Scratch課程開發中融入STEAM創客教育理念的理論與實踐初探

陳詩梨 王小威

摘要：本文從教學目標、課程內容、學習活動方式以及課程評價這四個方面對融入STEAM創客教育理念的Scratch課程開發進行了詳細闡述，對開展基于創客理念的Scratch教學的實施有一定的借鑒意義。

關鍵詞：Scratch課程；STEAM創客教育；課程設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）08-0056-04

Scratch課程與STEAM創客教育

Scratch是由麻省理工學院專為八歲以上兒童設計開發的圖塊拼搭式的編程軟件。它的出現降低了學習編程的門檻?，F有的Scratch編程教學的教材大都偏重對編程實現的技術剖析，忽視學生探究活動的整體設計，教學方法比較單一，對Scratch編程教學如何與創造性思考、系統推理和協同工作相結合缺乏整體性思考。因此，大家都期待更有綜合性、更符合學校實際情況的教材用于一線教學。

互聯網和信息技術與教育的不斷融合，帶來的不僅是STEAM，還有創客教育。這里我們引入國內對創客教育的“狹義定義”（又稱為“元宵定義”），即創客教育是創客文化與教育的結合，是基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育。

在Scratch課程開發中融入STEAM創客教育理念就是以Scratch為載體，在貼近學生生活實際情境的各項創客活動中，培養他們創意思考、數字建模、程序制造、開源共享的創客教育核心素養，使其在觀察、思考、設計、制作、實踐的過程中獲得豐富的學習體驗，在生活中發現問題，在實踐中解決問題，在活動中鍛煉技能。

課程開發分析與調研

1.學生學情

本次課程的學習者是小學四年級的20名學生，他們在三年級時已經通過每周一次的綜合實踐課學習過Scratch（基于好好搭搭平臺的Scratch2.0版本），都有繼續深入學習Scratch的興趣和熱情。學生能正確地使用動作、事件、外觀、控制、聲音、偵測、畫筆、數值與邏輯運算、數據9個腳本模塊；能理解順序、選擇、循環三種結構；會獨立制作簡單的作品，如走迷宮、接雞蛋等單場景游戲。但他們沒有在協同合作狀態下，系統性地完成提出問題、設計方案、實施計劃、完善修正并反饋評價這整個過程的經驗。

2.前期調研

在三年級的Scratch學習結束后，筆者對這20名學生從想象、編程、分享三個環節進行問卷調查，旨在調查學生在學習Scratch的過程中的優勢和劣勢，找出學生感覺困難的部分，并結合授課教師觀察和訪談進行補充，了解其背后的原因并制訂解決方案。

問卷數據顯示：在想象環節，學生都愿意做出有趣、有用的作品，但能夠真正想出有創意的設計和主動發現問題的人比較少，說明教師需要在創意激發、資源搜集、提出問題方面對學生進行指導。在編程環節，學生熟悉腳本命令并擅長改編已有作品。在創作作品時遇到的最大困難是很難理清整體思路，或是思路很好卻不能完整地將設想用Scratch做出來，30%的學生不會自己查找并修改腳本錯誤，60%的學生沒有協作經驗。所以在后面的教學中，學生要學會將自然語言轉化成流程圖，將流程圖轉化為Scratch程序語言；學會找出腳本問題；學會協同合作并合理運用。在分享環節，絕大多數的學生希望將自己的作品分享給他人。采訪得知，學生很喜歡得到來自同齡人的認同與欽慕，期待得到老師家長的贊揚，但部分家長老師會認為玩計算機玩游戲就是壞事，影響學習，害怕來自網絡陌生人的批評。這導致學生分享作品的成就感不足且分享的次數較少，所以需要給學生分享作品獲得成就感的機會和平臺，引導學生學會用積極的態度去互動和交流，正確面對他人評價。

3.教學設備和環境

學校有計算機教室和良好的網絡環境，學生家里也有計算機和網絡可以用于Scratch的在線學習和編程創作。圍繞著Scratch教學，本學期學校采購了一批Scratch傳感器板。Scratch傳感器板上集成有滑桿、按鈕、光線、聲音等傳感器，還提供四個可以連接檢測溫度、濕度、壓力等傳感器的輸入接口。Scratch傳感器板既可以通過板子上的傳感器輸入數據給Scratch，也可以把計算機上Scratch處理過的數據輸出給板子，用來控制電機或LED指示燈等外部設備。

融入STEAM創客教育理念的Scratch課程開發

依據“泰勒原理”，面對融入STEAM創客教育理念的Scratch課程開發，我們從課程目標、課程內容、課程實施、學習活動方式以及課程評價這五個方面進行了實踐探索。

1.課程目標

課程的核心目標是培養學生的問題解決能力、協作能力、創新能力。針對上文所述學生在Scratch學習過程中存在的問題進行突破，重點培訓，力求逐一攻克。

知識與技能目標：掌握用Scratch制作動畫、問答題、選擇題、游戲等的制作技巧；掌握Scratch傳感器板與紅外線傳感器的使用，能運用其特點制作Scratch作品；理解并運用課程相關的科學、技術、工程、藝術、數學（STEAM）知識點。

過程與方法目標：能通過探究和觀察，主動發現問題，并通過“創意—編程—分享”解決生活中真實的問題；能應用思維導圖、流程圖等工具，將想法變成程序設計腳本；能在編程中調試腳本并優化腳本；在合作完成項目的過程中學會協同合作、分享交流的技巧及相關準則。

情感態度與價值觀目標：體驗用Scratch解決真實問題的“想象—編程—分享”的整個過程；在創意編程、協同合作、分享交流的過程中，獲得成就感；相信自己有能力通過Scratch作品創新解決生活問題，提高生活質量。

2.課程內容

STEAM創客教育理念下的Scratch課程采用“廣域課程模式”，融合各學科知識，使用Scratch軟件、Scratch傳感器板和紅外線傳感器等工具，用創意編程解決生活中真實的問題。

課程共5個單元，分為記憶按鈕、神算子、Scratch裁判員、聲音樂園和發現問題5個項目。具體項目設計如下頁表所示。

其中前兩個單元是教師搭建腳手架，帶領學生學習和體驗完整的“想象—編程—創作”過程，單元3和單元4加入了Scratch傳感器板，采用協助合作的方式來完成項目，創作的作品面向其他同學，有廣泛的接受評價和優化調整的空間，讓學生在實踐中學會分享，培養自信。整體課程各個項目在教學內容上相互促進，在學習難度上層層遞進，創作方式上由獨立到合作，作品主題由封閉到開放。在教學要素上，以學生學習為中心，輔以搜集資料、實地調研、實驗研究等科學研究方法，頭腦風暴、思維導圖、六頂帽子等創新思維工具。最終達成培養學生的問題解決能力、協作能力、創新能力的課程目標。

3.課程實施

本課程用于四年級學生的信息技術綜合實踐課，每周一節，共有20節，每4節課為一個完整的學習周期，每周期攻克一個項目。第一節課發現問題和想象，學生根據設想思路寫出程序設計腳本；第二、三節課進行編程創作；第四節課進行交流分享。課程以社團活動的形式進行，將集中授課和分散指導相結合，利用Scratch交流QQ群、好好搭搭學習分享平臺、學?！靶莿摽椭堋?、江岸區Scratch特色編程比賽等載體，全面開展線上與線下活動，為學生提供學習交流的平臺。

4.學習活動方式

在STEAM創客教育理念下，在學習活動方式的設計上，教師要切實融合學生當下的各科目學習，重點關注學生真實學習狀態，以真實情境提出問題。想象構思階段是學生進行獨立思考、小組討論、提出整體設計方案；然后進入Scratch創意編程階段，編程并運行作品，觀察問題是否解決，發現問題并再次調整，直至作品能實現其預設目標；最后是分享階段，學生在分享的過程中體驗創造的成就感，在交流的過程中接觸各種意見并進行分析、篩選、整合，根據實踐反饋來對作品進行技術上的調整或者藝術性的優化，讓作品在人機交互、呈現風格、功能完善度等方面得到提高，由此經歷再一輪的“想象—編程—分享”過程。用源于產品設計和研發過程的“計劃—創作—分享”迭代式循環來打造完整的活動流程，讓學生與同伴一起在適度緊張、安排有序的氛圍中參與到設計開放式項目的過程中，不斷積累創意計算經驗，并在玩樂中感受創造的樂趣。

5.課程評價

對STEAM創客教育理念下的Scratch課程的評價，采用過程性評價和終結性評價，從解決能力、協作能力、創新能力三個大的方面來具體量化學生的學習效果。注重過程性評價是本課程評價的亮點，如在每個單元中設計了“STEAM星光收獲卡”。

不過也存在不足，本課程中跨學科知識僅限于學生課內學到的知識，這對學生來說，遠遠不夠。教師還需要為學生主動探究、拓展知識搭建途徑。另外，在作品分享交流環節，在實際展示作品時，會遇到不少突發事件，導致展示效果打折扣。這些都需要提前考慮，并合理組織學生。

作為一線STEAM創客教育教師，我們更需要打開視野，開動手腦去學習，去體驗，去發現，讓自己成為復合型教師，為我國STEA創客教育落地生根展開扎實的工作，培養創新型人才。

參考文獻：

[1]陳雪松，田再來.從Scratch課程看我校STEAM教育之路[J].中國現代教育裝備，2015（10）：14-16.

[2]何克抗.論創客教育與創新教育[J].教育研究，2016（4）：12-24+40.

[3]邱鈺，李世梅，王旭卿.基于學生視角的Scratch課程教學情況調查與分析——以上海市長寧實驗小學四（1）班為例[J].中國教育信息化，2015（2）：46-50.

[4]萬超，魏來，戴玉梅.創客課程開發模型設計及實踐[J].開放教育研究，2017（3）：62-70.

[5]王娟，吳永和.“互聯網+”時代STEAM教育應用的反思與創新路徑[J].遠程教育雜志，2016（2）.

[6]王旭卿.面向STEM教育的創客教育模式研究[J].中國電化教育，2015（8）：36-41.

[7]王旭卿.學習編程，編程助學——2014年哈佛大學Scratch教程評析[J].現代教育技術，2016（5）：115-121.

[8]閆寒冰，單俊豪.美國創客教育教材分析——以“Design and Discovery”為例[J].中國電化教育，2017（5）：40-46.

[9]殷朝暉，王鑫.美國K-12階段STEM教育對我國中小學創客教育的啟示[J].中國電化教育，2017（2）：42-46+81.

[10]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（8）：13-22.

[11]朱龍，胡小勇.面向創客教育的設計型學習研究：模式與案例[J].中國電化教育，2016（11）：23-29.

[12]Resnick M. Learn to code， code to learn[EB/OL].https：//www.edsurge.com/news/2013-05-08-learn-to-code-code-to-learn.