基于Scratch+的小學(xué)創(chuàng)客校本課程的開發(fā)

王莉莉

國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中要求逐步開展人工智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育、建設(shè)人工智能學(xué)科，形成我國人工智能人才高地。然而，對于大部分學(xué)校而言，創(chuàng)客教育缺乏系統(tǒng)的課程資源，這就對創(chuàng)客校本課程的設(shè)計(jì)和開發(fā)提出了要求。

● 校本課程內(nèi)容選擇

創(chuàng)客校本課程要能在分析校外環(huán)境和校內(nèi)資源的基礎(chǔ)上，通過專題，針對生活中的實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生對創(chuàng)客某領(lǐng)域開展深入研究與實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和信息素養(yǎng)。

Scratch是麻省理工學(xué)院針對8歲以上孩子的認(rèn)知水平以及喜好開發(fā)設(shè)計(jì)的圖形化編程工具，而我校目前創(chuàng)客硬件配置只有樂高EV3機(jī)器人套件，綜合分析Scratch編程軟件優(yōu)勢和校內(nèi)資源現(xiàn)有配置，我們以創(chuàng)客為導(dǎo)向，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，開發(fā)Scratch編程校本教材，并根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有硬件配置等實(shí)際情況，編寫基于Scratch+的創(chuàng)客校本教材，結(jié)合機(jī)器人的主控器、馬達(dá)、傳感器等硬件及生活中的廢舊材料，讓學(xué)生通過搭建組裝、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、編程調(diào)試，創(chuàng)作出解決實(shí)際問題的實(shí)體模型或智能化的機(jī)器人，體驗(yàn)將創(chuàng)意想法變成現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的快樂。

● 校本課程授課對象

創(chuàng)客校本課程教學(xué)對象主要為小學(xué)四年級的學(xué)生，他們好奇心強(qiáng)，思維活躍，想象力豐富，喜歡自我表現(xiàn)，敢于嘗試。根據(jù)我校課程設(shè)置，四年級的學(xué)生已經(jīng)有了一年信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，已經(jīng)能熟練使用鍵盤和鼠標(biāo)，能打字及運(yùn)用畫圖軟件進(jìn)行繪畫，并對文件進(jìn)行新建、復(fù)制、保存等操作。創(chuàng)客校本課程為學(xué)生們提供了自我展示的舞臺，并為以后更高層次的創(chuàng)客學(xué)習(xí)和實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

● 基于Scratch+的小學(xué)創(chuàng)客校本課程開發(fā)

1.課程目標(biāo)

在主題案例的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)過程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新研究精神，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、信息素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。

2.課程結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)學(xué)校教學(xué)的實(shí)際情況和學(xué)生的知識能力水平，我們將校本課程安排為兩個(gè)學(xué)期的課程量，每學(xué)期15課時(shí)，每周1課時(shí)。第一學(xué)期為Scratch編程校本教材，分為三個(gè)模塊：入門篇、進(jìn)階篇和綜合篇，第二學(xué)期為基于Scratch+的機(jī)器人創(chuàng)客校本教材，分為搭建組裝篇、創(chuàng)意設(shè)計(jì)篇、編程調(diào)試篇。課程由淺入深，體現(xiàn)了層次性和階段性。

（1）Scratch編程校本教材

①入門篇。讓學(xué)生了解 Scratch，熟悉 Scratch開發(fā)環(huán)境，了解Scratch聲音模塊、外觀模塊、畫筆模塊等積木的使用方法，學(xué)會更換背景、角色，學(xué)會修改、切換、刪除指令，學(xué)會測試腳本。

②進(jìn)階篇。主要介紹偵測模塊、廣播模塊、變量模塊、控制模塊積木的使用，會創(chuàng)建變量、引用變量，解決簡單的數(shù)學(xué)問題。學(xué)會應(yīng)用廣播積木，建立角色與角色、角色與舞臺之間的通信關(guān)系。

③綜合篇。綜合運(yùn)用Scratch創(chuàng)作數(shù)字故事，在每課時(shí)中都安排一個(gè)主題的學(xué)習(xí)任務(wù)。引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)制作有個(gè)性的Scratch作品，并將作品同大家分享，讓學(xué)生感受到創(chuàng)造的樂趣和成功的喜悅。

（2）基于Scratch+的機(jī)器人創(chuàng)客校本教材

①搭建組裝篇。主要介紹樂高EV3機(jī)器人搭建方法，指導(dǎo)學(xué)生掌握齒輪傳動(dòng)、連桿等原理和技巧，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

②創(chuàng)意設(shè)計(jì)篇。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活實(shí)際需求，自主設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)出獨(dú)一無二的機(jī)器人。

③編程調(diào)試篇。根據(jù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)意圖，結(jié)合Scratch編程，對傳感器、主控器、馬達(dá)以及等硬件進(jìn)行編程下載、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡線等任務(wù)。并結(jié)合機(jī)器人官方賽事，進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練。

3.校本教材編寫案例

在編寫每一課時(shí)，嘗試進(jìn)行主題式教學(xué)，每課時(shí)圍繞某一主題來開展一系列活動(dòng)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，把一個(gè)個(gè)獨(dú)立又相互聯(lián)系的任務(wù)串起來，培養(yǎng)學(xué)生的分析、想象、創(chuàng)新的能力，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新與合作交流。

案例：《抽獎(jiǎng)游戲大比拼》是Scratch編程校本教材綜合篇中的一課，教學(xué)目標(biāo)是通過抽獎(jiǎng)程序的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生靈活運(yùn)用Scratch中隨機(jī)數(shù)模塊、廣播模塊，了解用角色造型存儲圖片數(shù)據(jù)。通過抽獎(jiǎng)程序設(shè)計(jì)的活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考生活中哪些地方應(yīng)用了抽獎(jiǎng)程序這樣類似問題，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的抽獎(jiǎng)方案。主動(dòng)邀請他人分享成果，表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思路，學(xué)會合作交流。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出主題

元旦即將來臨，班上將舉行元旦慶祝活動(dòng)，請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)電子抽獎(jiǎng)的程序。可以自己設(shè)計(jì)抽獎(jiǎng)規(guī)則，看誰設(shè)計(jì)得最合理。

（2）開闊視野，自主探究

為學(xué)生提供多種抽獎(jiǎng)范例，請學(xué)生以小組為單位展開討論，探究以下問題：①設(shè)計(jì)抽獎(jiǎng)游戲前，你準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的趣味抽獎(jiǎng)活動(dòng)方案？②如何產(chǎn)生一組隨機(jī)中獎(jiǎng)號碼？③如何實(shí)現(xiàn)開獎(jiǎng)和抽獎(jiǎng)過程？④抽獎(jiǎng)呈現(xiàn)的畫面。

（3）自主設(shè)計(jì)，引導(dǎo)探究

①設(shè)計(jì)一個(gè)趣味抽獎(jiǎng)活動(dòng)方案，根據(jù)方案插入或繪制背景。為學(xué)生提供了大量素材，學(xué)生根據(jù)自己的思路可以找到自己想要的背景，如果不滿意，還可以運(yùn)用畫板繪制。②插入或繪制抽獎(jiǎng)盤、指針、抽獎(jiǎng)按鈕。抽獎(jiǎng)盤、指針、抽獎(jiǎng)按鈕，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好來選擇，鼓勵(lì)自主設(shè)計(jì)。其中指針怎么旋轉(zhuǎn)，怎么設(shè)置重心，是學(xué)生容易忽略的問題，把問題有針對性地提出來，引發(fā)學(xué)生思考。③編寫指針隨機(jī)旋轉(zhuǎn)命令。運(yùn)算模塊里的隨機(jī)數(shù)設(shè)置是本課的重點(diǎn)，把隨機(jī)命令嵌入指針旋轉(zhuǎn)指令中，讓指針隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)抽獎(jiǎng)的效果，教材中有針對性地提供了解決方案，為學(xué)生編程提供參考。④編寫抽獎(jiǎng)按鈕命令。事件模塊里的廣播設(shè)置也是本課的重點(diǎn)，當(dāng)按鈕按下時(shí)，啟動(dòng)抽獎(jiǎng)盤，這就要用到廣播命令，廣播命令要注意呼應(yīng)，按下開始按鈕時(shí)發(fā)送廣播，指針接收到同一個(gè)廣播時(shí)，就隨機(jī)旋轉(zhuǎn)。教材中也有針對性地提供了解決方案，為學(xué)生編程提供參考。⑤編寫指針命令。當(dāng)指針接收到廣播時(shí)，隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，要與上面發(fā)送廣播相呼應(yīng)。⑥調(diào)試運(yùn)行程序。程序編寫好后，要運(yùn)行調(diào)試，在調(diào)試過程中，會遇到各種問題，引導(dǎo)學(xué)生多嘗試、多修改，小組互相幫助。⑦保存發(fā)布。隨時(shí)保存是良好的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生良好的信息技術(shù)素養(yǎng)。

（4）拓展改進(jìn)，創(chuàng)新活動(dòng)

學(xué)生小組展示作品，各抒己見，鍛煉語言表達(dá)能力。教師提問：抽獎(jiǎng)程序還可以有哪些改進(jìn)？能為程序增添趣味性嗎，如增加顏色的特效功能，突出高光顯示，添加畫外音或語音功能等？

（5）活動(dòng)評價(jià)

教材最后的活動(dòng)評價(jià)針對本課的重難點(diǎn)和學(xué)生遇到困難時(shí)的表現(xiàn)來設(shè)計(jì)，及時(shí)對學(xué)生整節(jié)課的表現(xiàn)給予反饋和評價(jià)，持續(xù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

Scratch編程普及性高，機(jī)器人創(chuàng)客是創(chuàng)客發(fā)展的熱點(diǎn)，將基于Scratch+的創(chuàng)客校本課程引入小學(xué)信息技術(shù)課程，為當(dāng)前的創(chuàng)客研究提供了一種參考。如何提高校本教材的編寫水平，讓教材更嚴(yán)謹(jǐn)、更有邏輯性，如何對教材進(jìn)行拓展、遷移，讓更多學(xué)校的學(xué)生受益，還值得不斷探索。