宋蒙蒙 馬浩淼
摘要:Scratch是一款由麻省理工學院開發的可視化編程軟件。隨著在線教學的蓬勃發展,針對融合“線上”+“線下”的Scratch教學需求增多的問題,研究通過課前、課中、課后三個環節展開教學活動,將混合式BOPPPS教學模式應用于Scratch教學,旨在提高學生的課堂參與度、學習深度、學習效果,以及實現良好的師生互動。本研究以主題為《植物大戰僵尸》的Scratch教學為例進行教學設計,以此驗證該教學模式的效果,并提出了針對該教學模式的建議,為廣大教師提供參考和借鑒。
關鍵詞: Scratch;Scratch教學;可視化編程;混合式BOPPPS教學模式;教學設計
中圖分類號:TP312 文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2024)11-0171-03
0 引言
在傳統編程教育中,學生對于抽象的編程知識往往不易理解,從而逐漸喪失對編程的興趣。針對傳統編程教育存在的一系列問題,美國麻省理工學院(MIT) 的學者開發了一款充滿趣味性的面向青少年的圖像化編程軟件——Scratch。與Java、C++、Python相比,學生使用Scratch已有的封裝好的有代碼的積木塊就可以實現程序設計。近年來,經過全球超過100所大學和產業培訓機構的應用實踐證明,BOPPPS教學模式的確是一個“有效果”“有效率”“有效益”的教學模式[1]。混合式BOPPPS教學模式是一種綜合了不同教學方法和原則的教學設計模式,用于促進學生在Scratch編程教學中的參與、學習和理解。在Scratch 編程教學中,結合混合式BOPPPS教學模式所制定的教學設計可以為學生提供更有效的學習體驗。Scratch編程教學注重學生的實際編程經驗,鼓勵學生的創造性思維和解決問題的能力。通過混合式BOPPPS教學模式,Scratch編程教學可以使學生更好地組織和實施這種教育體驗。
1 理論基礎
1.1 BOPPPS 教學模式
BOPPPS教學模式源于20世紀70年代的加拿大英屬哥倫比亞省的教師教學技能培訓工作坊ISW (In‐ structional Skill Workshop)[2],是北美國家諸多名校比較推崇的一種教學過程模型。BOPPPS教學模式主要以建構主義為理論依據,注重學生深度參與,以參與式學習活動為主,是“有效果”“有效率”“有效益”地促進學生積極參與課堂學習的教學模型。該模式具體將教學過程分為六個階段,分別為引入(Bridge-in) 、教學目標(pOatbojreyc tLiveea)r n、i前ng測) 、(P后re測-as(Pseossst-maesnste)s 、sm參e與nt)式 和學總習結(Pa(Srtuicmi‐‐ mary)( 如圖1所示)。其中,引入是指教師在教學前進行的與教學內容相關的活動,其目的是吸引學生的注意力,引發學生思考,并幫助學生專注于即將學習的內容。該階段可以采用實例、新聞、強烈對比和個人事件故事等策略;教學目標是指預期學生通過教學活動可以達到的學習效果,其目的是讓學生掌握明確的學習方向;前測是為了了解學生的知識水平,進而調整課程內容的深度和進度,使學生聚焦特定目標,一般采用提問、小測驗、集體討論等策略;參與式學習是提高學生參與度的核心部分,可通過增強師生互動、生生討論、開展團體活動的方式進行合作,以適應多樣化的教學目標;后測的目的是了解學生學習效果,并檢驗教學目標是否達成;總結課堂內容可以幫助學生整合學習,引導學生反思。這六個階段都是為了達到教學目標而層層遞進的,與課堂的 5W(Why/Who/Do What/Under What/How Well) 教學要素建立了緊密的聯系。
1.2 Scratch
Scratch是一款由美國麻省理工學院(MIT) 開發的面向青少年的免費簡單的圖形化編程軟件。它是一種教育性的編程語言和視覺編程環境,旨在幫助人們學習編程的基本概念和技能,特別適用于初學者和兒童。Scratch界面主要包括菜單欄、指令區、代碼區、舞臺區、角色區和背景區這幾個部分。Scratch以形象、直觀的積木指令代替了枯燥、難記的代碼指令。Scratch高度可視化的界面和積木組合式程序設計方法可以免除代碼輸入錯誤的困擾,可以制作出具有故事情節的動畫或交互式游戲[3]。該軟件具有以下的特點,如圖2所示。
第一,圖形化編程。Scratch 使用圖塊(blocks) 和拖放的方式,使編程變得直觀而容易理解。學生可以在圖形界面中組裝代碼塊來創建程序,而不需要編寫復雜的代碼。
第二,互動性。Scratch 支持創建互動性的多媒體項目,包括動畫、游戲、故事和模擬。學生可以輕松地制作自己的多媒體作品,同時學習編程概念。
第三,社區和共享。Scratch 社區允許用戶上傳、共享和探索其他人創建的項目。Scratch 社區還鼓勵學生分享他們的作品,從他人的項目中學習,并與全球范圍內的其他Scratch 用戶交流。
第四,教育資源。Scratch 提供了大量的教育資源,包括教材、教程、挑戰任務和示例項目,以幫助教師和學生更好地利用這個平臺。
第五,跨學科性。Scratch 不僅可以用于教授編程概念,還可以與其他學科(如數學、科學和藝術)結合使用,創造跨學科的學習體驗。
第六,適用性廣泛。Scratch 適用于各個年齡段的學習者,從小學生到成年人,都可以受益于使用這個工具學習編程。
第七,免費和開源。Scratch 是免費的,并且是開源的,意味著任何人都可以自由使用、修改和分享它。
總之,Scratch 是一個非常受歡迎的編程工具,旨在通過互動性和創造性的方式向學生教授編程概念,使編程教育變得更加有趣和可訪問。它已在全球范圍內被廣泛采用,被用于學校、社區和家庭中的編程教育。
2 混合式BOPPPS 教學模式的Scratch 編程教學設計
2.1 編程教學模式設計
針對傳統編程教學枯燥無味的現象,Scratch為編程教學提供了新思路。然而,在Scratch編程教學的過程中,由于缺乏對Scratch的本質認識,學生在學習編程的過程中可能浮于表面,只是簡單地學習相關編程概念,達不到深度學習和有效教學的程度。在教育教學實踐中創新教學模式,既是檢驗、完善Scratch教學理論的關鍵步驟,也是深度挖掘Scratch教學規律的必要環節。在“互聯網+”時代,“線上”+“線下”的混合式教學方法與成熟的BOPPPS教學模式的相結合對于Scratch教學來說存在著天然的優勢。將該模式應用于Scratch教學,一方面,該模式結合線上線下教學方式解除了學生更多時間和空間限制,可為學生提供更靈活和個性化的Scratch教學;另一方面,該模式具有較高的教學效率,能夠有效地吸引學生的注意力,激發他們的學習興趣,從而達到更好的教學效果。
混合式BOPPPS教學模式的Scratch編程教學模式設計,以BOPPPS教學模式的六個階段為主線,將教學過程劃分為課前,課中和課后。課前主要包括BOPPPS教學模式中的引入(B) 、目標(O) 和前測(P) ,課中主要包括BOPPPS教學模式中的參與式學習(P) ,課后主要包括BOPPPS教學模式中的后測(P) 和總結(S) 。
課前階段主要是學生根據教師發布的導學資源進行自主學習,并提前了解本節課的編程任務,為課中更快上手Scratch操作做好準備。學生在完成線上資源學習后,還可以通過教師發布的測試表達自己對本節課的訴求和建議。
課中階段是Scratch教學中的核心部分,學生的參與程度決定了教學目標的完成度。這一階段需要結合學習目標與前測結果,明確參與式學習的目標與要求。教師在這一階段的主要以案例或任務的形式展開,引導學生進行案例的設計、呈現,為學生提供操作上的指導,并組織學生在Scratch社區進行共享和評價。學生在這一階段在教師的引導下分解案例或任務,并進行分析和實施,最后在Scratch社區進行成果的展示和評價。
課后階段中的后測主要是檢測學生在教學過程中學到了什么,評測學生的學習程度,總結主要是教師對學生作品的點評以及對重難點的強化和總結。麻省理工學院推出的Scratch社區平臺,是一個龐大的社交平臺,不僅能夠將Scratch編程的創造性作品發布到社區,還能進行協作編程交流。在這一階段,學生把作品上傳至Scratch社區,社區中其他人也可以隨時隨地欣賞作品并發表意見和建議,促使學生不斷完善作品。
2.2《 植物大戰僵尸》教學設計案例
2.2.1 課前
①引入。《植物大戰僵尸》是一款大多數學生都玩過的益智策略游戲,該游戲以其趣味性、創新性和策略性而備受同學們的歡迎和喜歡。因此,本節課運用《植物大戰僵尸》的游戲來引入。教師上傳有關《植物大戰僵尸》游戲的導學素材和課程資源,學生根據自己的想法以及教學目標進行自主學習。
②目標。《植物大戰僵尸》中角色主要包括豌豆射手和僵尸,所用到的積木主要包括重復執行、下一個造型、移動、顯示、隱藏、克隆等功能。本節課的教學目標主要為:
知識與技能:理解重復執行、克隆、下一個造型、顯示隱藏的概念;學會啟動以及顯示隱藏克隆體。
過程與方法:掌握克隆程序復制豌豆的方法;運用相關積木讓豌豆射手和僵尸動起來,培養編程思維、解決問題和的能力。
情感態度價值觀:通過探究活動,培養學生對編程的學習興趣,激發學生的求知欲。
③前測。結合學生的學情,了解學生掌握Scratch 的程度,以及對教學目標的熟知程度。前測主要采用問卷的形式對學生進行測驗,內部包括學生的基本情況、測試題目以及學生對本次課程的建議。
2.2.2 課中:參與式學習
這個階段體現了以學生為中心的思想,是整個教學過程的核心。通過課前的預習和前測的反饋,教師已對學生的知識水平有了初步的了解。在課中階段教師先簡單地引入《植物大戰僵尸》這個任務案例,再次提出本次任務的編程目標:讓豌豆射手用豌豆射擊僵尸。學生則根據任務進行分解、分析,設計出完成該目標的方案,并在教師的指導下用Scratch進行實驗驗證。然后,教師組織同學分享、展示和討論各自的作品,并不斷完善。最后,學生將完善后的作品上傳至Scratch社區,讓更多人可以欣賞和評論,促使自己提高和進步。
2.2.3 課后
①后測。后測與前測相呼應,主要檢測學生本節課的學習成果以及教學目標的完成程度。Scratch教學后測的形式有學生反思、個人報告等。本次課教師主要采用匯報的成果性評價形式,要求每位學生匯報介紹自己的作品,以此來檢驗對Scratch的掌握程度和對編程知識的理解遷移程度。
②總結。總結是幫助學生強化的過程。學生上傳作品至Scratch社區后,教師最后針對每位同學的最終完善情況和反饋情況做出小結,師生之間可以采用點評交流、繪制思維導圖等形式優化總結、凝練重難點,從而為后續課程打下基礎。本次課的總結主要采用在Scratch社區線上點評交流的形式,在對作品進行評價的同時,幫助學生回顧編程知識點,強化學生的知識遷移能力。
3 混合式BOPPPS 教學模式的Scratch 教學建議
應用 BOPPPS 教學模式的教學設計應圍繞教學目標,將單純的課堂教學設計擴展到對課前預習、課堂參與和課后復習與實踐均進行有序和細致的安排,這樣才能夠取得理想的教學效果[4]。基于混合式BOPPPS教學模式的Scratch教學充分體現了以學生為中心、以教師為主導的原則,有效調動了學生學習的主動性和積極性。
3.1 課前:利用線上平臺,結合Scratch的趣味性創設情境
編程知識可以很好地蘊含在Scratch編程的游戲作品中,應用混合式BOPPPS 教學模式,教師可在Scratch教學前利用Scratch的游戲特性作為課前引入的內容,以此來激發學生對本節課的興趣。教師將本節課的任務以游戲的形式呈現出來,讓學生利用編程知識進行游戲的設計以及操作,這個年齡階段的學生本身就對游戲具有很高的興趣,通過趣味性的游戲設計不僅活躍了課堂氣氛,而且促進他們對信息技術的掌握,以此實現教學的良性循環。
3.2 課中:結合Scratch的創造性,線下Scratch項目編程
在運用混合式BOPPPS 教學模式的Scratch教學實踐中,教師應該主要把課中時間更多了留給學生,讓學生深度參與教學過程中,激發他們的創作力。Scratch 軟件具有創造性的特點,利用Scratch 中的積木模塊就可以實現復雜程序的制作。因此,教師就需要在課前引導學生利用Scratch 軟件對案例任務進行創新,激發他們創作的欲望和能力。比如說在《植物大戰僵尸》一課中,教師交代了游戲最終實現的要求,學生就需要根據要求在教師的指引下設計出方案,不斷優化創新并加以實現,充分發揮自身的創造力。
3.3 課后:采用多元評價方式,Scratch 社區交流分享
在應用混合式BOPPPS教學模式的Scratch教學實踐中,學生有“線上”和“線下”兩種學習方式。教學目的不是為了培養少年程序員,而是讓學生可以通過Scratch表達自己,幫助自己發展技能和解決生活中的問題[5]。因此,教師應多給學生提供互動交流的機會,既要合理安排“線下”的交流合作,也要促進“線上”的跨平臺和地域的分享溝通。同時,教師也要采用多元化的評價方式,不能局限于單一的評價,應采用全面客觀的方式評價學生各方面能力提升的情況,并結合Scratch社區平臺,以實現教學效果的最大化。
4 結束語
混合式BOPPPS教學模式的Scratch教學設計體現了以學生為中心的教學思想。針對課程教學目標,結合BOPPPS教學模式的導入、目標、前測、參與式學習、后測和總結六個階段,從課前、課中和課后三個環節開展的Scratch教學。既合理安排了教學活動,又能夠充分體現學生學習的主動性、積極性和創造性,以獲得較好的教學效果,從而轉變教師“教”和學生“學”的方式。
【通聯編輯:王力】