基于核心素養的Scratch程序設計教材設計思路解析

朱鳳惠

Scratch程序設計課程是廣受小學生歡迎的一門課程，但究竟該課程傳遞何種教育價值，如何更好地發揮這種教育價值，尚需開展進一步的研究和實踐，但在研究中首先應該明確，教材的設計是關鍵的一個環節。根據河北省中小學信息技術電子教材（以下簡稱“冀教版”）的編寫計劃，筆者所在的小組承擔了冀教版小學Scratch分冊的開發工作，本冊教材安排在小學五年級上學期使用，共計16課時，其中第14～16課時為選修課時。本教材所選用的軟件是Scratch 2.0版。本冊教材的設計思路如下。

目標定位：核心素養

Scratch是由麻省理工學院（MIT）媒體實驗室研發的一種圖形化的面向兒童的簡易編程工具。Scratch語言的設計理念是“想象—編程—分享”，其設計意圖不是為了滿足青少年程序員的培養，而是幫助學生發展學習技能，培養創造性思維。筆者認為，Scratch的定位，非常符合當前基礎教育課程改革中的“核心素養”理念。

所謂核心素養，可以分解為三個層次：最底層的“雙基指向”（簡稱“雙基層”），以基礎知識和基本技能為核心；中間層的“問題解決指向”（簡稱“問題解決層”），以解決問題過程中所獲得的基本方法和基本態度為核心；最上層的“學科思維指向”（簡稱“學科思維層”），指在系統的學科學習中通過體驗、認識及內化等過程逐步形成相對穩定的思考問題、解決問題的思維方法和價值觀，實質上是初步得到學科特定的認識世界和改造世界的世界觀和方法論。[1]具體到本教材，筆者認為需要傳遞給學生的核心素養也可以從上述三個層次進行描述。

以核心素養的三層結構為指引，筆者試圖將上述核心素養滲透到每個單元和每節課中，上頁表1列出了整冊教材的內容構成和每個單元所承載的核心素養。

內容選擇：知行并舉

經過上述對核心素養的描述，我們不難發現，本冊教材在課程目標上不僅注重學生對基礎知識的掌握，更注重其應用能力的培養，即體現了知能課程“知行并舉”的理念。因此，在本冊教材內容的選擇上，筆者也力圖踐行這一理念，避免“重理論輕實踐”式的知識灌輸或“重實踐輕理論”式的技能訓練。

根據知能課程理念，課程內容涉及兩大類知識：一類是涉及事實、概念以及規律、原理方面的“陳述性知識”，另一類是涉及技能及策略方面的“程序性知識”。所謂知行并舉，就是要做到陳述性知識（理論導向）和程序性知識（行動導向）并重。[2]體現在教材中，就是要選擇那些能夠建立兩者聯系的內容作為教材的內容，并將其通過具體的活動設計緊密聯系在一起，避免孤立的理論知識學習和孤立的技能訓練。本冊教材中，除了初始的一兩節課外，其他課時的內容均實現了理論導向知識和行動導向知識的整合，在此以第8課《飛行特訓》為例進行說明。

例1：第8課《飛行特訓》節選。

基礎知識：偵測模塊“碰到‘角色’”的使用方法；直到型循環的使用方法；克隆體控件的使用方法。

基本能力：能夠用不同的方式控制角色的運動；能夠結合“碰到角色”控件、“變量”控件、直到型循環搭建腳本實現功能；學會通過克隆體控件簡化程序。

任務設計：小貓駕駛飛行器在太空中飛行時，要在有限的空間內躲避若干無序飛行的障礙物，若飛行器被擊中4次，游戲結束。飛行器的生存時間越長，訓練完成度越好。游戲界面如圖1所示。

想一想和做一做：

①在星空背景下，使用“偵測顏色”控件來偵測飛行器是否與障礙物碰撞合理嗎？

②我們在活動中設定的是“若飛行器被擊中4次，游戲結束”，如何判斷飛行器是否被擊中了4次呢？

③空間中的障礙物并非只有一個，如果將每一個障礙物都作為一個角色來看待的話，需要在Scratch中添加多個角色，這樣會過于繁瑣。那么，有沒有更好的方式來解決這一問題呢？

案例解析：在這個任務中，所有的“基礎知識”和“基本能力”都是通過“想一想和做一做”整合在一起的。例如，問題①，飛行器要能夠在飛行的過程中偵測到空間里的障礙物，并躲避。可能會有學生想到用已經學習過的“顏色偵測”控件來偵測障礙物，但經嘗試發現并不能很好地達到偵測目的，因為障礙物的顏色并不是純色。與“顏色偵測”控件不同的是“碰到角色”控件是針對某一角色進行偵測，偵測條件更準確、更符合任務要求。學生通過比較這兩個控件，在程序修改過程中掌握“碰到角色”控件的使用方法。問題②中，則需要引入變量，使其能夠記錄不斷變化的飛行器被擊中的次數，另外還需要結合直到型循環控件的使用，這樣的設計便于將變量的功能和賦值、循環條件的判斷和執行融為一體，不僅利于理解新概念，也利于將其遷移應用。問題③的提出，能夠自然引出新控件“克隆體”的使用，能夠幫助學生理解“克隆體”簡化程序的優勢。

內容設計：聚類思想

在具體教材內容的設計層面，筆者主要以聚類思想為指導設計教材內容的整體框架和章節結構。聚類化課程設計思想，就是依據某種線索組合一系列教學項目，形成具有內在聯系、螺旋上升和發散結構的教學單元，循序漸進地展開課程。研究表明，大致有三種聚類方式：以相似的功能聚類，以相似的目標聚類，以相似的技術思想聚類。[3]

在本冊教材中，筆者以“實例制作”為線索，構成宏觀層面的單元體系結構，由易到難按“初識篇（基礎知識與技能）—故事篇（設計小動畫）—游戲篇（開發小游戲）—軟件篇（開發小應用程序）—拓展篇（虛實結合，體驗聲音交互）”分別聚類設計各單元課時，如表2所示。

在課時層面上，筆者主要采用了以相似的目標類聚課程內容的方式，即使用不同的技術工具解決相同的問題，如例2所示。

例2：如何將角色移動到某個具體的位置？

方法1：使用控件。

方法2：使用控件。

方法3：使用和控件。

案例解析：上述三種方法均是將角色移動到具體位置的常用方法，區別在于方法2比方法1和方法3多了時間的限制，是在規定時間內完成位置的移動，更加適用于對時間控制比較嚴格的情境；而方法3則是有針對性地分別對X和Y坐標進行修改來達到位置移動的目的。即三個方法均能實現相同的功能，但在使用時就要求學生能夠根據實際需要選擇合適的工具。例如，在第4課《貓和老鼠》中，上述三種方法均出現了，但使用時卻不盡相同。在任務一“貪吃的小老鼠”（如圖2）中，小老鼠要吃到桌上的蛋糕，很明顯需要將小老鼠移動至蛋糕的位置，三種方法均能達到目的，但在“小老鼠吃蛋糕”任務中（如圖3），我們的要求是幫助小老鼠吃到沿途的美食，而且這些“美食”都是在水平和豎直路徑上，這時小老鼠在吃第一個蛋糕時，可以只修改它的X坐標，即只使用控件；在吃第二個蛋糕時只修改它的Y坐標，即只使用控件。據此簡單操作即可完成任務，避免使用其他兩類控件需要同時修改X和Y坐標的繁瑣。

內容呈現：生活化與結構化

1.教材內容的生活化呈現

生活化即回到學生的生活世界，從學生的經驗出發逐漸引入新的概念。知識的學習和掌握是有規律的，既要遵循知識的學科邏輯，又要遵循學習者的年齡與心理邏輯，更要遵循知識的生活邏輯。實際上，由于生活的整合性，使得知識的生活邏輯可能是解決知識的學科邏輯與心理邏輯之間矛盾的鑰匙。[4]

以生活化為導向，本冊教材中每個新的概念都力圖結合學生已有的經驗進行描述。例如，在第4課《貓和老鼠》中，為了使小老鼠移動到蛋糕的位置，教師需要引入坐標的概念，而本冊教材的學習對象——五年級學生尚未接觸過坐標系，但小學階段的數學課程中，有“在方格紙上用對數表示位置”這一知識點，具有樸素的坐標概念。因此，本教材從“在方格紙上用對數表示位置”“用行列表示學生在教室中的具體位置”等學習和生活經驗出發，讓學生真切地體會用水平和豎直方向的交叉點來表示位置的方法，幫助學生理解坐標和坐標系的概念。又如，在第1課《夢想劇場》中介紹有關“程序”的概念時，教師要先從生活中的經驗出發，說明“程序”是指做某一件事的流程，如做飯的流程、洗衣服的流程等，然后再給出計算機程序的概念——為了解決某一任務而將指令依次組合在一起的指令序列。

2.教材內容的結構化呈現

由于本冊教材主要的面向對象是五年級的學生，因此本著方便學生閱讀，減少認知負擔的原則，筆者將本冊教材的內容以結構化的形式呈現，每一課時均由以下幾個部分構成：①學習目標。在每節課伊始，先呈現本節課的學習目標，方便學生把握該課的主要學習內容。②內容結構。采用思維導圖的形式梳理知識內容，建立知識體系，同時幫助學生形成知識建構。③任務描述。在每節課中設計一個任務情境，明確任務目標，形成學習成果的可視化預期。④任務分析。在本冊教材中，任務分析表遍布每一課時，可以利用它作為轉換支架[5]，幫助學生梳理任務元素和問題解決的過程，支持他們把純自然語言的描述轉化為Scratch的腳本編寫流程。⑤操作步驟。在此部分內容中，筆者避免了說明書式的教材編寫模式，不是直接羅列每一個具體的操作步驟，而是按“要做什么—為什么要這么做—怎么做”的思路組織操作步驟，讓學生知其然更知其所以然，即所謂“行其所知”。此外，在操作步驟中有很多“做一做”和“想一想”的探究活動，提示學生在搭建腳本的過程中，不斷發現和思考新的問題，不斷修改和調試腳本，這種反復嘗試探究的過程不僅有利于學生理解程序編寫的過程和方法，還能培養他們自主學習的能力，培養其學習的成就感。

小結

總體而言，本教材具有以下特點：①基礎性，彰顯核心素養。本教材以培養學生的計算能力為基礎，并進一步培養他們的學科核心素養。②實用性，培養成就動機。本教材的主旨在于培養學生分析問題、解決問題的能力，一切從解決問題出發，以問題解決為目的。③趣味性，開發趣味作品。從本教材的內容結構上可以看出，每一課的內容都是一個有趣的故事或者游戲，讓學生在這種游戲中學習，做到“玩中學”“學中玩”，激發他們的學習興趣，引導其創作自己的作品。④啟發性，促進主動學習。通讀本教材可以看出，同一個問題可能具有不同的解決方法，但是這些解決方法不可能在教材中一一列出，因此強調循序漸進地引導學生主動探索，調動他們學習的積極性和主動性，讓其真正成為學習的主人。

參考文獻：

[1]李藝，鐘柏昌.談“核心素養”[J].教育研究，2015（9）：17-24.

[2]鐘柏昌，李藝.論知能課程——教育技術學專業課程改革的一種新思路[J].電化教育研究，2011（3）：30-35.

[3]鐘柏昌，李藝.信息技術課程內容組織的三層架構[J].電化教育研究，2012（5）：17-21.

[4]余小茅.問題的實質是教育如何回歸生活[N].中國教育報，2005-10-15（3）.

[5]鐘柏昌.論支架理論視野下的局部探究教學模式[J].中國電化教育，2011（1）：106-109.