scrach程序?qū)π畔⒓夹g(shù)學(xué)科的新活力

scrach程序?qū)π畔⒓夹g(shù)學(xué)科的新活力

編程是信息安全教育的內(nèi)容之一。幫助學(xué)生獲得快速、明確、合適的解決問題方法。因此，筆者認(rèn)為，在編程教育中，我們的教育目標(biāo)不是培養(yǎng)“小工匠”。以往的程序設(shè)計(jì),如VB、C+都是很好的編程軟件,但其命令冗長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、邏輯思維抽象等特點(diǎn)不適合小學(xué)生學(xué)習(xí),而Scratch的推出正好彌補(bǔ)了這一“遺憾”,它讓學(xué)生在圖形化的環(huán)境下掌握程序設(shè)計(jì)的基本原理與思想,并在生活化情境中加以應(yīng)用與掌握。蘇州平江區(qū)將Scratch項(xiàng)目引入了小學(xué)信息技術(shù)課堂,不僅為信息技術(shù)課堂增添了活力,更主要的是學(xué)生在利用Scratch進(jìn)行創(chuàng)作中,培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維能力、數(shù)字化文化創(chuàng)作能力以及解決問題的能力。一、scrack程序的新特性Scratch程序是美國(guó)麻省理工學(xué)院開發(fā)的一套開源程序1.實(shí)驗(yàn)生物:實(shí)驗(yàn)生物,計(jì)算機(jī)應(yīng)用Scratch———貓抓,就像它的名字一樣富有童趣和生機(jī),其可愛的小貓?jiān)煨蜔o形中就拉近了與孩子的距離。同時(shí)其圖形化界面、平民化語言能幫助學(xué)生理解每條指令的意義,學(xué)生只需用鼠標(biāo)選擇指令以搭積木方式“編寫”程序,單擊該程序就能在“舞臺(tái)”看到結(jié)果,這種實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)方式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。除此以外Scratch自帶素材庫以及媒體導(dǎo)入功能為學(xué)生創(chuàng)作提供了便利。2.從傳感響應(yīng)到線程調(diào)度的設(shè)計(jì)過程Scratch看似玩具但其內(nèi)涵豐富。八大類指令把程序設(shè)計(jì)所需的基本概念,如建模、控制、動(dòng)畫、事件、邏輯、運(yùn)算等都囊括其中。從動(dòng)作指令到控制語句,從傳感響應(yīng)到面向?qū)ο?從數(shù)值運(yùn)算到線程調(diào)度,涉及了程序設(shè)計(jì)多個(gè)方面。孩子在完成任務(wù)的過程中滲透了多種思維的培養(yǎng),如:在進(jìn)行整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)要考慮參數(shù)傳遞、流程控制等程序設(shè)計(jì)問題;在確定人物與舞臺(tái)時(shí)要考慮角色造型設(shè)計(jì)、場(chǎng)景布置等美術(shù)設(shè)計(jì)問題;在確定角色動(dòng)作與偵測(cè)控制時(shí),要考慮坐標(biāo)位置、數(shù)值運(yùn)算等數(shù)學(xué)問題。總之,學(xué)生在創(chuàng)作的過程中參與了程序結(jié)構(gòu)化、對(duì)象化、線程化等多種高級(jí)程序設(shè)計(jì)活動(dòng),使學(xué)生多種能力得到了鍛煉。3.動(dòng)畫制作Scratch程序同時(shí)具有Flash的動(dòng)畫功能,學(xué)生通過圖形化編程的方式進(jìn)行動(dòng)畫制作。除此以外,它還涵蓋鼠標(biāo)、鍵盤、聲音、光感、溫感等傳感,以及角色響應(yīng)、廣播響應(yīng)、鍵盤響應(yīng)等多種響應(yīng),因此在Scratch如此強(qiáng)大的功能平臺(tái)上學(xué)生可輕松制作各種交互類作品,如游戲制作、音樂創(chuàng)編、人工智能等。4.分享與學(xué)習(xí)Scratch基于JAVA架構(gòu),孩子創(chuàng)作的作品可以隨意發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng),供全世界小朋友分享與學(xué)習(xí),這一特點(diǎn)方便了學(xué)生的交流與再創(chuàng)造。孩子們不分國(guó)界、不分種族、不分時(shí)間、不分年齡,以一種特殊的Scratch語言進(jìn)行交流與學(xué)習(xí),分享各自的創(chuàng)意與設(shè)計(jì)思想,這種特殊的交流方式擴(kuò)大了他們的交流面,無形中培養(yǎng)了學(xué)生合作與溝通的能力。二、引入scradt來介紹課堂實(shí)踐美國(guó)國(guó)家教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(學(xué)生第二版)指出1.ratch的圖形化編程方式促進(jìn)了學(xué)生思維的具體走向抽象學(xué)生在小學(xué)階段是長(zhǎng)身體、長(zhǎng)知識(shí)、長(zhǎng)智慧的時(shí)期,其思維從具體形象思維逐步向抽象邏輯思維過渡,但抽象邏輯思維在很大的程度上仍以感性經(jīng)驗(yàn)為主,具有很大的直觀性。而Scratch以其圖形化的編程方式,為孩子思維從具體走向抽象提供了搭手架。孩子在完成具體任務(wù)的過程中,通過對(duì)任務(wù)的分析、規(guī)劃,梳理出各對(duì)象間特有的邏輯關(guān)系;再通過指令的搭建、測(cè)試與調(diào)整,逐步實(shí)現(xiàn)了具體形象思維逐步向抽象的邏輯思維過渡。同時(shí)學(xué)生在解決問題中充分地觀察、理解、判斷、想象、假設(shè)、推理,不斷發(fā)展學(xué)生的心智。實(shí)踐表明,學(xué)生對(duì)Scratch的興趣度和學(xué)習(xí)的專注度超過所有信息技術(shù)模塊的學(xué)習(xí),在Scratch課堂上學(xué)生們精神飽滿、思維活躍,樂此不疲地投入到自己最感興趣的創(chuàng)編活動(dòng)中。2.有助于激發(fā)學(xué)生的數(shù)字文化創(chuàng)造“兒童數(shù)字文化”是指讓學(xué)生去設(shè)計(jì)和創(chuàng)造屬于他們自己的數(shù)字文化作品3.思維能力訓(xùn)練和流程圖的應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力對(duì)他們今后的成長(zhǎng)是相當(dāng)有益的,目前在我國(guó)小學(xué)階段課程設(shè)置中沒有一門學(xué)科涉及這方面內(nèi)容的學(xué)習(xí),而孩子對(duì)以往的程序設(shè)計(jì)不感興趣,但在Scratch中,可以將邏輯思維能力的訓(xùn)練融入于具體的生活情景中,讓孩子在感性經(jīng)驗(yàn)的支持下逐步向抽象的邏輯推理方面發(fā)展,從而形成一定的邏輯思維能力。同時(shí)流程圖為學(xué)生逐步從自然語言向抽象的程序設(shè)計(jì)語言過渡提供幫助,經(jīng)過實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)流程圖“給力”Scratch程序,當(dāng)學(xué)生能用自然語言表述某對(duì)象的動(dòng)作后,學(xué)生在Scratch中就能自主嘗試探索出合理的程序搭建,但這種嘗試還是基于“猜測(cè)”,通過教師進(jìn)行引導(dǎo),運(yùn)用流程圖幫助學(xué)生理清其中的邏輯關(guān)系。這種先嘗試再歸納的方式既符合了學(xué)生學(xué)習(xí)程序初期從感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,又無形中逐步滲透了高級(jí)程序設(shè)計(jì)中所需的抽象化的邏輯思維能力。4.scratch項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)、分析與解決過程培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力是新課程標(biāo)準(zhǔn)的總體目標(biāo)之一。解決問題是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的重要途徑,而Scratch用一種非常有意義的設(shè)計(jì)理念去支持問題的發(fā)現(xiàn)、分析與解決。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)Scratch項(xiàng)目后首先要根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,然后對(duì)各角色動(dòng)作進(jìn)行分析,提出解決方案,再通過嘗試搭建逐步去實(shí)現(xiàn)。在這一過程中讓學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、分析對(duì)象、嘗試搭建、調(diào)試程序,最終解決問題的過程,并且Scratch被設(shè)計(jì)的腳本非常容易修改,學(xué)生在調(diào)試的過程中能方便地添加和刪除指令并能立即看到結(jié)果。因此學(xué)生在創(chuàng)作的過程中始終處于提出問題、分析問題和解決問題的動(dòng)態(tài)過程中。三、創(chuàng)設(shè)活動(dòng)項(xiàng)目,分享教學(xué)過程Scratch進(jìn)入課堂后,隨之引發(fā)我們思考的問題是怎樣的教學(xué)方式是最有效的。在一年多Scratch實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)以活動(dòng)項(xiàng)目的形式來組織課堂教學(xué)的效果最明顯。我們每學(xué)期安排4-5個(gè)項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目由1-3課時(shí)完成。如本學(xué)期安排了動(dòng)物運(yùn)動(dòng)會(huì)、抓魚游戲、DIY賽車和注意交通安全等。學(xué)生通過一系列活動(dòng)項(xiàng)目的創(chuàng)作,在不斷嘗試、實(shí)踐與體驗(yàn)的過程中獲取經(jīng)驗(yàn)、掌握方法、提升能力。下面以項(xiàng)目“抓魚游戲”為例分享教學(xué)實(shí)施的過程。偵測(cè)指令是Scratch中實(shí)現(xiàn)信息獲取的途徑,通過“抓魚游戲”項(xiàng)目學(xué)習(xí),讓學(xué)生感知偵測(cè)指令在程序設(shè)計(jì)中的作用。本課是項(xiàng)目“抓魚游戲”的第二課時(shí),第一課時(shí)學(xué)生已完成了場(chǎng)景、角色造型的設(shè)計(jì),編寫完成魚在水中游動(dòng)的動(dòng)畫。1.生活情境中使用條件判斷詞語的方法(1)以Scratch為平臺(tái),讓學(xué)生通過假設(shè)、探索、驗(yàn)證和歸納總結(jié),掌握偵測(cè)指令的意義;(2)掌握條件判斷語句在生活情景中的應(yīng)用方法;(3)通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí),初步感知任務(wù)設(shè)計(jì)的基本方法與思路。2.教育的主要過程包括(1)抓魚游戲的原理師:今天我們一起來玩“貪吃蛇”游戲,在玩游戲的過程中思考你是如何來控制這條蛇?當(dāng)蛇吃到蘋果,蘋果會(huì)怎樣?生:用鍵盤控制蛇的運(yùn)動(dòng);當(dāng)蛇吃到蘋果后,蘋果就會(huì)消失。師生討論后教師導(dǎo)出課題:今天我們將用同樣的原理來制作“抓魚游戲”。游戲的導(dǎo)入大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并通過玩“貪吃蛇”游戲讓學(xué)生在“玩”中感知游戲的操控方法及各對(duì)象之間的關(guān)系,為完成本課的教學(xué)任務(wù)建立起初步概念。(2)抓魚游戲的設(shè)計(jì)師:請(qǐng)打開“抓魚游戲.sb”文件。師:思考要制作抓魚游戲,除了小魚以外我們還需要添加什么呢?生:小貓!師:那如何讓小貓“動(dòng)”起來呢?又如何能實(shí)現(xiàn)貓抓魚的動(dòng)作呢?貓抓到魚后魚又會(huì)怎樣?此時(shí)教師邊提問邊將學(xué)生的想法以“圖”的方式依次呈現(xiàn)(如圖1所示)。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖為:師生共同來設(shè)計(jì)抓魚游戲,并將其以圖形化的方式呈現(xiàn),不僅使“抓魚游戲”各對(duì)象的動(dòng)作變得簡(jiǎn)單、明了,讓學(xué)生清晰地了解制作該游戲的整體思路基本與方法;同時(shí)在師生互動(dòng)交流中訓(xùn)練了學(xué)生整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)的能力。(3)小組織設(shè)計(jì)主題為:設(shè)計(jì)了小鼠復(fù)位功能師:請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過的鍵盤控制原理讓貓“動(dòng)”起來,比一比誰的方法最簡(jiǎn)單?學(xué)生嘗試用一組方向鍵控制小貓的運(yùn)動(dòng)。師:我們?cè)撊绾谓鉀Q呢?學(xué)生討論后用已學(xué)到的知識(shí)嘗試完成小貓復(fù)位功能。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖為:讓學(xué)生聯(lián)系已學(xué)過的知識(shí)與技能在此情境中加以綜合運(yùn)用,通過分析、判斷和調(diào)試實(shí)現(xiàn)了用鍵盤控制小貓運(yùn)動(dòng),有效地鍛煉了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí),在學(xué)生完成操控小貓任務(wù)后,教師并沒急于拋出問題,而是組織學(xué)生一起討論,通過觀察分析其不足,引導(dǎo)學(xué)生提出修改方案,并給學(xué)生足夠的時(shí)間去猜想、嘗試和調(diào)試并要求學(xué)生加以歸納和總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生將獲得的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)向方法轉(zhuǎn)化,提升學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力與水平。(4)引導(dǎo)學(xué)生由“抓”至“拉”,并按照“操作”的規(guī)定,要求學(xué)生掌握基本指令師:如何實(shí)現(xiàn)貓“抓”魚的動(dòng)作呢?如貓抓到魚后,魚會(huì)怎樣?生:兩者相碰;貓抓到魚后,魚消失。師:如何知道貓碰到魚呢?這就需要用到“偵測(cè)”指令。請(qǐng)學(xué)生在偵測(cè)模塊中找一找該指令,并觀察偵測(cè)指令的外觀特征并嘗試搭建。學(xué)生嘗試操作。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生由“抓”至“碰”從而引出“偵測(cè)”指令。要求學(xué)生在偵測(cè)模塊中找了相應(yīng)指令,并觀察偵測(cè)指令的外觀特征并嘗試搭建,得出:“偵測(cè)”指令必須嵌入與其外形相同的指令中。老師根據(jù)學(xué)生的描述用流程圖加以梳理與總結(jié)(如圖2所示)。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖為:教師以“抓”字入手引出“偵測(cè)”指令的意義、搭建方式以及條件判斷指令的應(yīng)用方法,通過一系列問題的提出使學(xué)生置身于分析問題和解決問題的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生在解決問題過程中不斷觀察與操作、猜想與調(diào)試、分析與歸納,積極尋求解決問題的最佳方案,不僅鍛煉了學(xué)生的思維能力,而且磨練了學(xué)生勇于接受挑戰(zhàn)、克服困難的意志。同時(shí)流程圖的引入幫助學(xué)生從具體情境中感知條件判斷的程序結(jié)構(gòu),有效地訓(xùn)練了學(xué)生的邏輯思維能力。(5)用“幫助文件”豐富學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容師:在大家的努力下我們完成了抓魚游戲,你能增加游戲的難度嗎?生:魚變多、提高魚的運(yùn)動(dòng)速度。師:除些以外你還有什么辦法讓抓魚游戲變得更精彩呢?生:主人公變?cè)煨?、添加抓魚工具、發(fā)子彈、抓到后魚翻肚子……教師繼續(xù)將學(xué)生的想法在原設(shè)計(jì)圖上添加。師:為了能把大家的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),老師特為大家準(zhǔn)備了“幫助”文件,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己的想象選擇1-2項(xiàng)嘗試制作,把你的抓魚游戲變得更精彩。(“幫助文件”主要包括了改變角色的造型、運(yùn)動(dòng)方式,以及發(fā)生響應(yīng)后的不同效果)學(xué)生根據(jù)“幫助文件”提供的方法修改腳本。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖為:教師充分考慮到學(xué)生的差異性問題,設(shè)計(jì)了多個(gè)不同層次的“開放性”任務(wù),較好地保護(hù)了學(xué)生的積極性和自主性。同時(shí)“幫助”文件為學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐提供了搭手架,學(xué)生可根據(jù)自己的設(shè)想選擇自己最感興趣的內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)編,使學(xué)生的潛質(zhì)得到了挖掘,個(gè)性得到了張揚(yáng)。設(shè)計(jì)圖的引入再一次強(qiáng)化了學(xué)生系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)能力。(6)scratch專題網(wǎng)站設(shè)計(jì)師:與你的同桌互玩游戲,交流一下各自的優(yōu)點(diǎn)及可改進(jìn)的地方。將你們的作品上傳到Scratch專題網(wǎng)站中,課后我們比一比誰設(shè)計(jì)的游戲最精彩。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖旨在交流與分享,不僅能讓學(xué)生在互“玩”的過程中分享彼此成果,更主要是讓他們盡情感受到學(xué)習(xí)的快樂和成功的喜悅,得到了美好的情感體驗(yàn)。四、scrall引入課堂實(shí)踐思考現(xiàn)代教育心理學(xué)研究指出1.處理好學(xué)生的使用目標(biāo)學(xué)生的認(rèn)知能力關(guān)系到學(xué)生是否能順利完成知識(shí)建構(gòu),而項(xiàng)目設(shè)計(jì)的難易程度決定了學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成度,兩者必須相匹配。但在平時(shí)的教學(xué)中我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有些教師在設(shè)計(jì)時(shí)過多地追究項(xiàng)目的趣味性和完整性,無形中加大了活動(dòng)項(xiàng)目的難度,在這樣的教學(xué)中學(xué)生的思維能力不能與所學(xué)目標(biāo)相對(duì)應(yīng),在教學(xué)中教師只能機(jī)械地講解示范和學(xué)生單純模仿練習(xí),學(xué)生始終處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),探究性學(xué)習(xí)得不到很好的實(shí)施,教學(xué)效果大打折扣。Scratch引入信息技術(shù)課堂后我們的教學(xué)目標(biāo)定位不是讓學(xué)生掌握了哪些指令,能制作難度多大的交互類作品,而是讓學(xué)生在參與項(xiàng)目創(chuàng)作過程中培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力。因此在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)教師必須對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象有足夠的了解,對(duì)難度偏高的項(xiàng)目要“瘦身”、要“分解”,使其與學(xué)生的認(rèn)知能力相符合,只有這樣才能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有足夠的能力去思考、去嘗試、去歸納、去總結(jié),逐步形成自己的思維方式去解決問題,雖然這過程較長(zhǎng)、起效較慢,但在這過程中培養(yǎng)了學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的“學(xué)習(xí)力”。2.問題解決的“最優(yōu)化”和“多樣性”策略在Scratch教學(xué)中,我們會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解決同一問題采用的策略是多樣的,細(xì)想其原因有兩點(diǎn):一是在Scratch創(chuàng)作中,學(xué)生個(gè)體差異性尤為明顯,主要包括學(xué)生的思維能力和知識(shí)背景,決定著他們解題思路的不同,思維能力強(qiáng)的學(xué)生往往能一題多解,有些學(xué)生的想法會(huì)超出教師的預(yù)設(shè);二是在Scratch中編程,同一問題解決的策略是多樣的,同一策略可選擇的指令也是多樣的,這必然造成了同一問題的解決方法的多樣性。在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)有些教師會(huì)把很多時(shí)間與精力花在分析、講解學(xué)生的多樣性方案上,其結(jié)果使大部分同學(xué)因不理解他人的解題思路表現(xiàn)出困惑與不感興趣,原本較為清晰的概念因此變得模糊起來,給學(xué)生帶來了心理負(fù)擔(dān)。那怎樣才能在“多樣性”策略中找到“最優(yōu)化”的呢?本人認(rèn)為其“最優(yōu)化”的前提就是“理解”,最好的方法如學(xué)生不理解也無濟(jì)于事,因此在教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從問題的整體性入手,運(yùn)用抽絲剝繭的方法帶領(lǐng)學(xué)生分析出問題本質(zhì),尋找解決問題的基本策略和最佳途徑。同時(shí)教師應(yīng)擯除傳統(tǒng)程序?qū)W習(xí)經(jīng)驗(yàn)的影響,要用學(xué)生的思維方式帶領(lǐng)學(xué)生去分析,去思考、引導(dǎo)學(xué)生用自然語言加以總結(jié),最終形成“最優(yōu)化”方案。這種“最優(yōu)化”方案可能對(duì)學(xué)過程序設(shè)計(jì)的教師來講不一定是最佳的方案,但對(duì)學(xué)生當(dāng)前的思維能力和知識(shí)背景來講他們能理解、會(huì)解決實(shí)際的問題就足夠了。同時(shí)教師對(duì)提出不同方案的學(xué)生要積極肯定,鼓勵(lì)學(xué)生能一題多解,對(duì)大部分同學(xué)能理解的方案可作為案例進(jìn)行交流和評(píng)析,讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上求異、求新。3.關(guān)注學(xué)生的主體性對(duì)學(xué)生來講Scratch涉及的領(lǐng)域較廣,并與