Scratch項目式學習研析

〔摘" "要〕" 隨著科技的發展，編程教育在小學階段的普及度逐年上升。其中，Scratch作為一款面向兒童和初學者的編程工具，具有易學易用的特點，已被廣泛應用于中小學編程教育。本文旨在探討Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用，以期為小學科學教育和編程教育的融合提供參考。

〔關鍵詞〕" 小學科學；Scratch項目式學習；社團；編程教育

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0127-03

人工智能時代的到來，對教育提出了更高的要求，通過融入編程教學能夠轉變傳統的教學方式，為教育帶來更大的價值，也能賦予學生個人和社會更多的實用價值。并且隨著智能時代的到來，編程教育不光能夠滿足當前的就業形勢和工作需求，而且“編程賦能”還可以逐步培養學生的計算思維和團隊交流協作能力。這恰好有利于解決傳統教育模式下學生思維固化的問題，逐步培養學生對編程的興趣，從而為其日后的學習奠定良好的基礎。

一、Scratch項目式學習的概念

（一）定義與特點

Scratch項目式學習是一種以學習者為中心的教學方式，強調學生在實際項目制作中，通過解決問題獲取知識和技能。在Scratch項目中，學生可以運用圖形化的編程語言，創建有趣的互動故事、動畫和游戲。這種學習方式不僅能提高學生的編程技能，還能培養他們的創新思維和團隊協作能力。

Scratch"具有以下特點。

趣味性強：Scratch"提供了豐富的圖形化素材和動畫效果，學生可以通過編程創作出有趣的互動故事、動畫和游戲，激發學習興趣。

易學易用：Scratch"的編程方式簡單直觀，學生可以快速掌握編程的基本概念和方法。

培養創新思維：Scratch"鼓勵學生發揮創新精神，通過編程實現自己的創意和想法。

支持團隊協作：Scratch"項目可以由多個學生共同完成，能夠培養學生的團隊協作能力。

（二）與傳統教學方式的比較

與傳統的教學方式相比，Scratch"項目式學習具有以下優勢。

以學生為中心：傳統教學方式通常以教師為中心，教師講授知識，學生被動接受。而"Scratch"項目式學習以學生為中心，學生在項目制作過程中主動探索和學習，提高了學習的積極性和主動性。

注重實踐能力：傳統教學方式注重理論知識的傳授，而"Scratch"項目式學習注重學生的實踐能力培養。學生通過實際項目制作，將理論知識與實踐相結合，提高了知識的應用能力。

培養創新思維：傳統教學方式往往注重知識的記憶和模仿，而"Scratch"項目式學習鼓勵學生發揮創新精神，通過編程實現自己的創意和想法，培養了學生的創新思維。

促進團隊協作：在傳統教學方式中，學生通常獨立完成學習任務。而"Scratch"項目式學習可以由多個學生共同完成，促進了學生之間的團隊協作和交流。

二、Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用范圍

在小學科學社團中，Scratch被用來模擬科學實驗和探索自然現象。以下是一些實例。

（一）物理實驗模擬

在小學科學社團中，Scratch"可以被用來模擬各種物理實驗，如小球拋物線、光的折射和反射等。通過編程模擬物理實驗，學生可以更直觀地觀察物理現象，加深對物理原理的理解。

（二）生物模擬

Scratch"還可以用于模擬生物生長過程、動物遷徙等自然現象，幫助學生探索生物的生長規律和生態系統的運行規律。例如，在模擬生物生長的過程中，學生可以通過編程控制生物的生長速度、形態變化等參數，觀察生物的生長過程，從而了解生物的生長規律。在模擬動物遷徙的過程中，學生可以通過編程控制動物的移動速度、方向和環境因素等參數，觀察動物的遷徙行為，從而了解動物遷徙的原因和規律。

（三）地球科學模擬

Scratch"可以模擬地震、火山噴發等自然現象，讓學生了解地球的結構和運動規律。例如，在模擬地震的過程中，學生可以通過編程控制地震的震級、震源深度和地震波的傳播等參數，觀察地震對地面建筑物的影響，從而了解地震的危害和防御措施。在模擬火山噴發的過程中，學生可以通過編程控制火山的噴發強度、巖漿流速和火山灰的擴散等參數，觀察火山噴發對周圍環境的影響，從而了解火山噴發的原因和規律。

三、Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用優勢

（一）提高學生學習興趣

Scratch"的趣味性和互動性能夠激發學生對科學的學習興趣。在"Scratch"項目式學習中，學生可以通過編程創作出有趣的科學作品，如動畫、游戲等，使學習過程變得更加生動有趣。

（二）加深學生對科學的理解

通過模擬實驗和探索，學生能夠更深入地理解科學原理和自然現象。Scratch"項目式學習讓學生在實際操作中觀察和分析科學現象，將抽象的科學知識轉化為具體的實踐經驗，從而加深對科學原理的理解。

（三）培養學生創新思維

Scratch"鼓勵學生發揮創新精神，通過編程實現自己的科學想象。在"Scratch"項目式學習中，學生可以根據自己的興趣和創意，設計和制作各種科學作品。在這個過程中，學生需要不斷地思考和嘗試新的方法和技術，培養了創新思維和解決問題的能力。例如，在學習地球科學知識時，學生可以通過編程設計一個地震預警系統，通過模擬地震波的傳播和傳感器的檢測，實現地震預警功能。在這個過程中，學生需要運用所學的科學知識和編程技能，發揮創新精神，設計出一個具有實際應用價值的作品。

（四）提升團隊協作能力

通過小組合作，學生可以互相協作，共同完成"Scratch"項目，提高團隊協作能力。在"Scratch"項目式學習中，學生通常以小組為單位進行項目制作。在小組合作中，學生需要分工合作，共同完成項目的設計、編程和測試等任務。在這個過程中，學生需要相互溝通、協調和配合，提高了團隊協作能力。

然而，也存在一些挑戰，如需要足夠的硬件設施和教師指導，部分學生可能會遇到編程難度較大等問題。

四、Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用實例

（一）《鳳仙花的一生》教學設計

《鳳仙花的一生》是教科版科學四年級下冊第一單元的內容，這一課主要學習如何種植與養護鳳仙花，了解鳳仙花各個器官組成，對鳳仙花的周期性生長有一個明確的概念。通過單純的理論講解和觀看視頻資料無法準確直觀地獲得鳳仙花的生長周期，因此，融入Scratch教學方式以動畫制作的項目學習直觀地演示鳳仙花的周期生長過程，和編程中的排序原理類似。以程序塊排列預設的方式鍛煉學生的計算機思維能力和實踐操作能力，能夠加深其對知識的理解和記憶，并且通過Scratch的簡單操作與應用，可以加強對編程中動畫角色、背景和功能程序塊的了解，提高操作能力。

教學流程：本課的主要知識點和學習難點是要讓學生知道鳳仙花的生長過程：種子—發芽—莖葉—花蕾—開花—結果，并讓學生在探究的過程中培養邏輯思維能力和科學探究精神，認識到自然界中的生物生長都有一定的規律，這和Scratch編程中的排序原理類似。教師在設計活動時可以通過提問的方式讓學生回答“鳳仙花的各個組成器官”，并引出鳳仙花的生長過程要經歷哪些時期。由于在現實生活中無法全程親眼看見它的生長過程，因此通過Scratch可以直觀地看到。首先，教師通過將提前準備好的動畫角色資料以Scratch舞臺呈現出來，明確地展示鳳仙花不同時期的動畫角色，分別是花蕾、果實、芽苗、莖葉、開花，通過直觀的圖像引導學生思考如何通過Scratch簡單的編程排列設計鳳仙花的一生。其次，教師演示由于各個時期鳳仙花的生長周期不同，因此可以用不同的時間順序依次表示，于是在表示的時候就會出現一個問題：如何在下一個時期出現的時候讓上一個時期消失？這就可以通過程序塊中的隱藏和顯示功能控制動畫角色的出現和消失，通過教師的演示和指導，讓學生了解如何正確地使用編程中的程序塊。最后，讓學生自己嘗試動手操作，以便在實踐操作的過程中逐步理解編程中排序的原理以及程序塊的正確使用，并在項目學習的過程中加深對鳳仙花生長周期的理解。

（二）《食物鏈與食物網》教學設計

在教科版科學五年級下冊第一單元中《食物鏈與食物網》一課的教學中，學生通過前期觀察種子的發芽以及植物的生長，已對生物界的生長及發展規律有了一定的認識。《食物鏈與食物網》主要展現了生物界中的環境與種間關系，如果單純以講解或者觀看視頻資料的方式授課，學生并不能完全理解食物鏈、食物網、生產者、消費者的概念及其相互關系。由于自然界中這種捕食與被捕食的種間關系與計算程序中的序列原理有著極大的相似性，因此可以讓學生通過融入Scratch學習，自己動手設計生物界中的種間關系，以了解食物鏈、食物網、生產者、消費者的概念和關系，激發他們的想象力和邏輯思維能力，為培養其科學探索精神打下基礎。本節課的主要目標是讓學生以Scratch表示食物鏈中的各營養級捕食關系，并體會生物之間的相互作用、生物與環境之間的關系。教學時要著重強調如何通過Scratch表述生物界中小動物之間的正確捕食關系，并明確食物鏈中各成分之間的相互作用。

教學流程：《食物鏈與食物網》這一課需要學生掌握各生物之間的捕食關系，這里就需要有一個Scratch背景，而且還要有教材中所涉及的植物和小動物。如何將這些生物的種間關系用Scratch程序展現出來呢？這需要學生選擇自己喜歡的環境背景，并在這些生物當中手動挑選自己所需要的動畫角色，如果沒有的可以手動搜索導入進去。教師先將提前準備好的角色動畫和背景展示給學生，由于這一課內容所用到的算法基本原理為序列，因此還是需要通過程序塊的設計來表示正確的種間關系。小草被蚜蟲吃掉，當蚜蟲移向小草的時候，小草需要消失，同理，瓢蟲移向蚜蟲的時候蚜蟲消失。以此類推，需要用到的程序塊就是運動塊與控制塊，通過這兩個程序塊能夠正確地排布并表示各生物之間的捕食關系。那如何進行表現呢？我們希望蚜蟲在碰到小草的時候小草消失，因此可以將蚜蟲先移動到小草的位置，然后小草隱藏，之后瓢蟲、小鳥的過程依次也是這樣操作。接著教師給學生展示自己提前制作好的邏輯程序，在基本掌握了序列的概念之后，通過項目任務的方式逐步完善。教師應注意引導學生積極交流探討，并讓學生通過與教師所設計的程序進行對比，不斷調整自己的程序；也可以通過添加新的程序塊或者添加音樂的方式為動畫角色呈現不同的效果，并使其更加豐富生動、充滿活力。通過這幾種生物之間的種間關系，將算法原理與自然界中的現象相結合。以此類推，在復雜的情境事件以及自然關系背后，也能通過基本的算法原理來展現，以培養學生的計算思維能力和邏輯思維能力。比如對這一課內容中所用到的序列原理，還可以延伸到生活中吃飯的順序、早起收拾做家務的順序，也可以用到學習中、寫作中，能更好地組織語言，明確思路。

總的來說，Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用具有顯著的優勢。它將科學知識和編程技能有機結合，既提高了學生的科學素養，又培養了學生的編程能力和創新思維。盡管存在一些挑戰，但只要學校和教師合理規劃，提供必要的支持和指導，Scratch項目式學習在小學科學社團中的運用將會取得良好的效果。

參考文獻

[1]卓丹丹.基于STEAM素養的小學科學教學實踐探索：以自制家用“玩具版”絞肉機為例[J].華夏教師，2022（13）：82-84.

[2]潘敏.插上科技翅膀，助力學生成長：淺談學校科技教育實踐[J].教育界，2020（42）：91-92.

[3]王亞敏.STEAM教育理念下小學科學教學案例的開發與實施：以《氣球驅動小車》為例[J].科教導刊，2022（8）：143-145.

[4]孫立會.基于Scratch的兒童編程教育教學模式的設計與構建：以小學科學為例[J].電化教育研究，2020（6）：75-82.

[5]李贇.基于科學新課標理念的裝置開發與探究實驗運用：以六年級下冊《各種各樣的能量》教學為例[J].新課程導學，2023（30）：27-30.■