Scratch與小學科學課程的整合探究

羅玉霞

摘要：將兒童編程教育與小學學科教學融合，是推廣兒童編程教育的的一個重要舉措。Scratch具有的工具性和教育性，為編程教育得以實施打下了基礎(chǔ)。本文主要簡單的描述Scratch軟件、以及將編程教育與小學科學課程相融合的重要性、分析義務(wù)教育階段的兒童在編程課上的特點、選擇冀教版小學科學六年級上冊《地球繞著太陽轉(zhuǎn)》這一課進行程序設(shè)計，探究這種教學方式是否提高了教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：Scratch，編程教育;小學科學;程序設(shè)計

1.引言

在大數(shù)據(jù)時代背景下，科技無處不在，素質(zhì)教育的提出，各方都在爭取能夠培養(yǎng)出更多的科學技術(shù)綜合型人才。在小學階段就為學生開設(shè)了科學課程提出要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，為科技型人才的輸出做準備，在義務(wù)教育階段中強調(diào)編程教育，Scratch與小學科學課程進行資源整合的是很有必要性，有利于培養(yǎng)培養(yǎng)計算機思維，為以后的計算機人才的輸出打下基礎(chǔ)。

2.簡單介紹Scratch 軟件

Scratch 是由麻省理工學院的“終身幼兒園團隊”（Lifelong Kingdergarten Group）開發(fā)的面向兒童的一款開源軟件[1]，是一種簡易的圖形化編程工具，孩子們可以像玩 LEGO 玩具一樣來玩Scratch ，通過拖拽積木塊、將積木塊進行組合的方式，創(chuàng)作出生動有趣的動畫，甚至是編寫一個游戲。就Scratch3.0來說，其 一共有九個大模塊，不同的模塊具有不同的功能，如外觀、聲音、偵測等，按照目標產(chǎn)物的設(shè)想用鼠標將相應(yīng)模塊拖動到程序編輯欄，并按照一定邏輯順序棑列，就可以實現(xiàn)程序設(shè)計。Scratch的角色庫內(nèi)容豐富，其中有大量的人物、動物角色以及不同的背景圖供小朋友們選擇，有的角色自帶代碼可以做一些簡單的動作。當然，這并不是一成不變的，如果孩子們不喜歡使用角色庫里的角色，也可以創(chuàng)作自己的角色和背景，給自創(chuàng)的角色加上代碼保存在角色庫里，方便之后的使用。目前，我們很多學校教師和學生使用的 scratch 是 Scratch3.0版本，其界面包括工作區(qū)、舞臺和角色區(qū)三個部分。

3.兒童編程教育融入小學科學的必要性

3.1培養(yǎng)學生的設(shè)計思維

對于學生來說，學會發(fā)現(xiàn)問題并解決問題是很重要的，而設(shè)計思維是解決問題的一種思考方式。通過信息教育，不是讓學生獲得某種技巧，而是讓學生習得一種終身學習分析問題和解決問題的能力。小學科學中有的知識點比較抽象，學生難以準確把握，運用編程模擬相應(yīng)的科學知識，可以讓抽象的內(nèi)容具體化。

3.2幫助兒童應(yīng)對信息化社會的挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)時代的到來，不管是學校、家庭還是社會，對教育的要求也越來越高，小學科學課程標準提出要促進學生全面發(fā)展，教師致力于培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)造能力、培養(yǎng)學生的計算思維，而計算思維的培養(yǎng)與編程密切聯(lián)系，與其他的的素養(yǎng)一樣應(yīng)當受到重視。

3.3助力編程教學與學科知識的相互融合

將兒童編程教育與小學科學課程融合，改變傳統(tǒng)的教學方式，通過編程教育創(chuàng)設(shè)一個虛擬的教學情境，利用教學手段和技術(shù)，將兒童吸引到教學情境中，參與到課堂當中。

4.編程課上的兒童特點

4.1.個性特點

根據(jù)皮亞杰的兒童認知發(fā)展理論，7、8-12周歲的學習者的認知發(fā)展由具體運算向形式運算過渡，這個階段的孩子對事物充滿求知欲和好奇心、思維開始具有較大的變易性、好勝心和表現(xiàn)欲增強等。

4.2.技術(shù)基礎(chǔ)

現(xiàn)在是信息化社會，電腦和智能手機的普及，他們從小就接觸虛擬世界，他們很喜歡玩網(wǎng)絡(luò)游戲，利用游戲獲得身份的認同感，有基礎(chǔ)的計算機運用技能。而且通過對各個學科的學習，例如在數(shù)學課中學到的坐標和幾何知識，語文課中學到的故事分析等方面的積累，這些都為編程的學習做鋪墊。

4.3.學習困難

義務(wù)教育階段的兒童的注意力是多變的，易受其他情境的影響，在過了學習的新鮮期后，有更難的學習任務(wù)等著他們，那么在Scratch的教學當中，尤其是在學習算法變量模塊，學生容易產(chǎn)生畏難情緒。

5.教學案例設(shè)計

5.1 Scratch 與小學科學的結(jié)合

Scratch 有助于幫助學生掌握信息技術(shù)培養(yǎng)設(shè)計思維。小學科學新課標中著重強調(diào)技術(shù)與工程領(lǐng)域與其他學科知識融合的學習。探究式學習是小學科學中的一個重要的學習方式，但是對于一些實踐時間長且不利于學生參與體驗的活動不好展開，達不到想要的教學效果。因此，基于Scratch 開展小學科學教學的為新時代的信息教育注入新鮮的血液，豐富小學科學的教學模式，優(yōu)化教學手段。

5.2教學內(nèi)容及學情分析

冀教版小學科學六年級上冊《地球繞著太陽轉(zhuǎn)》的內(nèi)容目標是：使學生了解地球是怎樣圍繞太陽轉(zhuǎn)的、地球自轉(zhuǎn)、地球公轉(zhuǎn)等概念，能用Scratch模擬地球圍繞太陽轉(zhuǎn)的運動軌跡，進行程序設(shè)計，運用到畫筆等工具，清晰的描繪出地球的運動軌跡。該年齡段的學生有了一定的知識儲備，動手能力比較強，邏輯推理能力正在慢慢的形成，渴望動手設(shè)計出動畫，這些都為編程教學與學科知識結(jié)合提供了前提條件。

5.3程序設(shè)計-地球的公轉(zhuǎn)

設(shè)置地球圍繞太陽進行公轉(zhuǎn)，利用太陽的X、Y坐標來設(shè)置地球公轉(zhuǎn)的運動軌跡，并且用“畫筆”記錄下運動軌跡;需要用到的積木塊有事件中的重復執(zhí)行積木塊和開始積木塊，以及運動中的運動積木塊、外觀積木塊和畫筆等。

5.4交流展示

在完成了程序設(shè)計之后，通過交流討論的方式，展示最后完成的作品，對自己的作品進行補充和優(yōu)化，多聽聽學生有什么其他的見解和看法。創(chuàng)設(shè)一個故事情境，讓學生在課后進行知識點的鞏固和練習。

6.結(jié)語

學科之間并不是孤立的，跨學科的融合是當前教育的發(fā)展趨勢，如何創(chuàng)新兒童編程教育，讓小學科學課程真正的得以開展有待研究。Scratch 作為圖形化編程工具的代表，其理論背景夯實且容易操作。但是將編程教育與小學科學知識進行融合對小學科學教師的素養(yǎng)要求很高，教師對Scratch和小學科學相關(guān)知識點的掌握都會影響到兩者的融合，融合的時間節(jié)點以及硬件的技術(shù)設(shè)備、師生本身的信息素養(yǎng)等因素都應(yīng)該加以考慮。將編程教育與小學科學融合需要更加深入的實踐探究，不斷地優(yōu)化整合。

參考文獻：

[1]石晉陽. 兒童編程學習體驗研究[D].南京師范大學，2018.

福建師范大學光電與信息工程學院 350007