利用ScratchPi可編程電子積木培養學生的創新創造能力

朱曉波 李景梅

摘 ?要：當前，全球創客運動正在蓬勃發展。我國部分中小學校已在創客教育的路上邁出了探索的步伐。中小學信息技術教師應該充分利用積木式編程工具，如Scratch編程軟件結合電子積木套件，提高學生的動手能力、邏輯思維能力、解決問題能力。學生在使用Scratch創作作品時經歷想象——創造——游戲——分享——反思的過程，是創新意識的培養過程。此外，Scratch操作簡單，趣味性強又能有效地訓練學生的發散思維，所以，Scratch為培養學生的創新能力提供了良好的環境和平臺，具有明顯的優勢。

關鍵詞：創新;創造;創客教育;圖形化編程

一、創客與創客教育

“創客”一詞源自英文Maker（制作者）和 Hacker（創造性地運用技術資源的人）的綜合釋義，是把勇于把想法變為現實的人。創客所具有的共同特征是：具備創新意識和能力，具備一定的動手能力，能創造軟件或硬件作品。

對于創客教育，有的學者認為，創客教育（Maker Education）從內容層面看，指的是學習內容或者創作項目需要多學科的運用，而不是單一學科內容的學習，因而創客教育也是實施STEM教育的一種重要方式。后來由于在多學科又加入了藝術（Art），STEM演變為STEAM。STEAM教育強調多學科融合，而工程問題的解決是關鍵。

孩子們在編程過程中，將學會如何分析問題（需求），學會設計、研發、測試，并在應用中體會著解決問題的快樂。深刻理解在工程意義上而言解決一個真實問題的過程。

因此，創客教育的本質是將創客運動中的“創新、實踐、合作、共享”等精神融入教育之中，實現推動人的發展的目的。不僅是匯集教育資源的工具，也是推動創客教育實現的手段。

既然了解了創客教育的本質，那么輔助完善創客教育的落地與實施就顯得尤為重要了。

二、積木式編程工具開啟創客之門

Scratch是麻省理工學院（MIT）為八歲以上兒童設計開發的一套程序設計軟件。兒童可以用它創造性地設計出屬于自己的程序。這些程序包含動畫、游戲和交互式故事等。Scratch 語言的設計理念是“想象、編程、分享”，教學目的不是為了培養少年程序員，而是讓兒童可以通過Scratch表達自己，幫助他們發展學習技能，培養創造性思維，以及學會解決生活中的問題。

我校的創客教室基于技術教育，以技術的知識與技能、技術的思想與方法、技術的情感態度與價值觀為培養的主要內容。

在我們的創客實驗中，讓孩子體驗完成項目以后的快樂與成就感。基礎課程訓練包含詳細的基本功能和使用方式，依靠豐富的案例，理解并加深可編程電子積木的使用方法，熟練掌握各種積木塊功能和具體的使用情況，由簡到繁，從易到難。在操作嫻熟之后，加強程序的正規化，培養精簡有效的思維模式，訓練邏輯運算及理科思考能力。

我的方法就是通過可編程電子積木結合STEAM教育來達到我所期待的。創立的出發點是：為孩子提供一個簡單、有趣、有用的，能夠表達自己創新創意的工具，真正能培養孩子創新能力和解決問題的能力。因此我引入了Scratch Pi——一個在設計上秉承了“以圖形化編程為核心，以智能化機器人為載體，入門簡單，創意無限”的概念。

軟硬件結合、數十種傳感器，動作、控制、偵測、畫筆等12大類程序功能、上百個程序模塊，編程需求全覆蓋，為孩子的創意提供最全面的支持。獨家用于端口、電子模塊功能類，支持電子積木硬件擴展，操控機器人簡單有趣，最大程度的發揮孩子的創新創造能力。

創造性思維最重要的就是想象力。作為催化劑，能夠靈活運用有限的知識，開發智力，拓展思維，使孩子自主地發掘事物、豐富自己的知識。在 Scratch Pi創作中，學生必須經歷先想象、再創作的過程。當有了創新的想法，不由自主的就會在腦海中構畫出作品的設計方案。在實際創作過程中，這個方案就是他們創作作品的參考標準，并通過不斷的嘗試達到這個標準。

在添加了豐富的傳感器和機械組件的同時，讓愛創造的小朋友們在一個屬于自己的自由空間里實現創意的可視化編程工具，簡而言之孩子們可以通過創作故事、動畫、游戲、藝術來學習編程的基本概念：條件語句，循環語句，判斷，理解參數和命令，甚至理解數組和函數。構成程序的命令和參數通過積木形狀色彩繽紛的模塊即可實現。語言模塊用鼠標拖到程序編輯欄就可實現，還能以編程的方式完成各種交互類的游戲及動畫等，并能模擬物理現象。Scratch Pi 為培養學生的邏輯思維能力、解決問題能力提供了幫助，更重要的是，通過課程體系教學，學生創新能力的培養得到了很好的落實。

Scratch Pi 教學最大的特點就是，讓學生一直處于不斷思索的過程中，學生可以為自己的作品負責。Scratch Pi 圖形化的編程方式，為學生思維從具體走向抽象制作了模具。學生在完成具體任務的過程中，通過對任務的分析、規劃，梳理出各對象間特有的邏輯關系;再通過指令的搭建、測試與調整，逐步實現了從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡。Scratch Pi 的課程符合學生的認知特點與能力水平。實踐表明，通過引導，學生在Scratch Pi 平臺上有足夠的能力對同一問題提出新的見解，尋找新的答案。學生想要完成每個對象的腳本，必須經歷想象與分析、觀察與理解、假設與調試、反思與推斷來發現問題所在并將其解決，因此學生始終處于發現問題、分析問題與解決問題的動態學習之中，在想象與思考間不斷尋求平衡與挑戰，不斷提高學生的動手能力、探究能力和創新能力。

參考文獻

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