scratch編程在初中的教學實踐與探索

李霞芳

摘要：scratch編程課程在我國已經慢慢融入教學，在許多中小學都已經開設的有編程課程，scratch編程課程現已作為很多必修課程的一部分，給學生提供學習的平臺，為加快培養人工智能高端人才奠定基礎。初中生對許多新事物都比較感興趣，學習能力比較強，思維能力活躍，想法比較多，而scratch編程軟件采用模塊化設計程序，可以將學生的想法展現出來，讓現在不懂C語言的孩子利用圖形化編程實現相應的效果，從而去培養學生的邏輯思維能力，為學習計算機編程打下基礎。

關鍵詞：scratch編程? 圖形化編程? scratch編程課程? 編程思維

1 引言

國務院〔2017〕35號文件《新一代人工智能發展規劃》強調，人工智能上升為國家發展戰略，人工智能教育和青少年編程已成為中小學教育的必不可少部分。當前人工智能教育、編程教育與機器人教育在社會教育、學校教育與家庭教育受到重視，許多省市的中小學都相應的開設編程課程，但大部分老師都處在學習與探索的階段，根據學生現有的學習水平去設計相應的課程，在不斷的教學探索與實踐中去形成相應的教學體系，并應用于實際的教學之中。

經科學家研究表明8-18 歲的孩子是抽象邏輯思維的形成期，如果在孩子的這個成長階段讓他們學習編程，從而鍛煉新思維的培養，無論將來他們走向哪個行業對于他們都是有利而無害的。很多的研究表明在中國青少年編程教育目前只有0.96%，而美國卻達到了44.8%。

2 編程教育的重要性

進入人工智能時代，計算機編程能力逐漸成為這個時代繼寫作、閱讀、算數等重要基本能力之一。青少年編程作為 STEAM教育實現載體，在我國得到了國家教育部門的政策支持，全國中小學也陸續開展一系列課程，縱觀國內外教育形式，青少年學習編程的重要性已顯現出來。學習編程可以鍛煉邏輯思維、培養專注力、訓練青少年創新能力、培育人工智能時代的創新人才、促進其他學科的學習。

3 Scratch編程在教學中的實踐

scratch編程在教學中能夠用于很多方面，如設計動畫、設計游戲、繪制幾何圖形、解決數學題等，讓學生在設計中學習，在游戲中學習，在對于初中階段的學生學習scratch編程對于他們的學習幫助是不可缺少的。在這里以scratch編程“巡線小車”與scratch編程結合arduino硬件（聲控燈）的教學為列，闡述scratch編程在初中教學中的實踐與探究。

3.1 scratch編程“巡線小車”的教學實踐

在巡線小車的教學中，課程導入部分通過視頻讓學生了解巡線小車，從而去講解巡線小車的原理，引入該節課將要學習的內容，通過分析程序執行的效果一步一步的帶學生一起分析背景與角色的設計，背景為軌跡線，角色為小車，小車的車身、兩顏色探測器與軌跡線的顏色各不相同，其小車圖如圖3-1所示。

設計程序，當綠旗被點擊時，車位于軌跡線上，即車身的顏色碰到軌跡線，車開始向前走;如果軌跡線向左邊拐彎則證明左邊的顏色探測器會碰到軌跡線，則小車向左轉;如果軌跡線向右邊拐彎則證明右邊的顏色探測器會碰到軌跡線，則小車向右轉轉;若兩個顏色探測器都沒有碰到軌跡則小車繼續直行。小車軌道直行轉彎簡圖如圖3-2所示。

在講解這個程序中，學生在設計程序時只聽老師講解程序，不去了解程序執行的過程，那學生就回會在抄寫程序的現象，知其然不知其所以然。因此在設計程序時應該給學生講解流程圖的繪制與作用。其程序設計流程圖如圖3-3所示。

學生了解程序設計的流程過后，再帶著學生一起設計程序，完成小車巡線程序后學生會發現，當小車巡線到一個點停止時，再次啟動程序，執行時會出現誤差甚至錯誤，小車沒有按照一開始的點開始執行，這時給學生引入初始化的概念。即點擊綠旗則小車總是回到一個固定的位置，從而給學生講解程序的初始化的作用。其巡線小車程序設計如圖3-4所示。

3.2 scratch編程結合arduino硬件（聲控燈）的教學實踐

單純的編程許多學生對其的興趣不是很濃，可以給他們引入一些電子元件（如arduino硬件），可以大大的提升學生的學習興趣，從而培養他們熱愛這門學科的愛好與編程思維，這里以設計聲控燈為列。設計聲控燈以樓道燈作為參考，問為什么樓道燈在白天不會被點亮呢？作為一個學習驅動性問題引發學生的思考。

設計聲控燈，首先讓學生了需要的電子元件及其作用，只有了解了原理才能更好的學習知識。

當學生知道主控器、傳感器、執行器有什么作用后，再給他們分析聲控燈的流程圖，以及程序設計，在聲控燈完成后引導學生做光控燈與樓道燈（聲光同時控制），讓學生由淺到深，循序漸進的學習。其聲控燈程序設計如圖3-5所示，聲控燈流程圖設計如圖3-6。

3.3 教學方法

教學方法在教學中是不可缺少的部分，是教學的靈魂，多樣化的教學方法有助于學生對知識的理解與學習。在實踐的教學中主要以講授法、觀察法、實踐探究法、總結分享法為主。

4 scratch編程在教學中的反思及改進

4.1對于學生聽不懂的問題

在編程的教學中，初中的孩子思維已經能夠理解一些簡單的邏輯，但是大部分學生在小學沒有接觸過類似的編程教學，在老師講解簡單的問題時，他們理解也是相對困難的，因此在上課時強調學生學會記筆記，不懂的可以記錄下來問同學與老師，加強學生記筆記的習慣，有助于學生對問題的理解。

4.2針對學生不能完成任務的問題

對于有的學生是認為老師講的他會了，到實踐操作時卻不會;有的學生是老師講解的時候他啥都懂，到了實踐的時候卻都忘記了;針對這些問題我采用的是加強學生做筆記的習慣與引導學生幫學生的方式，有助于培養學生發現問題與解決問題的能力，同時幫助不會的學生完成相應的任務。

4.3學生存在單純的模仿問題

初中的學生雖然思維比較活躍，但是在程序設計上存在模仿的問題，不善于去思考以及不知如何去思考的問題。在這個問題上我采用的是積極引導法，可以將設計的程序效果展示給他們，以及抽取部分同學分析應該怎樣設計，給他們理清思路，讓他們帶著思路去設計程序，從而解決學生存在簡單的模仿問題。

5 總結與展望

在scratch編程教學中，應該不斷的去探索、去提升，學生對于編程接觸的較少，對于學生的研究與課程的設計都應該深思，每個年齡短的孩子對新事物的接受能力不同，在課程設計上應該將學生歸為主體，而教師是他們的引路人，給與他們一定的任務、方法與一定的指導，大部分的時間應該留給他們去思考、去實踐、去設計。

希望有更多的老師加入編程教育，為培養更多未來的創新型人才奠定基礎，為基礎教育的孩子們提供更好的學習平臺。

參考文獻

[1]張陽.青少年編程教育體系研究與實踐[J].技術與教育，2019，33（02）：24-29.

[2]艾瑞咨詢研究院.2018年中國少兒編程行業研究報告[R].北京：艾瑞咨詢集團，2018.