面向創客教育的小學Scratch課程體系設計

曾云雪

摘要：在科技快速發展的今天，創客教育在培養創新人才的現代教育趨勢下不斷發展。Scratch作為創客教育中重要的教學內容，開發一套符合學生認知發展和培養學生創新能力的Scratch課程很有必要。本文基于創客教育思想，設計了Scratch趣味編程、Scratch創意編程、Scratch互動編程、Scratch硬件編程四個層次的編程課程。

關鍵詞：創客教育；Scratch課程；Scratch編程

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）05-0072-03

創客教育與Scratch課程

1.創客教育

目前，創客教育并沒有明確的學術定義，沒有形成嚴謹的課程體系，沒有系統的教學實施措施。中國電子學會現代教育技術分會創客教育專委會聚集了創客、創客教育界的部分專家和實踐者對創客教育進行了定義，定義指出，創客教育是創客文化與教育的結合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育。創客教育是一個發展中的概念，伴隨著經濟的發展和創客文化的普及，特別是越來越多的教學實踐，我們對創客教育會有更加深入的認識。

2.Scratch課程與創客教育

Scratch是美國麻省理工學院（MIT）面向青少年開發的一款圖形化編程軟件，開發的目的是為了培養青少年的創新思維、邏輯思維和合作學習能力。Scratch的編程界面增添了大量素材庫，為學習者的創意做好鋪墊，因此Scratch教學不但有趣，簡單易學，而且還能讓孩子掌握一些專業的計算機編程語言的基本概念。

創客教育的興起與Scratch編程、Arduino等開源硬件、3D打印技術的日漸成熟密不可分。這些個性化、前沿化技術的普及，降低了發明創造的成本和門檻，創新和創造不再只是科學家、發明家的“專利”，沒有任何編程基礎的青少年也能憑借，Scratch編程、3D打印技術和開源硬件這些低價的創新工具，將自己的創意變成現實。

小學Scratch課程及作用

1.小學Scratch課程概述及課程層次

Scratch不僅是編程語言，而且還是非常優秀的創作和表達工具。開設Scratch課程的目的不是要培養碼農，而是幫助學習者學會表達自己。Scratch課程能幫助青少年進行數字化創作，提升從語言表達到編程思維的遷移能力，增強團隊合作解決問題的能力。

Scratch課程分為Scratch趣味編程、Scratch創意編程、Scratch互動編程、Scratch硬件編程四個層次。

2.小學Scratch課程的主要作用

（1）鍛煉語言表達能力

學生進行創作的時候，首先要有一個“好創意”，然后用自然語言來表述他們的創意、想法。先從學生看動畫講故事，再到學生做動畫講故事，隨著課程的開展與深入，學生將用語言加流暢地描述設想與故事更。經過積累，學生詞匯量、遣詞造句能力將會逐步增強，從剛開始簡單的寥寥介紹到完整敘述，從量變到質變。當學生完成從編劇到導演的轉變時，敘述故事是脫口而出，制作則是水到渠成。

（2）提高解決問題能力

學生在用Scratch進行創作的時候，首先需要將創意設計出原型，再進行試驗看看原型是否可行，如果發現錯誤及時修改。認真聽取別人的評價和意見，不斷修改自己的設計使其更完善。如果學生根據想到的好創意設計完成作品，這個作品又激發了新的想法，再進一步完善作品或者創作一個新作品，在這個不斷重復的過程中，問題會不斷出現，促使學生不斷地去分析問題、解決問題。在Scratch中，學生能夠動態地改變每片代碼，并且可以立即看到結果，因此學生能夠在不斷地生成問題、分析問題、解決問題的交互試驗過程中得到巨大的收獲。

（3）增強創造力和合作能力

Scratch的圖形化編程方式，使得學生能從算法與語法中擺脫出來，使得他們將學習的重心轉到創意上面去，更加專注想象和設計，并且能輕松將其實現，真正實現了“讓創意觸手可及”。在Scratch教學中，充分體現了“做中學”的教學理念，學生能夠在簡單的學習中去設計、發明和創造。從課堂實踐中可以看到，當學生自主創作作品時，會不斷產生新的問題，整個制作過程需要解決不斷產生的問題。Scratch的積木拼搭方式也使得程序代碼更容易閱讀，同時非常利于分享，學生可以就同一創作項目進行溝通交流，以小組合作、頭腦風暴等方式來進一步提高課堂效率，發散創新思維。

面向創客教育的小學Scratch課程體系設計

1.課程體系設計的主要思路

Scratch編程教學在貴州地區還處于起步階段，所以筆者從易到難，循序漸進地設計整體課程。在具體教材內容的設計層面，主要考慮知識點的內在聯系。

2.課程體系架構

課程以“項目制作”的方式為指導，設計四個層面的課程體系結構，由易到難按“Scratch趣味編程（基礎知識與技能）—Scratch創意編程（綜合運用）—Scratch互動編程（與傳感器板進行交互）—Scratch硬件編程（編寫硬件程序）”分別聚類設計。

Scratch趣味編程作為課程體系的第一階段，根據Scratch知識點難易程度融入到一個個小項目中，增加編程的趣味性。例如，讓小貓動起來——認識Scratch編程界面；圣誕禮物——角色造型切換；翻山越嶺——設計背景；我是小園丁——事件；小羊肖恩——初始判斷語句；神筆馬良——掌握繪畫相關模塊；等等。

在第二階段Scratch創意編程中，學會創作動畫、游戲等，激發學生創意。例如，大戰苦力怕——掌握追逐類程序的核心思想；打地鼠——掌握隨機的應用；飛揚的小鳥——通過鼠標點擊或者鍵盤方向鍵控制飛行的小鳥越過障礙物；迷宮游戲——完成蜘蛛等怪物巡邏、尋找寶石的功能；憤怒的小鳥——參考《憤怒的小鳥》游戲，設計鼠標控制發送小鳥、克隆小豬阻擋小鳥進攻的功能；太空大戰——制作一個發射類游戲，阻擋外星人駕駛的UFO入侵地球；等等。

第三階段是Scratch交互編程，主要結合Arduino傳感器板實現其交互功能。例如，跳躍的貓——主要幫助小貓跳躍，了解按鈕傳感器的用法；幸運大轉盤——用按鈕功能來制作幸運大轉盤，當按下綠色按鈕時，指針開始在轉盤上轉動，當按下紅色按鈕時，指針停止轉動；聰明的小老鼠——利用光線的值，當光線值變小時，房間環境就會變暗，小老鼠就從洞中出來覓食，當光線值變大時，房間環境變亮，小老鼠被嚇得灰溜溜地跑回了洞里；等等。

第四階段是Scratch硬件編程，通過Scratch擴展版本AS-block編寫硬件程序，將其下載到Arduino設備中實現相應的功能。該階段以項目式教學為手段，設計并制作貼近生活的作品，從而加強學生的動腦和動手能力。例如，投籃計分器——主要實現能夠感應投籃、判斷是否進球、實現自動計分的功能，其中需要使用到四位數碼管、紅外傳感器；智能身高測量儀——主要實現能夠檢測人的身高的功能，需要使用到四位數碼管、超聲波傳感器；昆蟲機器人——能夠檢測人的身高，需要使用到電機；智能風扇——能夠感應是否有人體經過，并自動開啟或者關閉電風扇，需要用到紅外傳感器；等等。

小學Scratch課程體系的教學實施

學校要從自身實際情況考慮，可以分階段、選擇性地開設Scratch課程。Scratch趣味編程和Scratch創意編程可作為班級常態課，建議從小學三年級開始開設，如果學生基礎比較薄弱，學?？蓮乃哪昙夐_始開設。Scratch互動編程和Scratch硬件編程，各學校可以結合自身情況有選擇性地開設，如果條件允許，可以面向全體學生進行教學，如果條件不允許，那么可以先在社團課、拓展課中開設。學校只要擁有學生機房即可開設 Scratch趣味編程和Scratch創意編程課程，而開設Scratch互動編程和Scratch硬件編程課程時，需要購買一些開源的控制器、傳感器等硬件設備。教師根據學生情況分步實施Scratch課程，以范例教學的形式層層推進Scratch的教學，具體如下。

1.研習范例

創作作品需要用到Scratch的大量知識點，這就需要教師在課前做好充分的準備，精選課堂中使用的范例，認真備課，細化知識點，突出教學的重難點。創作作品的重點不是讓學生去記住設計的步驟，而是讓學生靈活使用各模塊來創作作品。

2.模仿設計

學生在掌握了一定的基礎知識和技能后，就可以參照別人優秀的作品進行模仿設計。模仿是學生入門較為有效的一種學習方式。教師在教學過程中鼓勵學生嘗試修改范例，這不僅可以鞏固新知，而且還可以提升技能。對于學生在學習中遇到的問題，教師要及時給予有效的指導。

3.自由創作

對于初學者而言，最開始是模仿設計，學習基礎知識。有了一定基礎之后，再嘗試挑戰有一定難度的任務。學生可根據項目要求，快速掌握相關知識和技能，充分發揮想象進行創作。

4.交流分享

當學生完成了作品設計后，將作品上傳到網絡平臺進行分享，與更多的Scratch愛好者進行交流。在交流過程中，要引導學生客觀、合理地評價他人的作品，用尊重和欣賞的態度去評價他人的創意。評價時，要善于發現別人作品中有價值的信息，并且能夠取長補短，豐富自己的作品。

參考文獻：

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基金項目：本文系貴州省教育科學規劃課題“中小學教師信息技術應用能力結構體系研究”（編號：2015A056）、貴州省教育廳高校人文社會科學研究課題“師范生教育信息技術應用能力混合式培養研究”（編號：2015SSD20）階段研究成果。