Scratch3.0平臺的新特征及教學案例分析

師曉婷 馮建平 張藝凡

【摘 要】隨著技術的不斷推進，圖形化編程工具也在不斷地更新換代。目前，Scratch3.0技術也在Scratch2.0技術的基礎上添加了一些擴展功能。本文就Scratch3.0技術的含義及特點，對比Scratch2.0在教學中應用的優勢：在擴展功能中添加了集成工具包和視頻偵測創新設計，以及豐富的媒體資源。重點介紹三階段學習任務與教學目標，通過基礎階段、強化階段和最后的游戲創作階段來進行教學，最后簡要闡述了應用中面臨的困境和解決對策。

【關鍵詞】Scratch3.0;擴展功能;教學優勢;實踐案例

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）02、03-132-04

Scratch軟件是現在國內外比較流行的一款開發學生智力、培養學生邏輯思維和動手能力的編程軟件，符合新課標的要求，特別適合小學生的身心發展規律，目前在小學生的編程教育課堂中被普遍應用。

2019年1月2日，Scratch團隊在其官方媒體上宣布Scratch 3.0正式發布。麻省理工學院對Scratch 2.0進行了全面的重新設計，以此制作Scratch 3.0。Scratch 3.0基于Google 的 Blockly技術開發，基于標準的 HTML5 技術及 WebGL引擎，它對移動端設備（包括手機和平板電腦）更友好，提供了更快的刷新率和性能。而Scratch 2.0是基于Adobe Air技術，只能在電腦端運行。也就是說，孩子們基于 Scratch 3.0 開發的作品將可以分享到微信朋友圈，更便于傳播和分享。

少兒編程Scratch3.0與2.0功能比較

2020年8月起，中國用戶可以使用Scratch 3.0編輯器的Beta版本，具體地說Scratch3.0做了如下更改。

第一，支持移動設備操作。它可以在平板電腦（iPad）和移動手機（iOS和Android 6.0+）上運行，使用更加多樣化、適合兒童的操作場景。

第二，可以自由地為人物上色。Scratch3.0有更多新的音效和調整顏色等功能，同時保留了Scratch2.0中的JSON文件（圖1）。

第三，聲音編輯模塊。可以對音頻材料進行細微的操作和調整（圖2）。

第四，重新設計了擴展組件，可以控制 LEGO EV3及Micro：bit硬件，還可以實現多國語言翻譯、文本轉語音等多種功能（圖3）。添加了以前2.0版本不支持的一些擴展功能。現在孩子們可以引用新的擴展名，就像導入mod一樣。

第五，最重要的更新是基于HTML5而不是Flash。它基于標準的HTML5技術而不再依賴于Flash。因此，它可以在任何Web瀏覽器中運行。

總之，基于Beta版本的Scratch3.0和Scratch2.0的基本功能沒有本質區別，2.0的作品仍然可以在3.0中播放，2.0學習不會影響3.0的應用。但通過Scratch3.0制作的文件，不支持Scratch2.0的工作。

Scratch 3.0在教學中運用的優勢

1.在擴展功能中添加了集成工具包

如音樂方面的功能，不僅可以根據學生個人的喜好選擇對應的樂器，還能根據場景的需要設定節拍和速度等，可以培養學生的音樂細胞和情操，讓他們更好地融入課堂之中。可以使“小貓”這一角色更加生動活潑，給它賦予人的思想，讓它根據自己的想法去選擇樂器，進而創作出不同的音樂。

通過畫筆這一模塊的功能，我們可以根據自己的想象去繪制不同的人物形象。單擊繪制，找到畫筆工具，選擇我們喜歡的顏色勾勒人物的輪廓，接著可以通過顏料填充完成簡單的繪制。在一些細節方面，如繪制人物的眼睛等，都要考驗學生的耐心和觀察能力。

2.視頻偵測的創新設計

在視頻檢測這一模塊中，我們可以發現一個有趣而又神奇的現象，當我們開啟攝像頭之后，學生的頭像可以半透明地呈現在畫面之中，而我們熟悉的“小貓”則在鏡頭的前面，這樣就產生了一種疊加的效果，亦真亦幻，奇妙無窮，可以充分讓學生在“玩中學”，進而不斷地成長。

如表1所示，1號積木為“當視頻運動>10”， 是一個啟動積木，只要滿足攝像頭所監控到的視頻運動大于某一個幅度，就可以執行下面的代碼。

2號積木“相對于角色的視頻運動”的第一個下拉框，可以選擇“角色”或“舞臺”，后面的第2個“下拉框”可以選擇“運動”或者“方向”。可見，這個積木檢測到的可以是攝像頭所捕獲的視頻相對于角色或舞臺的運動方向，或者是相對于角色或舞臺的運動幅度。這個積木塊所檢測到的信息，常常作為一個變量和條件判斷積木塊的使用，只要視頻相對角色或舞臺的運動方向或者幅度達到某種條件，就執行相應的操作。因此，這個積木塊用法更加靈活，作用也更大。

3.媒體豐富，為學生添加更多的想象空間

Scratch3.0 的擴展功能包括了添加音樂、畫筆、視頻偵測等功能。在新版本的Scratch3.0中，我們發現它添加了更多的媒體介質，不單是色彩鮮明的平臺，在Scratch2.0的基礎上，還注入了更多的擴展功能，使得媒體更加豐富，為學生添加了更多的想象空間，他們可以運用不同的媒體來豐富自己的作品，通過設計完成最后的游戲創作。

“植物大戰僵尸”教學實踐案例

1.三階段學習任務與教學目標

（1）基礎階段——用擴展功能中的畫筆繪制角色和添加背景音樂。第一個階段為基礎階段。我們以“植物大戰僵尸”這一故事背景為主題，給學生們布置一個小任務，讓學生們通過Scratch3.0擴展功能中的音樂和畫筆工具，去準備游戲中所需的角色和背景音樂。

學生們可以繪制一個“僵尸”角色，在選擇角色中單擊繪制，接著選擇畫筆工具，在畫板中先勾勒出人物輪廓，接著為它填充顏色，完成人物的繪制;然后為它設置背景音樂，可以選擇“敲鼓邊”這一種樂器的聲音，設置它的節拍、音符、速度等功能。可以實現如下功能：如果“僵尸”碰到了“堅果”，就可以刪除“僵尸”克隆體。由此可見，我們繪制一個人物是遠遠不夠的，而是要繪制游戲中的所有角色，他們分別是冰豆、堅果、僵尸、鐵桶僵尸和子彈等，這樣就完成了前期的基礎階段的學習任務。

讓學生們通過這樣一個小任務，熟知簡單的基本操作，了解分支、循環和嵌套等語句，學生們在任務的驅動之下，通過動手實踐，不僅可以培養他們的動手能力，還能培養他們通過編程來完成任務的邏輯思維能力，其中重點強調學生邏輯思維能力的培養和提升。我們知道，邏輯思維包含定義問題、分解與抽象問題、對數據進行分析建模、建立算法步驟等邏輯化步驟。還能讓他們根據自己的想法去繪制人物和選擇背景音樂，讓他們在這個過程中熟悉編程，快樂學習。

（2）強化階段——用擴展功能中的視頻偵測跟蹤角色。第二階段為強化階段，在這一階段的學習過程中，讓學生們運用擴展功能中的視頻偵測來跟蹤角色的運動軌跡。我們還需要用到常規模塊中的循環、條件和運動指令，在此基礎上加入了“視頻偵測”中的“相對于”指令，它可以有效地跟蹤角色，當角色的視頻運動大于0時，面向90°方向向前移動3步;反之，當角色的視頻運動小于0時，則面向-90°方向移動3步。

在這個過程中，不僅可以偵測角色的運動，還能使用攝像頭監測動作和角色的距離，為學生們的學習創設一種氛圍，給他們帶來身臨其境的感覺。

（3）游戲創作——運用擴展功能中豐富的媒體資源完善游戲。第三個階段是游戲創作的階段。有了前兩個階段的基礎，首先，學生已經可以熟練地掌握Scratch3.0擴展功能中的畫筆工具來繪制我們所需要的人物，并使用音樂工具來為游戲設置音樂背景。其次，在第一個階段的學習中我們初步了解了分支、循環和嵌套等語句，學生們可以根據學到的編程語句去構思游戲框架;在第二個階段的學習中，我們可以用擴展功能中的視頻偵測跟蹤角色，有了第一個階段指令的基礎，又添加了視頻偵測來有效地跟蹤角色，為學生創設了一種良好的學習環境。

接著為了完善作品，我們利用了擴展功能中的“文字朗讀”和“翻譯”功能，這樣可以給角色賦予人的思想，當他們碰到“堅果”的時候，讓他們使用“中音”嗓音去朗讀一個詞語，隨后將這個詞語譯為英文格式，這樣還能鍛煉學生的翻譯能力。

最后一個階段不僅要結合前兩個階段的學習，還要為完善作品而添加更多豐富的媒體資源，為完成最后的作品做好充分的準備。在這個階段中，不僅可以培養學生的邏輯思維能力，也是對他們綜合能力的一個考驗。

研究結果及建議

通過綜合性的研究過程我們發現，學生在經過三階段的學習任務與教學目標的訓練之后，邏輯思維和動手能力都得到了明顯的提升，在第一階段基礎階段中，讓學生們學習拖拽式積木的同時，運用Scratch3.0擴展功能中的畫筆去繪制游戲角色和設置游戲的背景音樂，讓他們熟悉編程，快樂學習。在第二個強化階段中，通過視頻偵測來跟蹤人物，在這個過程中，不僅可以偵測角色的運動，還能使用攝像頭監測動作和角色的距離。在最后游戲的創作階段，讓學生們通過豐富的媒體資源去完善游戲。可見達到了預期的效果。

但Scratch3.0仍有一些技術和教學上的問題，如已有的特征提取和檢測系統并不支持這一新版本，在編程教育非常火爆的背后，缺乏的是學生深度學習課程的能力以及對教法的指導等問題。為此我們嘗試著給出一些解決對策，我們對Scratch進行特征提取和特征檢測的分析，注重對學生深度學習課程能力的培養，以及教師針對教學目的對學生進行對應的教學指導。Scratch3.0技術由于是新的平臺，技術等方面還有待考究，但在未來教育的發展道路上會越走越遠。

作者單位：1.海南師范大學教育技術系? ?2.海南海口市海景學校

參考文獻

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