Scratch在初中數學教學中的應用

朱錦灶

【摘要】初中數學實驗教學，實際上就是用實驗的方法，幫助學生更好地理解數學課本中的抽象知識，提高學生的數學學習效率和數學成績.中學數學實驗教學是近年來興起的一門新課程，在教學方法上，與其他課程相比，還存在著一定的差距.隨著云計算和人工智能等新興科技的快速發展，人們越來越關注孩子們的編程能力.Scratch是一款易于操作、多表征、動態互動、實時反饋的可視化教學軟件，已成為開展少兒編程教學的首選.Scratch在初中數學教學中的應用，能夠對數學學科教學和學生個體發展產生積極的作用.如何將Scratch與初中數學教學進行有效的結合，是我們需要積極探討的問題.本文從當前中學數學學科教學存在的問題出發，從Scratch的特點出發，分析Scratch與中學數學課程整合的重要性，并討論將Scratch與當前的課程整合的方法，并用實例來闡述，給學生提供思路.

【關鍵詞】Scratch；初中數學；課堂教學

1 引言

21世紀是一個資訊科技日新月異的年代，為應對全球經濟一體化的挑戰，每一個人都需要掌握21世紀所需的知識與技巧.教師是學生個性發展的促進和引導者，在平時的教學過程中，應該自覺地對學生的各個方面進行全面的素質和能力的培養，從而使他們成為適應21世紀需要的人才.

Scratch程序設計的本質就是一種趣味十足的教育方式，有助于提高學生的思維，讓學生在輕松愉快的氛圍中成長，能夠讓學生在玩的時候學會一些與之有關的東西.在享受學習樂趣的時候，要引導學生積極主動地進行創造性的活動，從而促進學生的成長.Scratch編程學習難度低且能夠很好地激起初中生的學習熱情，讓學生在不斷探究與創作的過程中，逐漸地養成獨立的邏輯意識.這種方式能夠讓學生快速地學會使用方法，避免了學生覺得太過繁瑣而喪失了學習的耐性的情況發生.

2 Scratch的特點

2.1 操作簡單

在Scratch程序設計中，用戶界面直觀、明了，更貼近學生的真實生活.該方法無需用戶親自編寫程序，只要把程序模塊拖到編輯器中即可實現對指令的處理.在完成了程序的編輯工作后，再通過舞臺的編輯工作，展示就結束了.對于中學生來說，Scratch程序設計的方式相對來說較為簡單，他們能夠迅速地把握程序設計的要點，并且能夠進行一些簡單的運算，并且在運算的同時還能學會一些相關的東西.

2.2 指令較多，涵蓋面廣

Scratch程序對學生來說具有非常大的可操作性，它包含了控制、建模、事件、邏輯等指令，通過這種方式，能夠讓學生對編程有一個基礎的了解，從而提高他們的思考水平.Scratch程序本身包含的指令比較多，涵蓋的范圍也比較廣泛，在進行這種程序設計的時候，能夠豐富自己的知識面，從而達到Scrat程序設計的目的.由于這些指令都是事先就準備好的，因此不要求學生自己編寫，這種程序設計方式更加符合他們的體質，也更加能夠讓他們體會到Scrath程序設計的快樂和魅力.

2.3 功能廣泛

Scratch程序可以用來制作動畫、故事等內容，通過對Scratch程序設計相關知識的學習，使學生能夠在不同的學科領域中充分發揮其功能，從而達到全面發展的目的.因為它所涉及的功能比較寬泛，所以可以更好地激發學生的學習興趣，使學生能夠積極地、主動地參加到編程的學習中來，從而提高教學效果.

3 Scratch在初中數學教學中的應用意義

3.1 促進學生對數學知識的理解

當使用Scratch程序時，學生們可以回顧他們的思路，做一些實際的試驗以便可以直接得到程序的結果.在此過程中，學生會注意到他們所學的內容，并且會思考和解釋他們所取得的成績差異的原因.通過使用Scratch軟件，我們可以將一些比較難的數學知識傳授給學生，并且能夠產生一些既有教育性又吸引人的視覺效果.Scratch把抽象的、靜態的數學內容用一種形象的、動態的方式表現出來，從而使它的內部規律、邏輯得以直觀地呈現.

Scratch的可視化編程環境給學生提供了一種新的方法來了解和解釋數學的概念，把嚴謹的、抽象的數學概念和問題用更直觀的方式展現出來，這樣可以幫助學生更好地掌握數學知識，幫助他們鞏固知識.而Scratch的動態交互特性，可以通過具體的方法，加強學生在數學學習中的經驗，加強對數學知識的了解與掌握，使學生能夠探究以前觸及不到的數學知識.

3.2 促進學生的主動參與

將Scratch技術應用到數學教學中，可以充分調動學生的主動性和積極性.將Scratch技術運用到數學教學中，也能為合作學習營造良好的氛圍.尤其是在幫助學生解釋自己還沒有形成的觀點，或者整理和驗證已經有的預測的時候，Scratch軟件還可以給學生帶來更多的數學學習的快樂，為學生營造一個豐富多彩的學習氛圍，讓學生可以創建大量的多媒體，具有互動性的，個性化的動畫、音樂、錄像和游戲等.Scratch程序運行時，可以生成引人入勝的圖像，或者一些有趣的動畫，可以激發學生的情感，激發他們的學習熱情.

3.3 促進學生思維技能的發展

編程在鍛煉學生思維方面有其自帶的優勢.在中學數學教室里，要使學生深入理解數學知識和概念，必須引導他們進行深思熟慮.這種深思熟慮是一種促進思維發展的手段.將Scratch等編程工具引入初中數學教學中，為學生提供了一種獨特而有效的途徑和視角，有助于他們理解坐標、變量、函數等數學概念，激發他們從問題中總結規律的能力，進一步提升學生的邏輯思維水平.

在解決數學問題的過程中，將教學活動與編程視角有機結合，運用抽象的概念，對程序操作流程進行預測和設計，緊接著對每個模塊進行測試、反思和修改.在這一全過程中，學生通過對信息反饋的理解，審查和修正他們的思維方式，以富有創意的方式解決編程中遇到的問題.這樣的實踐有助于培養學生的數學思維、編程技能、計算思維和創造力，為他們未來的學業和職業發展奠定堅實基礎.

4 Scratch在初中數學教學中的應用途徑

4.1 情境創設有效的教學

情境創設，能引起學生的注意，提升他們的學習興趣，并且能產生有價值的數學問題，這對推動初中數學課堂的發展有很大的幫助.教師可以根據教學內容，設置問題情境，提出問題，讓學生對Scratch中的表達和運用進行探討.

例如 以人教版七年級上冊“7.1.2平面直角坐標系”為例，介紹了該課程的特點.

特別是在圖表1中，借助Scratch軟件，讓小猴子們嘗到了香蕉的味道，從而激發了學生們的學習熱情，讓他們積極地掌握了關于平面直角坐標系的數軸、坐標等相關的內容，并將其應用到寫作中去.此外，在教學中，教師還可以指導同學進行角色的扮演和演出，加強他們的沉浸感和參與性，提高他們對問題的分析與求解能力.

4.2 學習活動良好開展

在中學數學課堂上，可以開展與課程內容有關的Scratch問題解決活動，并以團隊協作的方式進行，讓學生的主觀能動性得到充分地發揮，突出其主體地位，提升其獨立思維能力，從而提升其問題求解的水平，進一步提升其學習效率.

例如 人教版九年級上冊“23.1圖形的旋轉”中，要求學生在Scratch軟件上繪制“風車”形的圖形，這需要對Scratch上的旋轉角有一定的了解，然后通過舉例說明，讓學生更深入地研究.其次，在進行練習之前，教師要指導學生分解目標程序的執行過程，弄清楚問題的邏輯.另外，教師要鼓勵他們做出一些大膽的創新，比如做各種顏色的風車，以此來提高自己的能力.

4.3 鞏固練習課堂

在Scratch的輔助下，教師能夠制作出數字內容，開發出互動的游戲程序，在訓練程序中為學生提供即時的反饋，進而達到了一種動態的互動，將抽象的東西形象化，并調動他們參與訓練的積極性和積極性.此外，所編寫的習題方案還能夠在Scratch平臺上與學生們共享，方便學生們在課下的時候進行學習和訓練.

例如 在人教版七年級下冊“7.1.2平面直角坐標系”一節中，教師可以通過一個互動的“猜坐標”的活動，讓學生進行猜測.在每輪競賽中，目標會被隨意移動到各個位置.在此過程中，學生只要鍵入x、y坐標，游戲軟件就會根據他們所輸入的結果進行驗證，并給予反饋.配合聲音效果、文字說明等，能給學生帶來一種別具一格的課堂實踐經驗，提高他們的學習積極性.

5 結語

Scratch程序具有某種程度上的簡潔性，這能夠讓學生快速地學會操作，同時也不會因為內容的繁雜而讓他們失去了學習的耐心，這對培養他們的思考能力大有益處，能夠讓他們在一種輕松愉悅的氣氛中獲得發展.在程序設計的過程中，可以為學生安排一些活動，通過實例的方式，讓他們對程序設計過程中出現的問題進行模擬，并在此基礎上做出相應的創新.在Scratch編程的課堂教學中，教師要充分發揮中學生的活潑好動的特點，調動學生的學習積極性，為學生設計互動的Scratch編程游戲，從而培養學生的計算思維.在《Scratch程序設計》的課堂上，我們要繼續探討，尋求解決問題的方法，使之更好地改進課堂教學.教師要在課堂上進行深入的探討與嘗試，將Scratch技術與數學等相關專業的課堂教學有機地結合起來，在推進教與學的同時，使學生的基本素質得以全面發展，以增強他們在數字化社會中應付各類現代社會的競爭力，使他們成為21世紀的國際性人才.

參考文獻：

［1］劉美冬.遵循規律：讓教學走在發展的前面[J].遼寧教育，2017（15）：5-7.

［2］中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]殷德權.初中數學概念教學的實踐與反思[J].新教育，2022（17）：66-68.

[4]Calder N.Using Scratch to facilitate mathematical thinking[J].Waikato Journal of Education，2018，23（02）.

[5]吐爾遜阿依·阿不來提，李龍.中小學計算思維和數學邏輯思維的培養實踐研究——以Scratch編程實現《百錢百雞》為例[J].電腦知識與技術，2020，16（26）：83-84.

[6]李玲云. Scratch在初中數學課堂教學中的應用研究[D].長春：東北師范大學，2023.

[7]陳兆新.淺談如何在小學信息技術scratch編程中培養學生的計算思維[J].科學咨詢（科技·管理），2019（09）：62.

[8]趙凱.運用Scratch Jr輔助小學編程教學[J].實驗教學與儀器，2019，36（01）：51-53.

[9]華劍.例談小學Scratch編程教學策略[J].中國信息技術教育，2018（24）：47-48.

[10]許玉芳.基于STEAM的小學Scratch創意編程課例設計[J].電腦知識與技術，2018，14（24）：208-209+213.