學科融合視角下的Scratch編程教學的實踐探索

曹鳳娟

【摘要】Scratch編程作為當下小學生編程學習的熱門基礎語言，采用圖形化、模塊化的結構設計。教師在信息技術課堂教學中可以打破學科界限，將美術、音樂、數學等學科知識相融合，并且S4A可與各種電子元器件、傳感器相結合，開展科技實踐活動，培養學生創新思維，使學生具有良好的信息技術核心素養。

【關鍵詞】學科融合? ?Scratch編程? ?實踐探索

Scratch是由美國麻省理工學院媒體實驗室的終身幼兒園小組開發的一款圖形化編程語言，它最大的優點是采用模塊化的結構設計，學生真正體會到編寫程序就像玩樂高積木一樣簡單而有趣。《江蘇省義務教育信息技術課程綱要（2017年修訂）》中指出，義務教育信息技術課程具有較強的實踐性。強調引導學生親歷完整的實踐過程，注重課程內容的綜合性，超越封閉的單一學科知識體系和固定的課堂教學時空局限，將信息技術與其他學科課程融合起來，面向學生的生活世界，幫助學生建構對世界的完整認識。

從2013年起蘇科版的小學信息技術教材加入Scratch編程內容板塊以來，筆者不斷進行學科融合視角下的Scratch編程教學探索，打破傳統學科之間的壁壘，促進基礎學科、應用學科交叉融合，使編程軟件的學習煥發出新的生命力，為學生的想象力和創造力搭建廣闊的舞臺。

一、與音樂融合，開啟編程之旅

美國著名教育家布魯納說∶“學的最好刺激乃是對所學材料的興趣。”可見興趣對學生的學習起著很關鍵的指引作用。在“初識Scratch”這一課時的教學中，筆者安排學生每人帶一個水果進課堂，不但一看、二聞、三品嘗，而且將香蕉、番石榴、蘋果、黃瓜等各種不同的水果蔬菜與風靡美國的MakeyMakey主板相連接。通過簡單的Scratch編程，邀請學生通過觸摸水果使電腦發出悅耳動聽的音樂聲。這樣，水果就變成了一個“觸控鋼琴”，學生玩熟練后，還能彈奏出簡單的樂曲。隨后筆者觸摸水果彈奏出學生們都熟悉的兒歌《小星星》，這一環節激發了學生強烈的學習興趣，他們紛紛表示迫切想要學會這個神奇的編程軟件。

美妙的樂曲帶給學生愉悅的感官刺激，學生們在歡樂的氛圍中用Scratch“聲音”模塊的“彈奏音符”控件修改音高和節拍時長，進行樂曲的腳本編寫，從最初簡單的《小星星》，到稍有難度的《送別》等學生耳熟能詳的歌曲。在有較強的程序腳本設計能力和音樂感知能力后，學生們在迎來新中國成立70周年之際，開展《我和我的祖國》等樂曲的編程活動。設計合理的樂曲編程，可以激發學生音樂審美的主動性，可以全方位培養學生的編程、創作、表演等能力，有助于發揮學生的個性特長，學生對Scratch編程的后續學習也充滿期待。

二、與美學融合，開放編程思路

教師在信息技術課堂中可以在發現美、創造美、欣賞美的前提下，創設讓學生“想做、敢做、肯做、能做”的開放性學習環境。要讓學生打開思路，在思想、情感與認知上得以充分交流與合作，不要束縛學生的美學思維，開展真正體現學生是學習主體的深入活動。

例如，在學習了“‘畫筆的秘密”這一課后，筆者適時給學生們介紹了“重復執行”模塊。大多數學生都能很快掌握Scratch的“重復執行”模塊，畫出簡單的正多邊形。當看到一個學生的電腦屏幕上呈現的是一個彩色圓形時（見圖1），筆者適時給予表揚，充分肯定這個學生的大膽創新，并把這個圖形和腳本展示給大家欣賞。

有了這一創新思路的引領，在隨后的十幾分鐘里，學生們個個摩拳擦掌，充分運用已學的知識，經過精心設計和一遍又一遍的嘗試，更多美麗的多邊形組合圖形出現了，甚至還有充滿中國風的精美青花紋樣（見圖2），學生使用重復命令的嵌套畫出的圖形賞心悅目，精妙絕倫。

看來，只要給學生空間，他們的想象力和創造力是無窮盡的。教師要鼓勵學生采用信息技術手段來進行美術作品創作。如果僅僅是教會學生書本上的知識，學生將無法享受到這些開放性的探索和發現帶來的快樂。皮亞杰強調：“教師的工作不是‘教給學生什么，而是努力建構學生的知識結構，并用各種方法刺激學生的學習欲望。”在這節課中，學生暢通思路，融會貫通，將有秩序的重復紋樣用編程的方式進行表達，使信息技術技能與美術學科知識有機整合。只有把課本知識轉化為學生的認知結構，促進知識的系統化，學生才能真正成為學習的主體。

三、與數學融合，開發編程思維

在Scratch教學中體現以學生發展為本的原則，引導學生學會運用所學知識，把抽象度較高的數學問題轉化為編程問題，利用信息技術工具作出分析，為生活和學習服務。在學習活動中，教師可以把一些更深層次的問題留給學生，讓他們自己去探索，盡量為學生的自主發展提供廣闊的思維空間。

有一次，筆者看到學生們在埋頭做著一道數學題，一遍又一遍，似乎答案總不盡如人意。這道題是：計算從122到988的三位數中，有兩個數字相同的數一共有多少個（三個數均相等的除外）？

其實，這道題并不復雜，只是略微煩瑣。看到學生們用列舉法解得天昏地暗，還有遺漏和重復計算的，筆者提出問題：“同學們，有沒有想過讓電腦來幫助我們計算呢？”學生們略帶疑惑地看著筆者，筆者繼續說：“從122數到988，請電腦來數一數，如果數到有兩個數字相同的，計數器就‘加1，你們認為可行嗎？難道你們不想試一試用Scratch來解這道題嗎？”瞬間，學生們眼睛里閃爍著探索的光芒。

在下一次上信息技術課時，筆者專門講解了解決這道數學題的思路。一個善于思考的學生提出了這樣的問題：“電腦計數了兩個數字相同的情況，但是如果這個三位數的三個數均相等，那么電腦多數了怎么辦？”筆者又引導學生探索如何在腳本中甄別出三位數的三個數均相等的情況。最后調試運行腳本（見圖3），答案出來了：221。這下，學生們松了口氣，原來編程真的可以給我們的學習和生活帶來很大的幫助啊！從此，學生對Scratch更加著迷，學習Scratch的勁頭更足了。

把Scratch編程與解決數學問題聯系起來，學以致用，學生覺得新奇而又有成就感，更有了學習的欲望。在掌握了知識點的同時，更重要的是讓學生學會了從多角度思考問題，用編程思維解決問題，體驗到學習知識的快樂。

四、與科學融合，創新編程方式

隨著人工智能與物聯網技術的發展，在信息技術課堂中開拓學生科技活動的新領域，開展物聯網相關傳感器硬件課程的學習也迫在眉睫。Scratch編程軟件可與Arduino主板傳感器結合，在Scratch for Arduino軟件中，將Scratch編程與Arduino主板及傳感器綜合運用，比如將觸摸、聲控、超聲波等傳感器作為傳感信號的輸入，LED燈、蜂鳴器、電機、舵機等多種形式輸出，使Scratch編程的學習更多彩。筆者帶領學生設計了紅外報警器、聲控開關、智能閱讀臺燈、智能孵化器等科技創客作品，在編程的同時探索科學知識，Scratch帶給我們的是激發創意、科學思考、與團隊合作。學生體驗到了編程的樂趣，也加深了科技與生活的聯系，為學生適應科技社會和終身學習打下良好基礎。

五、綜合應用，提升編程創作

我國著名教育家陳鶴琴在其著作《兒童心理之研究》中寫道：“游戲是兒童的生命。”愛玩，是孩子的天性，游戲更是孩子的至愛。用玩游戲的方式來激發興趣固然是必要的，如果能夠自己親手完成一個游戲，學生則會興奮得多。在進行多學科融合的實踐后，可為學生創設符合兒童心理特點的教學情境，用聲音、動畫等多種媒體進行游戲設計，不斷給學生以新的刺激。

Scratch的教材學習到尾聲，“編排節目順序”這一課，學生對“廣播與接收消息”表現出了極大的熱情。書本上的內容又滿足不了他們的需要了，筆者適時把“廣播與接收消息”這一內容拓展延伸，點撥學生如何把“廣播與接收消息”等命令模塊合理移到“大魚吃小魚”這樣的小游戲中（見圖4）。于是，“大魚吃小魚”這一簡易游戲在學生們的頭腦中醞釀著，漸漸成型，直至制作成功。有了“大魚吃小魚”這個小游戲作為參照，學生基本上了解了制作一個小游戲的流程。這樣，在Scratch最后一個環節的“主題活動3 設計小游戲”這一課上，學生們基本上對設計一個小游戲已經有了具體的方法和思路，“打地鼠”“新龜兔賽跑”“幽靈迷宮”等一個個兼具美觀和音效的小游戲在他們的交流合作中創作誕生了。

為了提高游戲的可操控性，筆者帶領學生采用OSTD機器人套件中的滑竿、游戲手柄等器材來進行Scratch體感游戲的開發。軟件與硬件相結合，創造出屬于學生自己的故事、動畫、游戲。在體感游戲作品的開發過程中，學生從角色分配，到設計流程，最后調試程序，都能出色完成，提高了解決實際問題的能力。動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習信息技術的重要途徑。現在，學生已經能夠通過小組合作，合理分配、安排任務，制作出一些有趣的、操控性強的小故事和小游戲。

由此，筆者認為，以學生喜聞樂見的Scratch軟件學習為契機，在信息技術課堂中，把學生真正置于教育主體的地位，創設開放而有度的學習環境，注重課程內容的綜合性，融合多學科知識體系，能激發學生濃厚的學習興趣，幫助學生培養良好的信息素養。讓Scratch助力信息技術課堂教學更有效、更精彩！