Scratch軟件在初中數學教學中的應用實踐

摘要：Scratch是一種可視化的教學程序設計軟件，它具有操作簡便、表現形式多樣、動態交互能力強、反饋實時性強等特點，是指導中小學生實施程序設計教學的主流選擇。因而，將Scratch軟件運用到初中數學教學中，對數學課程教學和學生的個人發展均具有一定的促進作用。所以，本文根據初中數學教學中存在的問題和Scratch軟件的特征，對其進行了分析，探討Scratch軟件在初中數學課程中的應用并且加以闡述，希望為相關人員提供參考。

關鍵詞：Scratch軟件；初中數學；應用策略

一、引言

Scratch是一款非常受歡迎的少兒可視化編程軟件，它的操作簡單、情景生動，具有較強的實用價值。將Scratch軟件應用于初中數學教學中，能夠促使學生對數學知識產生興趣，相對于幾何畫板軟件等常見的數學課堂輔助教學軟件，Scratch軟件能夠更好地提高學生的學習興趣，并且能夠激發學生在數學課堂上學習的主動性。

二、Scratch軟件的功能與應用優勢

（一）Scratch軟件介紹

Scratch軟件是MIT Media Lab研發的一款全球性的圖形編程工具，目標人群為8-16歲的學生，利用Scratch軟件，用戶可以輕松、快速地創造小游戲、小故事、動畫等，也可以將作品上傳至官網，與全世界的編程愛好者進行交流[1]。以Scratch2.0版本為例，界面包括菜單，標題欄、腳本區、指令區、控制按鈕、工具按鈕、角色區、舞臺區，該軟件界面如圖1所示。

（二）Scratch軟件的應用特點

Scratch軟件簡化了程序設計過程，使編程設計更容易學習。Scratch軟件具有簡單的界面和容易使用的界面，且Scratch軟件的使用者并不需要精通Java、C++、Python等編程語言，Scratch軟件的編程理念是以模塊化方式呈現的，而且Scratch軟件具有“修補性”的特性，可以讓學生對模塊進行組合和分解。同時，Scratch軟件的使用者只要理解他們需要完成事情的邏輯，就可以創造有趣的應用，例如動畫、游戲等[2]，也為教師在課程教學中應用Scratch奠定了基礎。

Scratch是一個整合了視覺，聽覺，數字和符號表達于一體的平臺，這些特點使各表征之間相互作用。當用戶在Scratch軟件中開發內容或修改已有程序時，可以利用與動作相關的數位和符號進行表示，而在程序中添加音效時，還會用到聽覺感官。通常，通過多感官的組合表達可以得到更多的信息，且用戶會將這些信息連接起來，幫助理解，有利于提升初中數學課堂教學的生動性、應用性。

在Scratch軟件中，用戶可以將模塊拖到腳本區，然后再將模塊分解。程序運行后，用戶可以在屏幕上看到結果，這樣的反饋非常及時[3]。此外，還可根據使用者的需要，對編寫劇本的組合次序、編號、符號作出調整，獲得即時的視覺反饋。并且當使用者按照應用程序的指示輸入資料時，也可以隨時得到資料輸入的正誤回饋，例如以聲音提示、文本提示等形式出現。

具體而言，Scratch軟件的應用特點如表1所示。

（三）Scratch軟件的應用優勢

在初中階段，記憶數學概念的性質和掌握數學語言是一個常見的難點，Scratch軟件能夠評價并修正程序中的程序錯誤，有助于使學生更好地掌握數學知識和程序概念。在Scratch軟件中，不同色彩的模塊分別表示了不同的函數，并且只能通過正確的語法進行組裝。在課堂教學中，教師可以基于此設計游戲情境，讓學生親自操作、實踐練習，避免犯低級錯誤。學生使用Scratch程序時，還可以自行檢查，并完成實操后也可以即時獲得程序結果，這能幫助學生及時改正錯誤觀念。同時，Scratch還能夠幫助教師將難以理解的數學概念呈現給學生，可以引入富有教育性的、吸引人的視覺內容，吸引學生的注意力。

基于Scratch技術實施初中數學教學活動，教師運用合作、共享等方式，使學生的主體性得到了最大程度的發揮，從而增強學生在數學學習中的主動性。將Scratch方法運用到數學教學中，可以為合作學習創造條件，幫助學生將不完整的思想解釋出來，或者整理和驗證預測[4]。這樣，有利于進一步發揮學生的主觀能動性，調動他們的學習積極性。

三、Scratch軟件在初中數學教學中的應用

（一）結合信息軟件，創設教學情境

基于Scratch軟件在初中數學教學中的應用，對于學校基礎設施的要求較低，伴隨著我國教育信息化的持續推進，絕大部分學校均安裝了電子白板或希沃白板，教師也配有電腦，校園內實現了無線網絡的全覆蓋，為信息技術與初中數學教學融合奠定了基礎。

例如，講解數軸時，教師可以結合數軸的概念進行類比，結合公交車站牌、電線桿等物體的位置關系自然地引出數軸的概念。配合Scratch軟件中豐富多彩的界面設計，為學生營造生動、翔實的游戲情景，能夠激發學生的學習和探索欲望，有利于保障學生高質量地完成課堂實踐任務。能夠讓學生在游戲任務驅動下掌握數軸的概念，實現從游戲到知識的轉化，在實踐中提高學生學習的成就感[5]。

教師講解數軸知識時，可以結合Scratch軟件中的鯊魚捕魚游戲，配合鍵盤中的左右兩個按鍵，控制屏幕中的鯊魚進行左右移動。當鯊魚碰到小魚時，即表示鯊魚成功捕捉一條小魚，這時鯊魚碰到的小魚會消失，并且在積分牌上得分加10分，當鯊魚吃完了界面中的所有小魚后則游戲結束。以鯊魚捕魚為游戲切入，開展相應的教學導入，帶領學生通過鍵盤操作鯊魚，深入體驗游戲，能夠顯著激發學生的學習興趣。然后，教師在學生體驗游戲結束后，以鯊魚和小魚的各自位置關系為切入，帶領學生回看操作過程，并組織學生以鯊魚和小魚的位置關系設計數軸，將游戲中的多個角色抽象出來，繪制到數軸上，并為其標出相應的數值。教師講解完繪制要求后，讓學生在練習本上畫出游戲中不同角色在數軸上的對應數值。其間，教師要強調數軸的三要素及原點正方向和長度單位。

（二）利用技術工具，組織學習活動

Scratch軟件能夠幫助學生以直觀形象的形式理解數學問題，拆解數學閱讀材料，也能夠促進學生主動參與課堂學習，有利于促進學生的合作學習。例如，講解圖形旋轉時，可以為學生劃分不同的學習小組。各小組先進行討論，然后各小組選取一名代表，在Scratch軟件中自行創建風車程序。其中，教師要提出具體要求，例如通過某一圖形的旋轉變換得出風車效果。部分學生選擇等邊三角形為基礎圖形進行旋轉，也有同學選擇直角三角形為基礎圖案進行設計。

總之，無論選擇哪種圖形，教師都要帶領學生在實踐操作中把握旋轉角度和圖形旋轉效果。教師需要在學生動手操作前，結合Scratch軟件的操作界面做好演示，為學生實踐探究提供支持。同時，教師也可以鼓勵學生在實踐操作時發揮主觀能動性，提升圖形設計的美觀度。例如，可以對旋轉圖形進行一定的色彩變化，使風車設計得更加美觀精致。最后，各小組設計完成后，教師可以結合各小組的項目作品組織學生進行交流展示，讓學生結合本小組的設計思路介紹作品中蘊含的數學知識，并進一步把握Scratch軟件與數學之間的關系，促成學生對數學概念、數學性質等知識的深入理解和歸納。

（三）發揮平臺作用，展示學習成果

教師除了要創設豐富的游戲情境，適應教學需求以外，還要能夠鼓勵學生自主操作，使課堂成為學生學習成果展示的平臺。例如，講解數軸時，教師可以鼓勵學生基于Scratch軟件對作品進行評價。然后，與同桌或同伴相互評價。為了使學生學習成果得以展示，教師可以設計作品評價表，其中分為不同的評價等級，分別為優秀、良好、合格、不合格，優秀作品要滿足美觀性、知識性、創新性三重要求。

良好作品較優秀作品稍差，但也能夠展示本節課的知識，能夠合理地創設應用情境。合格作品是指能夠基本展示本節課的知識，但案例缺乏創新性，與教師提供的內容基本相同，在美觀性上稍差。不合格的作品是指無法體現知識且缺乏美觀性、創新性。

為了提升教學效果，教師還可以結合Scratch軟件對本節課的知識進行鞏固，為學生設置課堂測試環節，讓學生在限定時間內完成課堂任務，檢驗學生的知識學習情況。其間，教師要觀察學生的學習態度、學習成果，以及學習任務的參與和完成情況，并為其設置綜合

評價。

（四）基于教學評價，鞏固課堂所得

在初中數學教學中，教師要充分考慮學生的理解能力、思維特點，結合初中生活潑好動，但注意力難以長時間集中的現實問題。在教學中，教師要善于發揮技術優勢，為學生營造直觀生動的教學課堂。例如，講解“角的整合”時，教師可以結合Scratch軟件設計“憤怒的小鳥”等游戲場景。其中，在游戲界面上操作者需要用鼠標靈活調整小鳥不同的發射方向和發射力度。多次調整后，當小鳥碰到小豬后，則游戲成功，否則則結束游戲。在“憤怒的小鳥”這一游戲中，教師可以先讓學生進行操作，然后以問題的形式啟發學生思考。

例如，教師詢問學生：這個游戲中，大家如果想要通關成功，關鍵是什么。學生通過思考，回答教師的問題：關鍵在于發射小鳥時選擇的角度和力度。這時教師可以結合游戲中的角進行展開，并從游戲情境中抽象出角的含義，帶領學生結合角的頂點和角的兩條邊進行模型繪制。最后，教師還可以帶領學生開展度分秒的相關測試，檢驗學生對本節課知識的掌握情況。

四、Scratch軟件在初中數學教學中的應用反思

（一）重視任務教學設計

將Scratch軟件應用于初中數學教學中時，教師需要明確任務設計要能夠使課堂教學有的放矢。安排教學任務時，教師要考慮學生的接受能力，并根據學生的學習基礎、接受能力以及本節課的教學重點，靈活設計教學進度。例如，講解新知識時，教師可以采用游戲導入法，帶領學生提高對所學知識的學習興趣，采用任務驅動法激發學生學習的主動性，鼓勵學生在課程學習中獨立思考、自主解決問題。

（二）發揮軟件應用的靈活性

應用Scratch軟件時，教師要能夠使其服務于教學內容安排和教學設計上，要貼合本班學生的實際，結合學生的學習需要。選擇內容時，教師可以利用Scratch軟件的豐富性、趣味性強等優勢，選擇與實際相關聯的數學知識，選擇較抽象的數學概念，利用Scratch軟件進行直觀生動的展示，進一步引發學生的思考。同時，教師也可以選擇綜合性知識或跨學科知識，以培養學生的主動學習意識與合作探究精神。

五、結束語

通過將Scratch軟件應用于初中數學教學的應用進行分析，學生對于課堂教學的學習積極性有了明顯提升，配合Scratch軟件豐富的界面、功能多樣化的信息展示形式，學生在課堂中的注意力明顯提升，溜號、跑神現象得以減少，但部分學生展現對Scratch軟件的接受能力有限的問題，加上部分學生的編程思維邏輯思維能力發展受限，在課堂中只能完成基礎任務，在難度較大的任務中缺乏獨立完成能力。基于此，教師在教學設計中要合理調控游戲場景的任務時間和任務內容，要突出任務的循序漸進性，突出分層教學，使學生能夠對Scratch軟件有充分的熟悉度，在此基礎上再安排內容，從而更好地達成面向全體學生、實現因材施教的教學效果。

作者單位：王愛斌 甘肅省靜寧縣雙峴初級中學

參考文獻

[1]王文錫.GeoGebra軟件在初中數學教學中的應用研究[J].學周刊，2023，（24）：39-41.

[2]周婷婷.Scratch軟件在初中數學教學中的應用初探[J].數理天地（初中版），2023，（05）：96-98.

[3]劉冬冬.Scratch在初中數學教學中的應用探析[J].電腦知識與技術，2023，19（02）：121-123.

[4]張平.GeoGebra軟件在初中數學信息化教學中的應用策略[J].新課程研究，2022，（21）：108-110.

[5]李玲云.Scratch在初中數學課堂教學中的應用研究[D].東北師范大學，2021.