基于設計思維的Scratch教學

史利云

【摘要】創新能力是中小學生最重要、最寶貴、層次最高的一種綜合能力，著力培養學生的創新思維是我們教育永恒的追求。設計思維作為創新思維的核心思維，不僅符合時代的要求，而且是個人和社會發展的動力。設計思維作為解決問題的新范式，能有效激發學生在現有條件下生成解決問題的新思路和新方法。信息技術學科在培養學生設計思維方面有獨特的優勢，特別是作為信息技術核心內容的編程，小學階段主要以Scratch編程為主。

【關鍵詞】設計思維? ?教學? ?Scratch編程

Scratch是一種可視化、積木化的創作工具，只需要像搭積木一樣拖拽圖形化的指令代碼，即可創作屬于自己的故事、動畫、游戲和音樂等數字化作品，有益于培養學生設計思維。下面，筆者就設計思維的Scratch編程教學，談一談自己的看法。

一、范例啟迪，為設計思維打基礎

Scratch編程教學的最終目的是使學生能夠自由設計，無限創意。這需要一個過程，起點就是范例的啟迪，包括角色、舞臺背景、腳本的設計等。對于案例的選擇，初學的學生適合選擇有情境故事或者游戲進行設計，這符合學生的心理特點，也更能激發他們的學習欲望。

1.用自然語言描述程序語言

自然語言是人類交流和思維表達的主要工具。初學Scratch編程者，其設計思想通俗地說就是自然語言的堆積。在設計程序的過程中，一定要引導學生用規范的自然語言去描述程序的過程。例如，蘇科版信息技術五年級上冊“穿越迷宮”一課，小貓穿越迷宮的游戲，實際上就是小貓從起點開始跟著鼠標指針移動，并進行障礙的判斷，最后到達“出口”，成功穿越的過程，這其實也是游戲的設計過程，可稱為自然語言描述式編程。自然語言描述得越詳細、越規范，對后面的流程圖、編程的設計越有幫助。

2.細化任務，引發設計思考

Scratch編程的課堂上經常會出現這樣的現象：學生拿到課本便迫不及待地模仿書上的案例進行設計，完成跟書上一模一樣的作品后，本節課的內容就算學完了。照本宣科地模仿案例，學生無法激起學習興趣，也無法迸發出設計思維的火花。案例教學是還原知識的生成過程，明確學習的內容是為更好地培養設計思維打下基礎。以下是“穿越迷宮”一課的教學片段：

師：請大家思考一下，在這個游戲中，我們利用什么方法控制小貓的運動？（跟著鼠標移動）

（1）什么控件可以讓小貓跟隨鼠標指針行走呢？（面向……和移動……）

（2）什么控件可以讓小貓一直跟隨指針行走呢？（重復控件）

……

師：同學們，你們有沒有發現，行走是成功了，可是游戲中的這只小貓在迷宮里穿墻而過，就少了很多規則和樂趣？如果碰到“墻壁”了，應該怎樣處理小貓呢？

生：遇到墻就返回起點。

師：如果遇到“出口標志”，怎么辦？

生：顯示“I win！”。

師：那么問題來了，小貓怎么知道碰到墻壁，或是“出口標志”呢？是什么控件幫助它？這個控件在哪里？如何使用？

（出示課件，讓學生選一選）

課堂實例，是學習新知識的載體。在教學中，要避免說明書式的教材使用模式，不是直接列出每一個具體的操作步驟，而是讓學生按“要做什么事情—為什么這么做—怎樣做”來學習，使學生知其然并知其所以然。模仿的最終目的是讓學生熟悉和理解指令的用法和操作方法。教師應該引導學生主動思考，通過繪制思維導圖、流程圖、設計圖等形式培養和鍛煉學生的設計思維能力。但在現實教學中還是存在重技術工具的熟練操作，忽視在現實生活中的遷移應用和設計創作，導致制作出來的作品千篇一律。這是值得關注和亟待解決的問題。

二、拓展創新，發展學生個性

1.實例模仿，敢于質疑

讓學生在模仿的基礎上體現自己獨到的見解，這是設計思維的本質所在。在教學中，學生經常會通過更改角色（包括腳本設計）以及場景、添加聲音等來達到個性化的設計，但這遠遠不夠，教師要培養學生的質疑和批判精神，讓學生思考問題，在復雜的問題中不斷生成新的問題解決策略，進而創造性地形成解決問題的思路，并找到最優的方案。其實課本上的作品并不完美，還有很多需要完善的地方，需要學生開動腦筋，重新創造。以下是“穿越迷宮”一課的教學片段：

師：這個游戲已經設計好了，有的同學覺得有點簡單，你們能給這個游戲增加些難度嗎？

生1：加一個時間限制，小貓必須在規定時間內到達終點，比如小貓在30秒鐘內沒有抓到老鼠，游戲就結束。

生2：選取或繪制更復雜的迷宮圖。

生3：小貓一碰到黑色欄板游戲就結束。

……

師：掌握了今天的知識，我們還能編哪些游戲呢？

生：“大魚吃小魚”“小球”……

2.任務拓展，創新程序

信息技術教學的重要目的之一就是培養學生發現問題和解決問題的能力，在設計的過程中，經常會遇到運行錯誤的情況，如移動的步數太大、顏色選取不當等，都會造成無法正常運行。所以，在Scratch教學中，學生搭建腳本，哪怕是模仿，也需要不斷修改、調試，反復探究、優化，積累經驗，發展設計思維。

在實例的模仿過程中，學生會由實例想到一個好主意，完成作品，可能這個作品又能激發新的想法，再去實施，不斷地力求對作品有更完美的設計。所以，對于初學編程者來說，要有更多的實例來豐富。

三、生成創意，落實設計思維

設計思維的本質不是讓學生單純地模仿某個知識點操作技能，應該先讓學生自主設計自己的故事及游戲。為了完成設計創意，學生主動掌握程序語言的設計方法，將技能訓練和設計思維有效融合。無論是動畫的開發還是游戲的開發，都需要把具體的問題抽象成符號或對象，用指令塊堆積起來。設計思維的創新過程主要經歷三大階段，分別是：啟發、生成創意、落實作品。啟發更多的來源于生活創意，通過流程圖、設計圖紙進行表達，最后通過分享以及頭腦風暴進行完善落實。

1.善啟發，做生活的觀察者

一個好的程序，一定是一個好的故事（創意）。設計的程序好不好，重在創意，好的創意來源于生活。教師要遵循學生學習的心理特點，從學生已有的生活經驗出發，根據教學內容創設情境，提出本節課的任務。創意的啟發很關鍵。通過啟發，和學生產生共鳴，為學生設計提供觸發點，并使學生能夠自己提出程序設計的規則，為程序設計的完成創設一個良好的興趣起點。

2.會設計，生成創意

有了創意，如何讓創意落實，還需要考慮先做什么，再做什么，最后做什么。把自然語言變成程序語言，中間還有一步很重要，就是制作流程圖，由流程圖再轉化為程序語言，就簡單多了。能將一個問題清晰、抽象地描述出來，并將問題的解決方案表示為一個信息處理流程是設計思維重要的過程。比如，賽車游戲設計流程圖：

生成創意，目的在于產生大量想法，推動最終方案成形。將自然語言通過流程圖表示出來，能更好地反映游戲的開發過程：設置背景和角色、設置初始化、設置角色移動、障礙判斷、成功達到終點等。通過流程圖可以把復雜的問題簡單化、流程化。

3.集思廣益，落實作品

通過盡情發揮創造力來進行一個好的設計，不是有好的技術，也不是簡單地空間堆積就可以完成的，而是在充分理解所學內容后做出的符合邏輯和審美需要的設計，是在實踐中找到優化的解決方案的新思路。如賽車游戲中需要哪些對象？對象的初始狀態是什么？激發事件是什么？調試運行后，是否達到預期的結果？如何優化？等等，都需要進行解析落實。

如何讓創意落地，轉化為成功的解決方案？需要最后將流程圖轉化為程序語言，創意首先要經過試驗，需要學生動手嘗試，Scratch作品本身就需要不斷發現錯誤并及時修改和完善。分享是Scratch教學中很重要、很精彩的部分。學生展示作品，講述設計過程，表達能力、組織能力和思維能力得到很好的鍛煉，激發了學習的熱情，滿足了表現欲。當然，還可以聽取別人的評價和意見，將作品修改得更完美。這是一個設計思維得到發散、得到明顯提升的過程。

在Scratch教學中，筆者引導學生一起分析實例、畫流程圖、改編作品、創作作品、分享智慧，學生的設計思維在實踐中得到提升，創意意識和創新能力得到發展。在做中學，在學中玩，Scratch課堂成了學生的樂園，他們不僅習得了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Mathematics）等學科知識，還逐漸形成了獨特的設計思維、邏輯思維、獨立思考創新的能力。

【參考文獻】

[1]方少芹.人文情懷涵養下創新思維培養的策略 [J].中國信息技術教育，2017（5）.

[2]葉紅，朱彩蘭.基于設計思維的教學案例分析 [J].中國信息技術教育，2016（7）.