朱麗彬　金炳堯

【摘要】Scratch是麻省理工學(xué)院針對兒童設(shè)計開發(fā)的程序編寫語言與環(huán)境，目的是讓兒童在創(chuàng)作體驗中學(xué)習(xí)編程、表達(dá)自己的想法。依據(jù)美國學(xué)者大衛(wèi)·庫伯的體驗學(xué)習(xí)圈理論，作者提出“模仿制作—觀察反思—概括知識點—自主創(chuàng)作，的教學(xué)活動模式，并在金華師范附屬小學(xué)進行教學(xué)實踐，結(jié)果表明，體驗學(xué)習(xí)圈視角下的Scratch程序設(shè)計教學(xué)在激發(fā)學(xué)生興趣，有效學(xué)習(xí)編程，培養(yǎng)邏輯思維和創(chuàng)造力方面效果顯著。

【關(guān)鍵詞】Scratch：程序設(shè)計課；體驗學(xué)習(xí)圈

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）07-0030-04

引言

隨著人類步入信息時代，當(dāng)今學(xué)生的生活環(huán)境和生活方式使得他們的思維模式發(fā)生了巨大的改變，他們習(xí)慣于迅速地接受信息，喜歡同時處理多種任務(wù)，喜歡文本前呈現(xiàn)圖表而不是相反，喜歡隨機進入（像超文本），喜歡獲得即時的肯定和頻繁的獎勵，喜歡游戲而不是“嚴(yán)肅”的工作。

面對完全在信息化環(huán)境下成長起來的一代學(xué)生，我國高中的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)近十年未做過修訂、義務(wù)教育階段大部分地區(qū)沒有信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，信息技術(shù)課程面臨著重大的變革。2012年5月，中國教育技術(shù)協(xié)會信息技術(shù)教育專業(yè)委員會頒布了《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2012版）》。要求通過算法與程序設(shè)計模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能借助積木式程序設(shè)計語言，理解生活中的算法問題，并與程序語言表達(dá)的算法形成關(guān)聯(lián)；能設(shè)計算法并通過拖曳圖標(biāo)方式編寫程序解決生活中的簡單問題，初步體驗程序設(shè)計的過程和算法概念。Scratch作為一款積木式程序設(shè)計語言不同于以往教學(xué)中使用的VB、PASCAL、LOGO等，它以形象直觀的積木指令代替了枯燥，易出錯的復(fù)雜程序代碼，有利于幫助學(xué)生在創(chuàng)作體驗中學(xué)習(xí)編程、表達(dá)自己的想法。我國的很多地區(qū)已經(jīng)展開Scratch的試點教學(xué)，在一定程度上改變了傳統(tǒng)程序設(shè)計教學(xué)中普遍存在的學(xué)習(xí)興趣不濃，動手編程能力低下，實際應(yīng)用能力不強等問題，但我國的Scratch教學(xué)尚處于起步階段，沒有統(tǒng)一的適用于教學(xué)的教材和具體實施的教學(xué)模式方法。

本文作者依據(jù)大衛(wèi)·庫伯的體驗學(xué)習(xí)圈理論，運用“模仿制作一觀察反思一概括知識點一自主創(chuàng)作”的教學(xué)模型，在金華師范附屬小學(xué)進行了為期兩個月教學(xué)實踐研究。

一 scratch簡介

Scratch是麻省理工學(xué)院（MIT）為八歲以上兒童設(shè)計開發(fā)的一套新的程序設(shè)計軟件，通過Scratch語言兒童可以創(chuàng)造性地設(shè)計出屬于自己的程序，這些程序包含動畫、游戲和交互式故事等。Scratch語言的設(shè)計理念是“想象一編程一分享”，教學(xué)目的不是為了培養(yǎng)少年程序員，而是孩子們可以通過Scratch表達(dá)自己，幫助他們發(fā)展學(xué)習(xí)技能，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，以及學(xué)會解決生活中的問題。Scratch的重要性體現(xiàn)在它讓兒童能夠自己控制電腦，它不只是編程工具更是一個強大的學(xué)習(xí)社區(qū)，它給教師提供一種教的工具，它還是一款免費的軟件。Scratch適用于兒童學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、邏輯及設(shè)計流程，高度可視化的界面和積木組合式程序設(shè)計方法可以免除代碼輸入錯誤的困擾，可以制作出具有故事情節(jié)的動畫或交互式游戲。http：//Scratch.mit.edu是Scratch的官方網(wǎng)站，在上面可以下載Scratch語言，也能夠分享交流自己的作品，其他類似的學(xué)習(xí)網(wǎng)站還有Scratch Ed，Learn Scratch等。

二 體驗學(xué)習(xí)圈理論在Scrateh程序設(shè)計課中的應(yīng)用

1 體驗學(xué)習(xí)的心理過程

體驗學(xué)習(xí)圈是將體驗學(xué)習(xí)歷程劃分為若干階段的一個理論模型，最早由庫伯在1984年提出，他通過評述杜威、勒溫和皮亞杰的學(xué)習(xí)理論，靈感地發(fā)現(xiàn)三者的學(xué)習(xí)理論“在本質(zhì)上具有重疊性和相同點”。于是，庫伯創(chuàng)造性地提出四階段的學(xué)習(xí)圈歷程，包括“具體體驗”（concreteexperience）、“反思觀察”（reflectiveobservation）、“抽象概括”（abstract conceptualization）和“主動檢驗”（ative experimentation）。

透過對體驗學(xué)習(xí)圈的解讀，啟發(fā)研究者根據(jù)體驗教學(xué)去了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)歷程，進而設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)模型——“模仿制作一觀察反思一概括知識點一自主創(chuàng)作”來適應(yīng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。舉例說明，一個學(xué)生看到點擊舞臺右上角的小旗，角色小貓開始在舞臺上走路，因好奇心改變腳本中小貓的步長和循環(huán)次數(shù)，于是再點擊小旗時看到小貓在舞臺上跑起來。其中點擊小旗運行腳本即為當(dāng)下的“具體體驗”，小貓走起來引發(fā)學(xué)生思考：為什么小貓會走起路來？進入了“反思觀察”階段。接著得出“積木腳本的搭建控制小貓的行走”，“通過改變參數(shù)的設(shè)置可以改變小貓的速度”的結(jié)論，這時就進入到“抽象概括”。形成了抽象概念與結(jié)論還要等待檢驗，經(jīng)由歸納、演繹或類比，該學(xué)生再遇到類似的場景，如小貓?zhí)瑁@球運動等，就會自己設(shè)定物體的運動軌跡，調(diào)整運動速度了，這就是“主動檢驗”。值得強調(diào)的是“體驗學(xué)習(xí)不是經(jīng)由具體體驗到主動檢驗一個循環(huán)就結(jié)束了，也不是一個單純的‘平面循環(huán)，而是一個‘螺旋上升的過程，體驗過后的認(rèn)識或假設(shè)需要經(jīng)由未來的行動檢驗，且不斷地循環(huán)往復(fù)，一次循環(huán)到主動檢驗又意味著下一次或新的體驗的開始?！?/p>

2 體驗學(xué)習(xí)教學(xué)活動模型

體驗學(xué)習(xí)圈闡釋了體驗學(xué)習(xí)的內(nèi)在機制，以下四個階段是借鑒學(xué)習(xí)圈的歷程設(shè)計與組織的。

（1）設(shè)計真實的具體體驗

在學(xué)科教學(xué)中的創(chuàng)設(shè)具體體驗大概有兩種取向：一是設(shè)計體驗活動；二是設(shè)計體驗情境。Scratch語言搭積木式的編程方法設(shè)計出來的動畫和游戲，有助于激發(fā)學(xué)生的好奇與挑戰(zhàn)，當(dāng)學(xué)生享受到有價值的樂趣，就會調(diào)動積極的情感參與。內(nèi)部動機對行為的驅(qū)動作用比外部強化的作用更為穩(wěn)定和持久。

（2）引導(dǎo)體驗后的反思觀察

引導(dǎo)反思起催化經(jīng)驗與學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)的效果，它不是生硬的解讀，而是對話。只有對話，才能誘發(fā)學(xué)習(xí)者進行自我探索，才能擁有自主的學(xué)習(xí)，才能培養(yǎng)問題意識與思維習(xí)慣。在體驗之后，教師可以透過感覺評估體驗情況，關(guān)注整個Scratch程序設(shè)計學(xué)習(xí)過程，通過比較和復(fù)習(xí)舊知識點，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者分析診斷具體問題解決辦法。

（3）關(guān)注抽象概括的內(nèi)在思維

抽象概括意味著體驗教學(xué)最終要導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此，要給學(xué)生留出充分的時間來表達(dá)他們對問題的理解和對作品的期望，這里可以展開小組討論：也可以透過自我分析和反省思考的過程予以具體的表述；或提供靜默與沉思的時間將經(jīng)驗進行歸納。經(jīng)由抽象概括和歸納總結(jié)才能發(fā)展判斷或推理的思維能力，有利于內(nèi)化與遷移其學(xué)習(xí)經(jīng)驗，在Scratch程序設(shè)計課上體現(xiàn)在對程序設(shè)計概念和知識點的內(nèi)化和總結(jié)。

（4）再次創(chuàng)造主動檢驗的應(yīng)用情境

主動檢驗意味著將抽象概括的原理運用于新的情境，以經(jīng)歷意義的外延轉(zhuǎn)換。在某個概念或知識抽象理解后，需要將獲得的經(jīng)驗、知識、技能或態(tài)度在現(xiàn)實生活中得到驗證。這里教師可以讓學(xué)生對作品進行再創(chuàng)造，所以Scratch程序設(shè)計課要求學(xué)生不斷地完善自己的作品，不斷地再創(chuàng)造。

我們還需強調(diào)，“體驗學(xué)習(xí)圈”不是一種簡單的“如何控制教學(xué)實踐的處方”。體驗教學(xué)不是在一節(jié)課上“機械套用四個階段”。學(xué)習(xí)圈是環(huán)形的過程，而非線性的，實際應(yīng)用時就有改造與創(chuàng)新的空間。如學(xué)習(xí)者抽象概括困難時，可以再生成一個具體體驗，以使學(xué)習(xí)圈得以迂回和反復(fù)；學(xué)習(xí)者也可以從任何一點進入學(xué)習(xí)圈，如已經(jīng)有了相關(guān)的經(jīng)歷，就可直接從問題引導(dǎo)開始，不一定非得有具體體驗，以免浪費教學(xué)時間；有時針對學(xué)習(xí)個體，一節(jié)課中甚至有可能會發(fā)生多個學(xué)習(xí)圈?？傊?，“體驗學(xué)習(xí)圈”的教學(xué)活動模型較適合應(yīng)用于Scratch程序設(shè)計教學(xué)實踐中，但需要應(yīng)該根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的需要進行不斷調(diào)整。

3 體驗學(xué)習(xí)模式在教學(xué)中的應(yīng)用——以“捉鼠游戲”為例

在金華師范附屬小學(xué)——艾青小學(xué)的Scratch程序設(shè)計社團課上，教師引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)作了一些他們所喜愛的游戲作品，如迷宮，打磚塊，植物大戰(zhàn)僵尸，小貓畫畫，捉鼠游戲等。“捉鼠游戲”這一課是建立在前一節(jié)“猴子打籃球”基礎(chǔ)上展開的，內(nèi)容是用Scratch創(chuàng)作貓捉老鼠的游戲，依據(jù)體驗學(xué)習(xí)模型分成以下四個階段指引學(xué)生感知。體驗和創(chuàng)新應(yīng)用。

（1）模仿制作啟動思維

在教學(xué)開始時，首先展示有趣的捉鼠游戲，讓學(xué)生先體驗游戲的基本規(guī)則，接著學(xué)生在已有的編程知識基礎(chǔ)上開始動手模仿編程，在可視化的程序設(shè)計環(huán)境里調(diào)試程序，教師講解必要的知識點，在技術(shù)上提供支持。

（2）觀察反思突破困惑

兒童對未知世界是充滿好奇的，他們就是在不斷地“發(fā)現(xiàn)”中獲得學(xué)習(xí)的“快樂體驗”，老師不直接將知識點呈現(xiàn)，而是引導(dǎo)學(xué)生反思，突破思維困惑。以下是兩段課堂實錄。

課堂實錄片段1：

生：老師，我的老鼠怎么像機器人？

師：很機械是吧，那我們來看看腳本分析一下為什么老鼠不那么自然。

生：好像是按照固定的軌跡游的。

師：我們可以看到，絕大多數(shù)同學(xué)是按照上節(jié)課猴子打籃球的腳本去編程的，那老鼠是動物，我們有什么辦法讓老鼠旋轉(zhuǎn)不一樣的角度呢？

生：隨機數(shù)。

師：我們可以將一定的數(shù)值用隨機數(shù)來替換一下，這樣計算機來自由選擇隨機數(shù)來決定老鼠轉(zhuǎn)彎的角度，并時不時變換一種姿態(tài)。

課堂實錄片段2：

生：老師，我的老鼠發(fā)瘋了，他們像無頭蒼蠅一樣亂撞，怎么回事？

師：誰能幫這位同學(xué)解釋一下呢？

生：老鼠運動的速度太快了！

生：小鼠是不能倒著走！

師：我們同學(xué)的分析太對了，那我們就從這兩個角度來解決問題。首先是速度的問題，誰能告訴我怎么變慢？

生：就是多循環(huán)幾次，每次少走幾步就好了！

師：很好！告訴老師，你是怎么發(fā)現(xiàn)的？

生：就是多試幾次就好了！

師：對的，其實很多問題，包括我們在以后的學(xué)習(xí)和生活中遇到的困難，我們都是要自己多動手嘗試的，而不是直接將問題拋給老師和家長，勤于動腦，問題就會迎刃而解的！

生：老師，我真厲害！

師：我們再來看一下，怎么要老鼠正著走？

生：老師，我知道！

師：好！你來給大家示范一下。

師：我們可以看到，這個同學(xué)很細(xì)心嘍，發(fā)現(xiàn)了接口上的這三個小按鈕是控制角色的旋轉(zhuǎn)方向的。

生：老師，我也發(fā)現(xiàn)了！

師：看來我們同學(xué)不僅勤于思考還能夠仔細(xì)觀察，自我學(xué)習(xí)能力是很強的。

本階段，教師在教學(xué)中要經(jīng)常反思，在學(xué)生體驗之后怎樣產(chǎn)生有意義的問題和對話策略。只有問題才能開啟體驗、經(jīng)驗及知識聯(lián)系的通道；只有對話，才能誘發(fā)學(xué)習(xí)者進行自我探索，才能擁有自主的學(xué)習(xí)，才能培養(yǎng)問題意識與思維習(xí)慣。在體驗之后，“剛才發(fā)生了什么？我聽到、看到了什么？我聽到、看到、觀察到的與以前有什么不一樣的地方？”等問題就必須及時給出。也可從不同角度，采用不同的問題策略。

（3）抽象概括培養(yǎng)邏輯思維能力

在這一階段，學(xué)生已經(jīng)基本上達(dá)到老師給出的模板水平，教師引導(dǎo)學(xué)生比較兩節(jié)課的腳本如圖2所示，拿自己的話總結(jié)這節(jié)課用到的腳本是建立在之前學(xué)習(xí)的哪些知識基礎(chǔ)上，又用到了哪些新的知識點。

（4）自主創(chuàng)作提升問題解決能力

達(dá)到老師給出的模板水平后老師鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象的空間，在原有的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，讓學(xué)生提出自己的修改意見——有的學(xué)生認(rèn)為游戲的難度太低，有的則認(rèn)為游戲里應(yīng)該有讓玩家迅速勝利的必殺技等等。有的同學(xué)利用外觀命令里面的重像特效將自己的小老鼠變得透明，稱其為隱形殺手；有的同學(xué)用廣播功能在不同情況里令舞臺的背景不斷切換，稱之為魔立方；有的同學(xué)安排了大貓吃掉老鼠的場景；有的同學(xué)則加入了“全部冰凍”和“全部秒殺”的必殺技（如圖3）；還有同學(xué)制作了太空打恐龍，跳出了老師的思維，玩起了他的“恐龍游戲”（如圖4）。這一階段給學(xué)生搭建了交流展示的平臺，學(xué)生相互學(xué)習(xí)，樂此不疲。畢加索曾說過，每個孩子都是一位藝術(shù)家，問題是如何讓他們在成年后仍然保持藝術(shù)家的思路。換一種思路去實現(xiàn)自己的想法，這不正是創(chuàng)造！？

三 應(yīng)用效果分析

為了解Scratch教學(xué)前后，學(xué)生學(xué)習(xí)成效，邏輯思維能力和創(chuàng)造力是否得以提升，研究者根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，學(xué)習(xí)成果展示，教師的訪談觀察，結(jié)合《程序設(shè)計基礎(chǔ)測驗》《威廉斯創(chuàng)造性思考活動》《邏輯推理能力測驗》等研究工具對社團班上的30名學(xué)生進行測量，前后測相隔近兩個月，在各項測驗中學(xué)生成績都有所提高，通過質(zhì)性材料的搜集結(jié)合量表的量化分析，研究結(jié)果分析如下。

1 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性有所提高

通過觀察和訪談等質(zhì)性資料的搜集，研究者觀察到課堂上學(xué)生積極參與討論，相互學(xué)習(xí)，在FTP上“曬”作品。課后自覺尋找各種資源，下載自己喜愛的作品，用來完善自己的作品，學(xué)生想教師表達(dá)對程序設(shè)計的熱愛，充分驗證了Scratch程序設(shè)計教學(xué)有效地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的熱情。

2 學(xué)生邏輯思維能力得以提升

小學(xué)生思維主要特點是以具體形象思維為主要形式，逐步向抽象邏輯思維過渡。這種過渡性就是說，兒童能對具體事物的變化進行抽象推理，并揭露其本質(zhì)特點，但是兒童不能脫離具體事物的感知進行判斷推理。在想法的孵化階段，學(xué)生用自己的感性的一面孕育思想的種子，而到了實踐的過程則是理性的，通過反思觀察和抽象概括，學(xué)生的邏輯思維能力得到了鍛煉。學(xué)生在邏輯推理能力的前后測成績中有顯著提升。

3 學(xué)生創(chuàng)造力得以提升

研究者采用《威廉斯創(chuàng)造性思考活動》為研究工具對社團班上的30名學(xué)生進行測量，前后測相隔近兩個月，《威廉斯創(chuàng)造性思考活動》包括流暢力，開放性，變通力，獨創(chuàng)力，精細(xì)度及標(biāo)題，所以得到六種子量表和總分，研究者用SPSS軟件對各項能力及總分的前后測成績進行成對樣本t檢驗，以此了解學(xué)生接受Scratch程序設(shè)計教學(xué)后，創(chuàng)造力是否得以提升，研究結(jié)果表明，學(xué)生在《威廉斯創(chuàng)造性思考活動》中的流暢力、變通力和獨創(chuàng)性的后測成績均高于前測成績，尤其是變通力上達(dá)到顯著差異。

四 結(jié)束語

Scratch編程語言是適應(yīng)時代發(fā)展的產(chǎn)物，用它學(xué)習(xí)編程擺脫了程序設(shè)計復(fù)雜的語法和程序調(diào)用枯燥的格式，積木式的指令讓其抽象程度大大減少，讓程序設(shè)計變得十分有趣?；隗w驗學(xué)習(xí)圈的Scratch程序設(shè)計教學(xué)方式鍛煉了學(xué)習(xí)者設(shè)計的思維和能力，對培養(yǎng)小學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造力有重要意義。國內(nèi)的Scratch教育剛剛起步，在很多方面還有待進一步的改進和完善，廣大教育工作者在積極的實踐和探索的基礎(chǔ)上推動Scratch程序設(shè)計課教學(xué)的發(fā)展。1