曾云雪

摘要：在科技快速發(fā)展的今天，創(chuàng)客教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的現(xiàn)代教育趨勢(shì)下不斷發(fā)展。Scratch作為創(chuàng)客教育中重要的教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)一套符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的Scratch課程很有必要。本文基于創(chuàng)客教育思想，設(shè)計(jì)了Scratch趣味編程、Scratch創(chuàng)意編程、Scratch互動(dòng)編程、Scratch硬件編程四個(gè)層次的編程課程。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；Scratch課程；Scratch編程

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2019）05-0072-03

創(chuàng)客教育與Scratch課程

1.創(chuàng)客教育

目前，創(chuàng)客教育并沒有明確的學(xué)術(shù)定義，沒有形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程體系，沒有系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)施措施。中國(guó)電子學(xué)會(huì)現(xiàn)代教育技術(shù)分會(huì)創(chuàng)客教育專委會(huì)聚集了創(chuàng)客、創(chuàng)客教育界的部分專家和實(shí)踐者對(duì)創(chuàng)客教育進(jìn)行了定義，定義指出，創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。創(chuàng)客教育是一個(gè)發(fā)展中的概念，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和創(chuàng)客文化的普及，特別是越來(lái)越多的教學(xué)實(shí)踐，我們對(duì)創(chuàng)客教育會(huì)有更加深入的認(rèn)識(shí)。

2.Scratch課程與創(chuàng)客教育

Scratch是美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）面向青少年開發(fā)的一款圖形化編程軟件，開發(fā)的目的是為了培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新思維、邏輯思維和合作學(xué)習(xí)能力。Scratch的編程界面增添了大量素材庫(kù)，為學(xué)習(xí)者的創(chuàng)意做好鋪墊，因此Scratch教學(xué)不但有趣，簡(jiǎn)單易學(xué)，而且還能讓孩子掌握一些專業(yè)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的基本概念。

創(chuàng)客教育的興起與Scratch編程、Arduino等開源硬件、3D打印技術(shù)的日漸成熟密不可分。這些個(gè)性化、前沿化技術(shù)的普及，降低了發(fā)明創(chuàng)造的成本和門檻，創(chuàng)新和創(chuàng)造不再只是科學(xué)家、發(fā)明家的“專利”，沒有任何編程基礎(chǔ)的青少年也能憑借，Scratch編程、3D打印技術(shù)和開源硬件這些低價(jià)的創(chuàng)新工具，將自己的創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)。

小學(xué)Scratch課程及作用

1.小學(xué)Scratch課程概述及課程層次

Scratch不僅是編程語(yǔ)言，而且還是非常優(yōu)秀的創(chuàng)作和表達(dá)工具。開設(shè)Scratch課程的目的不是要培養(yǎng)碼農(nóng)，而是幫助學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)表達(dá)自己。Scratch課程能幫助青少年進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)作，提升從語(yǔ)言表達(dá)到編程思維的遷移能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題的能力。

Scratch課程分為Scratch趣味編程、Scratch創(chuàng)意編程、Scratch互動(dòng)編程、Scratch硬件編程四個(gè)層次。

2.小學(xué)Scratch課程的主要作用

（1）鍛煉語(yǔ)言表達(dá)能力

學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作的時(shí)候，首先要有一個(gè)“好創(chuàng)意”，然后用自然語(yǔ)言來(lái)表述他們的創(chuàng)意、想法。先從學(xué)生看動(dòng)畫講故事，再到學(xué)生做動(dòng)畫講故事，隨著課程的開展與深入，學(xué)生將用語(yǔ)言加流暢地描述設(shè)想與故事更。經(jīng)過(guò)積累，學(xué)生詞匯量、遣詞造句能力將會(huì)逐步增強(qiáng)，從剛開始簡(jiǎn)單的寥寥介紹到完整敘述，從量變到質(zhì)變。當(dāng)學(xué)生完成從編劇到導(dǎo)演的轉(zhuǎn)變時(shí)，敘述故事是脫口而出，制作則是水到渠成。

（2）提高解決問(wèn)題能力

學(xué)生在用Scratch進(jìn)行創(chuàng)作的時(shí)候，首先需要將創(chuàng)意設(shè)計(jì)出原型，再進(jìn)行試驗(yàn)看看原型是否可行，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改。認(rèn)真聽取別人的評(píng)價(jià)和意見，不斷修改自己的設(shè)計(jì)使其更完善。如果學(xué)生根據(jù)想到的好創(chuàng)意設(shè)計(jì)完成作品，這個(gè)作品又激發(fā)了新的想法，再進(jìn)一步完善作品或者創(chuàng)作一個(gè)新作品，在這個(gè)不斷重復(fù)的過(guò)程中，問(wèn)題會(huì)不斷出現(xiàn)，促使學(xué)生不斷地去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。在Scratch中，學(xué)生能夠動(dòng)態(tài)地改變每片代碼，并且可以立即看到結(jié)果，因此學(xué)生能夠在不斷地生成問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的交互試驗(yàn)過(guò)程中得到巨大的收獲。

（3）增強(qiáng)創(chuàng)造力和合作能力

Scratch的圖形化編程方式，使得學(xué)生能從算法與語(yǔ)法中擺脫出來(lái)，使得他們將學(xué)習(xí)的重心轉(zhuǎn)到創(chuàng)意上面去，更加專注想象和設(shè)計(jì)，并且能輕松將其實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)了“讓創(chuàng)意觸手可及”。在Scratch教學(xué)中，充分體現(xiàn)了“做中學(xué)”的教學(xué)理念，學(xué)生能夠在簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)中去設(shè)計(jì)、發(fā)明和創(chuàng)造。從課堂實(shí)踐中可以看到，當(dāng)學(xué)生自主創(chuàng)作作品時(shí)，會(huì)不斷產(chǎn)生新的問(wèn)題，整個(gè)制作過(guò)程需要解決不斷產(chǎn)生的問(wèn)題。Scratch的積木拼搭方式也使得程序代碼更容易閱讀，同時(shí)非常利于分享，學(xué)生可以就同一創(chuàng)作項(xiàng)目進(jìn)行溝通交流，以小組合作、頭腦風(fēng)暴等方式來(lái)進(jìn)一步提高課堂效率，發(fā)散創(chuàng)新思維。

面向創(chuàng)客教育的小學(xué)Scratch課程體系設(shè)計(jì)

1.課程體系設(shè)計(jì)的主要思路

Scratch編程教學(xué)在貴州地區(qū)還處于起步階段，所以筆者從易到難，循序漸進(jìn)地設(shè)計(jì)整體課程。在具體教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)層面，主要考慮知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系。

2.課程體系架構(gòu)

課程以“項(xiàng)目制作”的方式為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)四個(gè)層面的課程體系結(jié)構(gòu)，由易到難按“Scratch趣味編程（基礎(chǔ)知識(shí)與技能）—Scratch創(chuàng)意編程（綜合運(yùn)用）—Scratch互動(dòng)編程（與傳感器板進(jìn)行交互）—Scratch硬件編程（編寫硬件程序）”分別聚類設(shè)計(jì)。

Scratch趣味編程作為課程體系的第一階段，根據(jù)Scratch知識(shí)點(diǎn)難易程度融入到一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目中，增加編程的趣味性。例如，讓小貓動(dòng)起來(lái)——認(rèn)識(shí)Scratch編程界面；圣誕禮物——角色造型切換；翻山越嶺——設(shè)計(jì)背景；我是小園丁——事件；小羊肖恩——初始判斷語(yǔ)句；神筆馬良——掌握繪畫相關(guān)模塊；等等。

在第二階段Scratch創(chuàng)意編程中，學(xué)會(huì)創(chuàng)作動(dòng)畫、游戲等，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)意。例如，大戰(zhàn)苦力怕——掌握追逐類程序的核心思想；打地鼠——掌握隨機(jī)的應(yīng)用；飛揚(yáng)的小鳥——通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或者鍵盤方向鍵控制飛行的小鳥越過(guò)障礙物；迷宮游戲——完成蜘蛛等怪物巡邏、尋找寶石的功能；憤怒的小鳥——參考《憤怒的小鳥》游戲，設(shè)計(jì)鼠標(biāo)控制發(fā)送小鳥、克隆小豬阻擋小鳥進(jìn)攻的功能；太空大戰(zhàn)——制作一個(gè)發(fā)射類游戲，阻擋外星人駕駛的UFO入侵地球；等等。

第三階段是Scratch交互編程，主要結(jié)合Arduino傳感器板實(shí)現(xiàn)其交互功能。例如，跳躍的貓——主要幫助小貓?zhí)S，了解按鈕傳感器的用法；幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤——用按鈕功能來(lái)制作幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤，當(dāng)按下綠色按鈕時(shí)，指針開始在轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)按下紅色按鈕時(shí)，指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)；聰明的小老鼠——利用光線的值，當(dāng)光線值變小時(shí)，房間環(huán)境就會(huì)變暗，小老鼠就從洞中出來(lái)覓食，當(dāng)光線值變大時(shí)，房間環(huán)境變亮，小老鼠被嚇得灰溜溜地跑回了洞里；等等。

第四階段是Scratch硬件編程，通過(guò)Scratch擴(kuò)展版本AS-block編寫硬件程序，將其下載到Arduino設(shè)備中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。該階段以項(xiàng)目式教學(xué)為手段，設(shè)計(jì)并制作貼近生活的作品，從而加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)腦和動(dòng)手能力。例如，投籃計(jì)分器——主要實(shí)現(xiàn)能夠感應(yīng)投籃、判斷是否進(jìn)球、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)分的功能，其中需要使用到四位數(shù)碼管、紅外傳感器；智能身高測(cè)量?jī)x——主要實(shí)現(xiàn)能夠檢測(cè)人的身高的功能，需要使用到四位數(shù)碼管、超聲波傳感器；昆蟲機(jī)器人——能夠檢測(cè)人的身高，需要使用到電機(jī)；智能風(fēng)扇——能夠感應(yīng)是否有人體經(jīng)過(guò)，并自動(dòng)開啟或者關(guān)閉電風(fēng)扇，需要用到紅外傳感器；等等。

小學(xué)Scratch課程體系的教學(xué)實(shí)施

學(xué)校要從自身實(shí)際情況考慮，可以分階段、選擇性地開設(shè)Scratch課程。Scratch趣味編程和Scratch創(chuàng)意編程可作為班級(jí)常態(tài)課，建議從小學(xué)三年級(jí)開始開設(shè)，如果學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，學(xué)?？蓮乃哪昙?jí)開始開設(shè)。Scratch互動(dòng)編程和Scratch硬件編程，各學(xué)校可以結(jié)合自身情況有選擇性地開設(shè)，如果條件允許，可以面向全體學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，如果條件不允許，那么可以先在社團(tuán)課、拓展課中開設(shè)。學(xué)校只要擁有學(xué)生機(jī)房即可開設(shè) Scratch趣味編程和Scratch創(chuàng)意編程課程，而開設(shè)Scratch互動(dòng)編程和Scratch硬件編程課程時(shí)，需要購(gòu)買一些開源的控制器、傳感器等硬件設(shè)備。教師根據(jù)學(xué)生情況分步實(shí)施Scratch課程，以范例教學(xué)的形式層層推進(jìn)Scratch的教學(xué)，具體如下。

1.研習(xí)范例

創(chuàng)作作品需要用到Scratch的大量知識(shí)點(diǎn)，這就需要教師在課前做好充分的準(zhǔn)備，精選課堂中使用的范例，認(rèn)真?zhèn)湔n，細(xì)化知識(shí)點(diǎn)，突出教學(xué)的重難點(diǎn)。創(chuàng)作作品的重點(diǎn)不是讓學(xué)生去記住設(shè)計(jì)的步驟，而是讓學(xué)生靈活使用各模塊來(lái)創(chuàng)作作品。

2.模仿設(shè)計(jì)

學(xué)生在掌握了一定的基礎(chǔ)知識(shí)和技能后，就可以參照別人優(yōu)秀的作品進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)。模仿是學(xué)生入門較為有效的一種學(xué)習(xí)方式。教師在教學(xué)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生嘗試修改范例，這不僅可以鞏固新知，而且還可以提升技能。對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，教師要及時(shí)給予有效的指導(dǎo)。

3.自由創(chuàng)作

對(duì)于初學(xué)者而言，最開始是模仿設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。有了一定基礎(chǔ)之后，再嘗試挑戰(zhàn)有一定難度的任務(wù)。學(xué)生可根據(jù)項(xiàng)目要求，快速掌握相關(guān)知識(shí)和技能，充分發(fā)揮想象進(jìn)行創(chuàng)作。

4.交流分享

當(dāng)學(xué)生完成了作品設(shè)計(jì)后，將作品上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行分享，與更多的Scratch愛好者進(jìn)行交流。在交流過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生客觀、合理地評(píng)價(jià)他人的作品，用尊重和欣賞的態(tài)度去評(píng)價(jià)他人的創(chuàng)意。評(píng)價(jià)時(shí)，要善于發(fā)現(xiàn)別人作品中有價(jià)值的信息，并且能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，豐富自己的作品。

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基金項(xiàng)目：本文系貴州省教育科學(xué)規(guī)劃課題“中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)體系研究”（編號(hào)：2015A056）、貴州省教育廳高校人文社會(huì)科學(xué)研究課題“師范生教育信息技術(shù)應(yīng)用能力混合式培養(yǎng)研究”（編號(hào)：2015SSD20）階段研究成果。