面向信息技術核心素養的Scratch案例設計與開發

肖芳 趙宣杰 劉永琴 廖艷婷

摘? 要 以“小樹的生長”生態游戲為例，基于信息技術核心素養的核心要素計算思維和數字化學習與創新的培養，進行

Scratch案例設計與開發。

關鍵詞 Scratch;免費師范生;信息技術核心素養;生態游戲;計算思維;數字化學習與創新

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）03-0054-03

1 設計理念與思路

通過計算思維去深化認知? 計算思維是信息技術核心素養中的核心要素。對現實中的問題進行抽象與分解，用邏輯和算法去模擬現實情境，透過事物的表象，探究深層的規律，深化學生的認知，形成解決問題的高階思維方式與能力。

通過數字化學習去創新表達? 學會數字化學習與實踐創新是信息技術核心素養的重要目標。開展基于項目的學習，以新媒體為平臺，以主題式任務驅動為主要形式，學會創意表達以及共享寫作的能力，適應數字時代的發展。

信息技術促進學科融合? 對事物的認識有很多角度，基于現實的真實問題從來不是一個學科可以解決的問題，在開展綜合性學習活動和研究性學習過程中，信息技術促進學科融合發揮著越來越重要的作用。

2 面向信息技術核心素養的Scratch案例設計

作為MIT開發的圖形化編程工具，Scratch在與其他學科融合、促進STEAM學習中的應用很廣泛，在提高學生的計算思維和數字化學習與創新能力上尤為突出。本文以生態游戲“小樹的生長”為主題，涵蓋美術、音樂、生物、信息技術、科學、品德等各個學科的內容，需要結合藝術性、科學性、生態性等特征，對小樹的生長環境、條件與規律進行抽象與分解，在Scratch中進行外觀、邏輯與算法的設計與實現。

主題與探究? 在“小樹的生長”中需要界定小樹生長所需的環境與條件，最基本的是陽光與水分;需要設計小樹各個生長階段的外觀，形成生長的動畫;需要設計與實現在游戲中的基本操作與功能，對積木與邏輯模塊進行組合，能源的循環、垃圾的分類等都需要在游戲中體現。

背景與外觀? Scratch的繪制模塊具有基本的繪制功能，利用基本的繪制工具進行游戲背景和圖像素材的設計與繪制，包括舞臺背景圖，樹苗及生長過程中的各種造型，太陽、水壺、按鈕、垃圾桶、可回收垃圾和不可回收垃圾等造型，如圖1、圖2所示。

積木與模塊

1）理解“運算”模塊，特別是數值對比與隨機數。“運算”模塊主要包括基本的數學運算、比較運算、邏輯運算、字符串運算等。其中，基本的數學運算指加減乘除的運算及隨機數的產生;比較運算包括小于、大于和等于;字符串的比較會忽略大小寫，空格也參與比較，并按照字母一個一個地比較。

2）理解“廣播”模塊，掌握“播放廣播”“接收廣播”的用法。“廣播”模塊包括廣播一條消息、當接收到廣播、廣播一條消息并等待，主要是通過播放廣播和接收廣播來發布指令和接收指令，完成動作。當消息被廣播后，舞臺和角色都可以接收到廣播，可以使用“當接收到廣播”來建立各個角色之間的聯系。

3）理解“控制”模塊，掌握“造型變換”的用法。“控制”模塊主要包含各種循環控制、條件控制等，當需要重復執行一段腳本時，就要用到循環積木塊，循環包括已知條件的循環，指定循環條件，用次數或計數來控制;還包括用條件語句進行控制的未知條件循環，在條件成立的情況下循環，這里可以與比較運算嵌套使用;還有一種無限循環，永遠重復執行，直到程序結束。

4）理解變量的意義，掌握變量積木的用法。在編程語言中，使用字母或者單詞來表示一個或多個數量是極為常見的一種做法，這樣的字母或單詞叫作變量。通過使用Scratch來創建一個變量，點擊代碼區的變量，點擊建立一個變量，然后輸入所需變量的名稱即可創建完成。申明變量之后，就需要給變量賦值，賦值的操作可以與其他積木塊嵌套使用。

3 面向信息技術核心素養的Scratch案例開發

功能實現

1）實現按鈕交互，點擊按鈕或角色可以更新變量數值。用按鈕的形式實現游戲中的交互，只需要用戶點擊按鈕就可以進行各種操作，使游戲的操作更為直觀。制作游戲中需要的各種按鈕，包括游戲開始、陽光值變更、澆水值變更、垃圾分類選擇等。

2）實現廣播觸發，執行相應的指令。事件中的消息廣播在游戲中運用得比較多，樹苗的大小、陽光、澆水等變量的變更都需要消息廣播來實現角色間的通信。

3）引入糾錯機制，防止變量為負數。游戲中程序的運行還需要引入糾錯機制，以增強游戲程序的強壯性，保障游戲的運行符合邏輯。

4）實現隨機控制，隨機生成能源與水分。游戲中能源要素的產生數量、出現的位置都需要隨機控制，使游戲更為生動與自然，增強游戲的娛樂性。

邏輯搭建與步驟

1）導入樹苗、太陽、水壺、水、背景等素材。

2）制作與設置按鈕，分別是陽光和澆水。運用變量數值模塊將陽光和澆水的初始數值設置為10，設置樹苗的外觀大小初始值為50，如圖3所示。

3）復制太陽角色，調整大小，作為“陽光”變量的增長條件。將水角色調整到適當大小，作為“澆水”變量的增長條件。當角色被點擊時，“陽光”變量的數值會-1并播放音效，播放廣播“陽光”通知樹苗;當陽光數值為0時，為防止出現負數，程序停止。

4）運用事件模塊“當接收到廣播”，讓樹苗的大小增加

1，“樹苗”變量增加1，此時樹苗的變量和樹苗的大小成比例縮放。

5）為樹苗制作造型變換，當樹苗達到一定大小時，樹苗姿態發生變換。運用“如果—那么”模塊添加運算模塊，如果“樹”變量大于一定數值，樹的姿態發生變化。添加重復執行，保持樹的姿態的變換。

6）水壺澆水的動畫。水壺在游戲開始時是隱藏的，所以要有隱藏指令，并將水壺的位置固定。在接收到澆水按鈕發出的“澆水”廣播后，播放一次水壺澆水的動畫。因為只播放一次，所以運用重復執行X次，將數值改為1，每種姿態切換間隔0.1秒，然后隱藏。

7）實現能源小太陽和水分的隨機出現（圖4）。運用運動模塊和運算模塊，在隨機數范圍內出現。當小太陽或水被點擊時先隱藏，然后增加相應的變量數值，在1～5秒時間后出現。

8）實現垃圾分類功能。能源的獲取需要用垃圾分類得分來完成，垃圾分為可回收垃圾和不可回收垃圾，選擇正確則加分。界面設計如圖5所示，邏輯模塊如圖6所示。■

參考文獻

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[3]楊曉哲，任友群.高中信息技術學科的價值追求：數字化學習與創新[J].中國電化教育，2017（1）：21-26.

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