基于腳本解構的Scratch教學

摘要：本文在計算參與理論的指導下，針對小學Scratch教學中的常見問題，立足整體，構建了基于腳本解構、建構的學習路徑，努力提升學生的系統思維能力和創新水平。在此基礎上，作者探討了該路徑在小學Scratch部分教學中的實踐應用，并提出了教學注意點。

關鍵詞：Scratch;解構;重構;逆向工程

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：B? 論文編號：1674-2117（2019）17-0030-04

● 問題提出

Scratch是美國麻省理工學院開發的一套開源程序，與傳統編程軟件相比，它不需要用鍵盤逐行輸入代碼，而是拖拽已定義好的程序模塊，像搭建房子一樣實現程序的編寫，讓學生充分體驗到創作的樂趣。采用Scratch開展程序設計教學有如下特點：

（1）界面直觀，趣味性強。Scratch提供了類似視頻編輯器的界面舞臺，在上面可以任意添加、編輯和拖拽角色以及背景，加上豐富多彩的角色庫以及背景庫，哪怕只是最簡單的選擇和擺布，也可以設計出生動有趣的動畫場景，能夠一下子就抓住學生的注意力。

（2）入門簡單，操作性強。Scratch采用了圖形化編程，學生只需動動鼠標就可以進行編輯，控件的上下組合可以清晰地表現程序的流程。Scratch的修改也很簡單，無論是舞臺上的角色，還是腳本區內的腳本，都可以輕松地增減和調整。

（3）功能強大，創造力強。Scratch不僅可以控制舞臺上的演員的活動，還可以建立復雜多媒體作品，包含圖像、聲音、動畫、視頻等。Scratch可以對多種事件進行響應，對顏色、視頻以及多種外設進行偵測，此外還可應用于機器人控制、物聯網設計等。

正因為Scratch有如此多的優點，所以它現在已較為廣泛地應用于小學編程學習。例如，在江蘇省中小學教學研究室編著的《小學信息技術》2018版教材中，Scratch已完全替代了Logo語言，成為“算法與程序設計”模塊最重要的教學工具。然而在教學實踐中筆者也發現，利用Scratch開展程序設計教學，易進入如下誤區：

（1）重舞臺規劃，輕腳本選擇。學生易關注絢麗的畫面和環境創設，將較多的時間用于背景的設計和角色的選擇，對動畫背后的腳本設計卻失去了應用的興趣。

（2）重控件應用，輕程序分析。學生易滿足于采用簡單的控件（如循環控制、隨機偵測等）實現舞臺上角色的頻繁動作和跑位，對背后滲透的算法關注不夠。

（3）重片段編寫，輕系統設計。學生易滿足于動畫設計的達成，教學環節設計過于簡單，未進行系統分析，缺少必要的橋梁和支架。

為解決以上問題，筆者嘗試改變通常“部分—整體”式教學方法，讓學生不再只是單純繪制角色、編寫腳本，而是讓“設計功能完整的應用程序”成為他們學習Scratch的重要任務。[1]在實踐中，適時采用基于腳本“解構—建構”的方法開展Scratch教學（以下簡稱解構式教學），取得了較為理想的效果。

● 模式分析

解構，類似于軟件的逆向工程，其根本目的和方法即是“程序理解”。在解構式教學中，學生對整體的把握、對部分的理解都不是被告知的結果，而是學生自己探究或探索所獲，凸顯了學生作為主要的行為主體的現實存在。[2]在實踐中，筆者探索出基于腳本解構的學習路徑——整體感知—程序分解—腳本閱讀—功能增改—學習創作，讓學生在實踐創作中學習Scratch。該學習路徑具有以下特點。

1.有利于提高學生的學習興趣

在Scratch的入門環節，一般都是初步了解Scratch的主要界面和功能，編寫基礎的腳本。在這一階段，由于內容新穎、難度較小，所以學生的學習興趣較為深厚。但是隨著學習的深入，任務難度不斷加深，學生逐漸有了畏難和厭倦情緒。此時，適時引入一個成功的Scratch作品，讓學生的學習目標更明確，學習過程更生動、直觀，可以提高學生的學習興趣。

2.有利于學生對程序的整體把握

Scratch腳本設置并不難，難的是對動畫（或腳本）進行整體設計。在解構式教學中，學生學習活動的起點是整體，終點也是整體，避免了學習任務的分割化或碎片化，讓學生對程序的整體架構了然于胸。

3.有助于利用學生的已有經驗

在Scratch的教學中，學生并非一定是零起點，之前他們對Scratch的基礎控件、基本流程都有了一定的了解。通過腳本解構，讓學生又回到了熟悉的基礎知識和基本技能的應用和操作之中，并讓學生懂得了如何用和何時用，提升了學習效率。

4.有助于聚焦中心學習內容

Scratch的解構式教學，其核心在于腳本的閱讀和修改，而該部分的內容是針對本課的教學重點和難點進行設計的，有利于學生抓住重點內容進行實踐，提高了學習效率。

5.可靈活調整學習的難易度

在解構式教學中，可根據學生的能力、興趣等進行針對性的調整，設計不同的學習方案和創作要求，必要時還可以提供支架，讓所有的學生都能獲得整體感知，完成必要的學習任務。

● 實踐范例

《吃豆子游戲》（執教：建湖縣第二實驗小學教師商艷）是蘇教版小學信息技術五年級第8課，屬于模塊2“算法與程序設計”的內容。本課的重難點是運用按鍵控制結合偵測與隨機函數控件創作游戲。教材將教學內容分為三部分：第一部分是理解“面向……方向”控件含義，會判斷角色朝向與角度的關系，學會使用方向鍵控制角色;第二部分是運用偵測控件完成吃豆人腳本設計;第三部分是用隨機函數讓豆子出現在舞臺上的任意位置。在教學中還可以適當安排創新環節，讓學生根據自己的思考，繼續對程序進行開發。

1.整體感知

與傳統教學模式不同，解構式教學法立足于整體，關注學生是否能夠把握整個作品的意義，理解作品“為何而做”，從而滲透“自頂而下，逐步求精”的程序設計思想。

教學片段：

師：老師給同學們帶來一款游戲叫“吃豆子”，請同學們帶著問題玩一玩。邊玩邊思考：如何控制吃豆人移動？豆子出現的位置有什么規律？（用左移鍵控制吃豆人向左移動，用右移鍵控制吃豆人向右移動。豆子從舞臺上方隨機位置出現，直線下落，碰到吃豆人后消失）

設計意圖：通過初步體驗游戲，讓學生感受按鈕響應這種交互方式，了解角色的動作與游戲內容，為深入研究建立基礎，便于學生對腳本、控件進行形象化的解讀。

2.程序分解

程序分解就是將完整的腳本進行拆解，目的是理解部分，降低學習的難度。程序分解可從三個方面入手：一是按程序功能，將結構化程序按功能分成若干個小程序模塊，閱讀每個小模塊相對獨立的功能;二是按循環體，將循環結構解構為循環變量、終止條件和循環體幾個部分分別理解;三是按分支，先理解雙分支，再理解多分支，最后閱讀嵌套的分支，必要時畫出流程圖，便于學生理解。

教學片段：

活動1：研讀范例程序，認識實現角色指定運動方向的關鍵控件。

活動2：拆分舞臺上方任意位置落豆子的動畫，從局部優化游戲。

設計意圖：這兩個部分的教學活動，分別讓學生聚集于用方向鍵控制角色的運動以及角色的運動與響應。活動的分解，降低了學習的難度，使學習活動更具有針對性。

3.腳本閱讀

腳本閱讀，其目的是訓練學生讀懂程序，了解控件的功能和參數設置，掌握程序的設計思想、方法和技巧，為下一步應用階段的設計提供過渡橋梁和臺階。在閱讀中，要讓學生掌握每一個控件的執行過程，正確掌握變量的變化。學生還可通過參數的多次嘗試修改強化對關鍵控件的理解。

教學片段：

活動1：

（1）打開桌面上的“game.sb2”文件，自讀腳本，找出“吃豆人左右移動”對應的腳本模塊。游戲中還常用什么鍵控制左右移動呢？嘗試修改腳本看能否實現功能。

（2）在剛才的腳本中，“當按下……鍵”有什么作用？嘗試修改為其他方向。

活動2：

（1）找出三種動畫效果分別對應的腳本（出現、下落、消失）。

（2）控件“將y坐標增加-2”的作用是什么？

設計意圖：讓學生在刪除、修改控件的過程中，實現不同的動畫效果，從而深入了解控件使用方法。

4.功能增改

通過研討腳本，然后模仿修改或編寫腳本，可以讓學生了解Scratch的基本控制結構以及不同角色間信息傳遞的規律，更為深刻地理解程序各部分的功能和實現，為以后的熟練運用和創作提升打下基礎。

教學片段：

活動1：

模仿左右移動模塊腳本，實現吃豆人上下移動（如表1）。

過渡：我們已經掌握了這兩種控件的使用方法。怎樣修改這兩個控件的參數，才能實現吃豆人上下移動呢？

請學生演示為“吃豆人”添加上下移動腳本，展示后，師生交流：

（1）你模仿了哪些腳本模塊實現吃豆人上下移動的呢？

（2）“當按下……鍵”與“面向……方向”控件之間有什么關系？

活動2：

修改豆子下落模塊控件中的參數（如表2），改變游戲的難易程度。

小結：當遇到復雜腳本時，我們可以將腳本拆分。通過分析、修改局部腳本中的關鍵控件，實現局部動畫，進而組合出整體動畫。調整隨機函數的參數范圍，也使得游戲變得更有趣。

設計意圖：本環節將組合模塊拆分，引導學生嘗試反復修改，實現不同的動畫效果，從而深入了解控件使用方法。

5.學習創作

解構式教學起于整體，又終于整體，目的是在學生深刻理解各功能模塊的基礎上進行重構和創新，從而對所學習的內容有更為深刻的認識。該環節應鼓勵學生大膽想象，創作出更加精美的作品，讓學生在實踐中獲取靈感，體驗成功，獲得創新的樂趣。

教學片段：

師：同學們，我們已經了解了“吃豆子”游戲是如何設計的。結合今天所學控件，你還有哪些好主意讓游戲變得更有趣？請跟同組成員邊討論邊完成導學單。

活動1：利用所學，合理創編。

（1）打開桌面的“素材包”，結合“吃豆子”游戲合理想象。運用所學控件，通過改變角色造型、動畫效果、舞臺背景、交互響應方式，在本課剩余的時間內，創造一個自己的“吃豆子”游戲（如上頁圖）。

（2）自由創作。

（3）同桌互玩。

設計意圖：學生通過創造性的想象，創作個性化作品，既體現團隊合作的意識，又充分地調動了每個學生的學習積極性，讓不同水平的學生都能在游戲創作中體驗快樂，獲得成功，實現最大價值的發展。

● 注意問題

解構式教學在Scratch部分的教學并不是一種萬能教學模式，在教學選擇上應注意如下幾點：

（1）解構的目的是理解和創新，不能為解構而解構。解構式教學強調在拆解剖析之后進行重構，重構不等于或不限于簡單的原貌呈現，應是在借鑒參考基礎上的創新。[3]

（2）用于學習并解構的程序應具有一定的典型性，其一定是與本課教學目標和教學重難點緊密契合的，應該是能夠直接訓練學生學習程序設計能力的典型腳本，應該包含一定的設計思想、方法和技巧。

（3）解構式教學應與Scratch學習內容相吻合，應建立在學生已經初步掌握Scratch的基本操作和常用控件，有設計和編寫完整應用程序的需求的基礎之上。該教學方法也不可濫用，尤其是單元學習的最后階段，以免限制學生的創新思維，應鼓勵學生采用不同的設計方法和算法來實現需要完成的作品。

參考文獻：

[1]王旭卿.從計算思維到計算參與：美國中小學程序設計教學的社會化轉向與啟示[J].中國電化教育，2014（03）：97-100.

[2]朱彩蘭.基于解構的教學設計[J].中國信息技術教育，2018（20）：24-26.

[3]周旺純.字字皆文章——淺談小學信息技術《輸入文字》部分的有效教學[J].中小學電教，2013（09）：39-41.

作者簡介：周旺純（1972.11—），高級教師，工學學士學位，主要研究方向為信息技術教育、教育信息化。

基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃2016年度課題“小學信息技術學科學生計算思維培養的實踐研究”（2016-GH01010-00119）。