创客教育论坛的间隙, 记得他说还看到了一些Scratch编程的考试题,真有点令人绝望的感觉。

回顾我们提出的“为创作而教”的教学流程:提出创作主题—范例研习—模仿设计—自由创作—分享交流,你会发现我们要学生学习的例子(范例研习)是体现基本性、基础性和范例性的知识,是能够起到由“个”到“类”再到“规律性认识”, 最终“获得有关世界和生活的经验”的范例,不是面面俱到的模仿对象。即便是模仿设计,也是让学生在范例的基础上加入自己的想法,丰富和改进范例,这样才能让学生把知识学“活”。有了这样的基础, 就可以给学生大量的时间让他们进行自由创作了。自由创作和分享交流阶段吸收了基于设计的学习(Design-base learning, 简称DBL)的思想和做法,让学生反复修改和反复解决问题,经历“定义→设计→评价 →再设计”的循环过程,使他们把学到的知识进一步活化,真正起到在培养编程技能的同时发展学生的创造力的作用。

在Scratch网站最显眼的标题位置是这样写的:“创建故事、游戏和动画,与世界上的其他人分享!”创作是永恒的追求, 编程技巧的学习永远是指向“创”的。无论你只是让孩子学一点编程的知识,还是让孩子搞软硬件结合的创客活动,都要记住,Scratch是为了孩子们的“创”而生的。 Scratch目前的这种编程界面是最友好易用的,但人机界面的操作技术是在不断发展的,说不定哪天又会出现比这更友好的编程界面来取代Scratch,谁知道呢?

Scratch探究篇9

【关键词】scratch 初中信息技术特点意义实践

在初中信息技术教学之中，程序设计是最为主要的内容，它的使用不仅可以帮助学生解决问题，并且能够提高学生的信息能力。传统的程序设计不仅命令冗长，并且逻辑思维混乱，不适合初中生的学习特点与接受能力。而scratch的应用，能够让学生从图形化的角度接受知识、解决问题，为初中信息技术课程注入新鲜血液。

一、Scratch的特点

（一）具备趣味性

Scratch是美国麻省理工学院所开发的一套开源程序，中文名称为“猫爪”，具有趣味性与操作性，可以拉近学生与课程之间的距离[1]。通常情况下，整个界面比较简单，学生可以了解到每一个指令的意义，只需要动一动鼠标便可以完成编写程序。这种编程方式不仅可以提高学生的学习兴趣，并且scratch自身所带有的素材能够为学生的创作提供方便。

（二）具有内涵性

Scratch具有十分明显的内涵性，虽然简单，但是其中包含了众多指令，比如像建模、控制、逻辑、运算等，无论是动作指令还是控制语句，都与程序编程有着很大的关联。学生在使用scratch的时候，能够培养自身的逻辑思维能力，比如确定人物造型、进行场景布置、考虑坐标位置等等[2]。所以在初中生信息技术课堂中使用scratch能够让学生参与到各种程序设计活动之中，在锻炼学生思维能力的同时，也提高了学生的创新能力。

（三）具有分享性

Scratch是在JAVA的基础上所形成的，初中生在设计完作品之后可以将自己满意的作品发布到互联网之上，让全世界的小朋友能够共同分享与共同学习。也正是scratch自身所具备的分享性，能够实现学生之间的交流与互动，并且这种交流与互动是不分种族、不分时间、不分地点的。这样一来，不仅可以增强中学生的成就感，并且能够扩大中学生的交流范围，提高中学生的合作沟通能力。

二、Scratch引入到初中信息技术中的意义与实践

（一）Scratch引入到初中信息技术中的意义

1.促进中学生心智成长

中学生正处于心智发育的关键时期，在该时期会从形象思维过渡到抽象思维。Scratch可以以图形化的编程方式帮助学生实现思维的过渡，并且在学生完成设计任务之后，能够对任务进行分析与规划，从而梳理各方面的管理。此外，还能够帮助学生进行观察、理解与判断，提高学生对scratch的学习兴趣，让学生在课堂中思维活跃，乐此不疲。

2.培养学生解决问题的能力

在新课改的发展下，积极培养学生解决问题的能力成为初中信息技术课程的主要目标。利用scratch能够让学生在发现问题、分析问题的同时，自行解决问题。一般而言，在建立一个scratch项目之后需要根据项目的内容进行系统规划，然后提出解决方案[3]，在这一过程之中学生会提出问题，尝试搭建、调试程序;另外，scratch的脚本可以进行随意修改，所以学生在应用与调试的过程之中能够及时看到自己调试的结果，对培养学生解决问题的能力具有至关重要的作用。

3.能够培养学生数字文化的创造能力

Scratch系统包含各种图像创编功能，能够真正实现数字化教学。在建立scratch项目之后，学生可以根据自己的需求针对性地选择多种媒体，比如视频、动画、图片等，确定作品的主题。另外，学生还可以根据各种类型的指令将各个角色之间的逻辑关系进行明晰，创造出交互性质的作品[4]。所以，在scratch的应用下，学生可以根据自己的兴趣爱好创造属于自己的故事、游戏作品。

（二）Scratch引入初中信息技术中的实践

在scratch中，侦测指令是一项重要的学习内容，教师可以选择抓鱼游戏让学生对侦测指令有所认识。

1.确定教学目标

让学生通过抓鱼游戏掌握侦测指令的重要含义，并掌握条件判断语句在生活之中的应用[5]。

2.开展教学过程

首先需要建立游戏概念。比如教师询问学生有没有玩过“贪吃蛇”？“贪食蛇”好不好玩？然后导入今天的教学课题：利用“贪吃蛇”的原理制作“抓鱼游戏”，以此用来提高学生的学习兴趣。其次是进行整体规划。教师需要指导学生打开相应的文件，并添加“小猫”，利用图形的方式为学生进行展现（见图1）。再次是实现自主搭建。在讲述该游戏的基本原理之后，教师指导学生利用鼠标操控小猫，让小猫在界面中运动起来，然后引导学生将其中存在的问题找出来，并进行猜想与总结。当问题解决之后，教师要引导学生从小猫抓鱼中的“抓”到“碰”引出“侦测”指令，并让学生在侦测模块中寻找到指令。这一过程能够让学生从具体情境之中感知条件判断的程序，对提高学生的逻辑思维能力具有重要意义。最后为应用拓展。教师指导学生增加游戏的难度，比如增加鱼的数量或者提高鱼的速度，让学生添加自己喜欢的抓鱼工具等，将学生的想象演变为现实，让整个抓鱼游戏变得更加生动、精彩。与此同时，还要留出足够的时间让同学之间进行互玩与交流，将自己游戏中的优点与缺点进行归纳与解决，让学生体会到成功所带来的喜悦与自豪。

图1

【参考文献】

[1]颜华红.浅谈中职scratch编程的有效教学思路和方法——以scratch趣味编程为例[J].计算机光盘软件与应用，2014（05）：250-251.

[2]佘友军.给创造留下空间让创造多些乐趣——《用Scratch制作平移和旋转动画》教学设计与反思[J].中国教育信息化，2014（12）：55-57.

[3]董红波，齐琪.微课程在初中信息技术教学中的应用[J].现代中小学教育，2014（12）：51-53.

[4]慈旭生，李兴保.初中信息技术课堂教学方法研究[J].软件导刊（教育技术），2011（12）：8-9.

Scratch教学研究综述篇10

Scratch是美国麻省理工学院专为8-16岁学生开发设计的一款图形化开源编程软件,该软件趣味性强,注重营造一种学生主动学习的环境。Scratch在线网络社区于2007年5月正式启动。我国开展了一系列针对Scratch教学的相关研究,较有代表性的如凌秋虹[1]的《Scratch在小学信息技术课堂中的应用与实践》,该文指出Scratch程序的推出给信息技术学科注入了新的活力,它对培养学生的逻辑思维能力、数字化文化创造能力以及计算思维能力有着积极的意义。

了解一个领域的研究发展,就要对该领域的知识有一个全面的把握。文献资料中蕴含着某个研究领域的丰富知识,通过文献挖掘,可以更好地了解研究领域进展情况[2]。为了从整体上把握Scratch教学研究的发展脉络,本文对国内Scratch教学的相关期刊文献,从研究历程、文献来源、研究内容以及研究趋势等方面进行了研究与分析,对我国Scratch教学研究现状进行了总结。

内容分析法是教育技术学研究方法的一种,是对传播内容进行客观而又系统的量化,并对量化结果加以描述的方法[3],本文采用内容分析法。

1 Scratch教学研究现状

使用SPSS软件对收集到的数据进行分析。SPSS软件具有数据管理、统计分析、统计绘图和统计报表功能,广泛应用于社科类研究领域[4]。各种图表生成均采用Excel2010软件。

1.1 Scratch教学研究历程

通过中国学术期刊和中国优秀博硕士论文库中搜索到的数据,得出从2009-2015年7个年度内Scratch教学的文献数量变化趋势,如图1所示。

我国Scratch教学研究始于2009年。2009~2015年,共发表了与Scratch教学相关的文献204篇,且文献发表数量呈逐年增加趋势。2009年仅有1篇相关文献发表在《电脑知识与技术》期刊上,到2010年,论文发表量仅增加了1篇。2011年开始,发表的相关文献数量呈明显上升趋势,达到15篇,表明Scratch教学初步得到关注。从2012年起,Scratch教学相关文献数量明显增长,特别是2014年,相关文献量增长较快,一年内发表了61篇论文,其原因可能是Scratch引进国内以后,在发达地区的重视和推广下,受到了广大中小学教师和教育机构的青睐,得到了迅速发展。2015年发表的文献数量较2014年有所增加,但增长速度有所下降,可能是在发展过程中受到师资力量以及专业人员匮乏等因素影响,导致对Scratch的研究有所减缓。

1.2 Scratch教学文献来源分析

对文献进行期刊来源分析,主要目的是了解Scratch教学文献质量是否可信、研究是否有力度等问题。

期刊来源分析主要针对研究样本中的学术论文。对204篇论文进行所属期刊统计,结果发现涉及51家期刊杂志。其中载文量超过2篇(不包含2篇)的期刊有9家,如表1所示。期刊杂志涉及较多,但排名靠前的期刊不是教育技术专业领域的核心期刊。分析发现,虽然我国已经开始使用Scratch进行程序设计教学,但尚未从理论上形成模式,面临着缺少教学理论梳理、不知如何借助Scratch有效发展师生的深度思维能力、缺少官方支持、教师水平差异大、对教学价值认识不清等问题[5]。

1.3 Scratch教学研究内容

将Scratch教学相关文献研究内容作如下分类,见表2。

(1)Scratch教学研究热点集中在Scratch教学设计和课堂应用两个方面。Scratch教学设计研究,主要是将各种教学法运用在Scratch教学上,以及将多种教学模式运用在Scratch教学中,以达到高效的学习效果,这类文章高达38篇。Scratch在信息技术课堂中的应用研究主要集中在应用现状、推进意义以及教师在实施过程中的注意事项等方面,这类文献达31篇。

(2)探讨了Scratch教学应用于课堂教学的价值,对激发学生创造思维、培养学生的计算思维和逻辑思维、锻炼学生解决问题的能力等方面的积极作用,这类文章共30篇。Scratch结合硬件教学,融合传感器、编程和数据处理3大教学难点,有25篇。从国外引进Scratch编程软件研究文献共17篇。

(3)我国对Scratch教学课程资源开发的研究2012年才开始,起步较晚,这方面文献数量比较少,仅有13篇。另外,对Scratch教学案例分析及其应用于学科整合的研究相对较少,缺乏对其在教学案例和学科整合方面的深入的探讨和研究,更谈不上在教学中大的改进。

1.4 Scratch教学研究趋势

通过对文献分析,得到其发表时间和研究内容的关系。整体而言,自2011年以来,Scratch教学受到学者的广泛关注,许多领域的研究处于上升趋势,部分领域的研究呈现先上升后下降的趋势,具体情况如下:

(1)国内Scratch的教学研究开始于2009年,最初只是介绍Scratch语言和应用。2011年开始对Scratch在信息技术课堂的应用和案例进行分析研究,但主要集中在Scratch与外部设备的互动教学研究上,研究案例涉及到数学、物理、化学、信息技术以及艺术等STEM领域。

(2)Scratch课程建设中,多本省编Scratch教材筹划出版。从2012年开始有跨学科整合、教学价值探究、课程资源开发和国外教学经验研究,但研究数量很少。Scratch在课堂上的应用和软件介绍方面的研究有所上升。

(3)2013年,除了软件介绍研究,对Scratch教学全面研究的文献量均有上升。有8篇文章对Scratch教学的价值层面进行分析,有6篇文章开始从教学设计的层面进行探讨,有5篇文献从学科整合以及课程资源开发层面进行研究,但对Scratch教学课程资源开发以及教学价值的研究起步较晚。

(4)2014年Scratch研究文献达61篇。研究主要集中在课堂应用、教学设计和教学价值3个层面,但对国外教学经验研究不深入,文献数量很少,仅3篇。2015年Scratch研究文献量创新高,达到70篇,原因是经过前几年的推广与发展,Scratch教学得到了重视,呈现普及态势。

2 总结与讨论

2.1 Scratch教学研究发展迅速,但仍处于初期阶段

通过不同维度的分析发现,Scratch教学研究的深度与广度还不够,需要一定时间的发展和实践的积累,需要深度探索课程教学模式,根据Scratch教学特质进行深入研究,进行各种创新实践。

2.2 缺少Scratch教学高层次研究人员

核心期刊论文代表领域研究的最高影响力[6],Scratch教学研究论文仅有1篇发表在中国电化教育核心期刊上。硕士论文仅9篇,博士论文没有,另外,论文作者很大一部分都是在岗的中小学教师。

高校要增设Scratch教学研究课程,鼓励高层次研究者对Scratch教学进行深入研究。政府可予以相应的政策支持与资金注入,促进Scratch教学发展。

2.3 开展Scratch教学地区较多,但地域分布差异较大

发达地区发表的Scratch教学研究论文达168篇,占全国Scratch教学研究论文总量的83.58%,其它区域研究Scratch教学的人员发表的论文比较少,大部分省市没有Scratch教学研究人员。不同地域研究者论文发表数量反映出该地域Scratch教学的研究情况,体现了Scratch教学在该地域的推广以及发展状况。政府和教育机构应大力支持,推动各地域Scratch教学协同发展。

2.4 Scratch课程资源多样化,有推广价值的资源少

我国开展Scratch教学和Scratch课程资源开发的地区较多,但大多是区域性的课程资源开发,开发者之间缺少合作。迫切需要开发相对成熟、具有推广价值的教材,以及适合Scratch的教学模式。只有基础理论研究与实践应用研究齐头并进,用理论研究来指导实践应用,以实践应用来发展完善理论,才能促进Scratch教学的良性发展[7]。

3 结语

Scratch教学在我国已初见成效。高层次研究人员短缺、地域分布不平衡、缺少相对成熟的课程资源以及学生创新思维培养方面的欠缺等现实状况影响了Scratch教学稳步发展。希望通过本研究,能引起教育工作者更多关注和重视,促进Scratch教学的推广与普及。

参考文献

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[2]魏顺平.国外教育技术研究现状与趋势——基于国外教育技术研究领域期刊论文的分析[J].开放教育研究,2010(4):82-89.

[3]李克东.教育技术学研究方法[M].北京:北京师范大学出版社,2002.

[4]刘建设,李青,刘金梅.移动学习研究现状综述[J].电化教育研究,2007(7):21-25.

[5]毛洁,彭晟.参与、实践、创新与分享—Scratch教学流派与问题浅析[J].中国信息技术教育,2013(10):10-11.

[6]李琳,孙卫华.基于设计的研究国内研究发展综述[J].远程教育杂志,2012(2):63-69.

[7]吴明.Scratch玩编程[J].中小学信息技术教育,2010(1):90-91.

[8]毛爱萍.谈儿童数字文化创作课堂Scratch程序设计的教学内容与模式[J].中国信息技术教育,2013(1):89-91.

[9]JEANNETTE M WING.Computational thinking[J].Communications Of The ACM,2006,49(3):33-35.