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基于思维可视化的小学 Scratch 编程教学设计与应用 摘 要：Scratch编程教学进入我们课堂已有一段时间，学生对于编程学习兴趣浓厚。但在学习的过程中需要理解各个模块的功能，参数和命令的区别，还要有很强的编程思维，这对学生的学习造成了一定的阻碍。运用思维可视化的教学方法进行教学，在教学中层层剖析各模块、各指令、各参数之间的关系，将各部分的关系逐一展现在学生的眼前，使学生能更好地了解和把握它们之间的关系和联系，为作品的搭建打下坚实的基础并更好地培养学生的编程思维。 关键词：思维可视化；Scratch；编程教学 将Scratch程序引入到学生的学习中，是近年来中小学信息技术教育的一个创新表现，也是教学发展的必然。Scratch的研发，本身就是针对8岁以上儿童的信息技术教育的，并且拥有趣味性、简便性、广泛性、交流性等诸多特点，能够满足学生的学习与成长需要。如何将Scratch的运用与我国的中小学信息技术教学相适应，仍然需要教师在实践中不断探索。 一、Scratch编程工具的特点 Scratch是一款由麻省理工学院（MIT）设计开发的少儿编程工具。它把构成程序的命令和参数设计成一块块积木形状的模块，把模块移动到脚本编辑区堆积起来就可以执行程序了。模块有8类100多个功能。包括了一个完整程序的每个环节，条件语句，循环语句，判断，甚至数组和函数都有。在学习Scratch过程中，需要理解各个模块的功能，参数和命令的区别，还要有很强的编程思维。这让学生在学习过程中既激发了想象又培养了思维，并在智慧分享中得到提高。 画风清新、操作简单。Scratch 之所以又被称作“猫抓”，就是得名于其特点，本身面板设计就是猫脸的形象，在操作过程中，也并不需要学生进行计算机语言的编写以及输入，而是向垒积木一样将需要的元素一一积累。功能强大，运用广泛。其中的八大指令，能够将程序设计所需的建模、控制、绘画等因素全部囊括其中。运用Scratch 进行程序设计，学生所需的思维能力、创新能力等实际上并不少，只是将其中的操作步骤简化了。交互创意，分享创作。Scratch 基于Java 架构，也就意味着学生可以通过这个平台进行创作交流，将自己的作品分享出去，同时也能够借助于网络平台，将自己的心情、心得、创作动机等都分享给他人。 二、基于思维可视化的教学方法 思维可视化是以直观的、易感知的图示或图示组合的方式呈现对信息加工的过程，可将复杂的思维过程、思维方法、思维规律将其逻辑关系表示出来。学生之前学习的Windows和Office软件，着重于应用，各功能菜单之间基本没有逻辑关系。而Scratch是程序设计工具，它更侧重于作品的创作、生成，思维的过程，逻辑的严谨。如何让学生感受与理解这些不同呢？笔者尝试运用了以下可视化教学方法在课堂教学中，经过一段时间的实践，收到了良好的效果。 （一）效果展示，引发思考。画面的灵动与精美一般更容易吸引学生的目光，引发学生多感官共鸣，积极主动参与到学习中。通过把Scratch作品的动画效果呈现在学生的眼前，让其对Scratch的功能有所了解。例如：在介绍Scratch功能区域以及其功能时，可以先让学生观看一段精彩的动画表演，引发学生学习的欲望，再来引导学生了解Scratch的四大功能区域：指令区、脚本区、舞台区、角色区及其相互的关系，这样处理能更好的引发学生的学习内驱力，主动参与到学习中。 （二）理清关系，制作图例。图例能直观的表达信息，而亲手制作图例更有利于理清自己的思维过程。例如：Scratch的四个区域之间是有很强的逻辑关系的，为了帮助学生了解掌握，引导学生用倒推演绎梳理关系：作品是呈现在舞台上的，关键词是舞台；接着舞台上谁在表演，是角色；怎么让角色表演的？由脚本控制；脚本从哪儿来？由模块指令搭建的。舞台也会变化的，它是怎么变的？由脚本控制；脚本从哪儿来？由模块指令搭建的。接着学生把刚才演绎的画出来，同时老师也在黑板上简单的画一画。一方面学生可以理清四者之间的关系，了解到程序编辑最基础的是模块指令；另一方面也在培养他们的思维方式，即可以从呈现的效果倒推，找出每个环节之间的关系，环环相扣，从而理解想要达到某种效果，就必须一步步来实现的规律，为后面的设计学习打下基础。 （三）屏幕呈现，探究差异。Scratch有一大优势就是在舞台区可以直接呈现设计效果。根据这一特点，在学习的初期，不要求学生完成作品，而是去了解掌握每一个模块指令的特性。Scratch的模块指令包含了命令和参数，如何让陌生、枯燥的模块指令的功能变得可视，例如动作指令中的移动模块，把它直接移到脚本区，观察酷猫在舞台上移动10步呈现的效果，更改模块的步参数为100，观察参数10与100之间的差别，再改参数为-50步后观察效果。通过直观的对比，引出“-”参数的概念，再通过平面坐标的展示，学生就能理解掌握步参数了。 （四）人物表演，理解差异。Scratch的模块指令中，有些指令是很相似的，在屏幕上展示效果有时都难以区分。为了帮助学生理解，采用真人秀模仿，效果不错。例如“移到X（）Y（）”与“在（1）秒内，移到X（）Y（）”之间的区别，真人通过慢动作夸张的表演，学生一下子就能理解有或无“在（1）秒内”这一时间参数的差异。这种方式既活跃了课堂的气氛，又吸引了学生的注意力，同时更加强了理解与记忆。 三、基于作品的思维可视化教学实例 思维可视化教学方法在小学Scratch编程教学中常常会运用到，以图示或图示组合的方式展现其清晰可见的过程。下面以酷猫踢足球为例来说明如何引导学生的思维清晰可视。 （一）画图记录关系。通过观察酷猫踢足球的作品效果，让学生找到关键词舞台和角色。再区分舞台有什么变化，角色有什么变化，分别记下来，并分析出它们之间的关系。 （二）真人秀细化过程。通过真人秀慢动作表演，让学生了解不同的角色有不同的执行过程。例如足球，碰到酷猫就滚一段距离，然后停下；再碰上它又滚一段停下，如果碰到边缘就反弹，如此反复。这里要表现出滚和移动的区别（引出等待指令），它永远在酷猫的前面，说明它滚得比较快，即等待的时候短。在表演酷猫的过程中，注意体现跑与移动的区别，跑要切换动作，要停顿（引出切换造型、等待、重复指令）。 （三）画执行过程图。通过前面的观察、记录、思考，接下来画流程图，把刚才思考的过程记录下来，并理顺逻辑关系。 （四）编写程序脚本。根据流程图，到脚本编写区，找到相应的模块指令对不同的角色开始编写不同的脚本。通过前面的各种可视化方法，现在编写程序思维就清晰多了。思维能力是学习能力的核心，提高学习能力的关键在于挖掘与呈现知识背后的思维规律并掌握它。当学生的思维能力在学习过程中得到发展，就会使学生对知识的理解更清晰、深入、系统，从而进入会学、乐学的良性循环。 整体而言，中小学信息技术课程的改革中，需要引入新的元素，Scratch 软件在教学中的运用，对于信息技术课程的发展是十分必要的。但如何推动教学的改革，如何将新元素和课堂进一步融合，都需要在实践中进行进一步的探索，最终推动信息技术教学改革的落实。 参考文献 [1]王杰,龙春丽,李娉婷,耿滢莹,龙波,王颜,于洪.基于教育信息化背景下的小学科学课程实践教学初探[J].科技风,2019(32):32+40. [2]王建荣.浅谈小学英语教学如何发挥学生的主观能动性[J].读与写(教育教学刊),2019,16(11):177. [3]张琰.小学信息技术课堂中的物联网教学讨论[J].课程教育研究,2019(46):16. 本文来源：https://www.dywdw.cn/9d15dbffb107e87101f69e3143323968011cf4be.html
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2022-05-20
