金鑫

【摘 要】Scratch是麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的專為青少年而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，非常適合小學(xué)生學(xué)習(xí)，并且具有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特性，是學(xué)生學(xué)習(xí)和感受計(jì)算機(jī)編程，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、創(chuàng)客意識(shí)比較理想的載體。將Scratch課程引進(jìn)小學(xué)信息技術(shù)的課堂，不僅僅是為了讓學(xué)生學(xué)會(huì)編程，更是將學(xué)生從創(chuàng)意之路領(lǐng)上創(chuàng)客之道。

【關(guān)鍵詞】Scratch 進(jìn)階學(xué)習(xí) 信息技術(shù) 編程

Scratch是麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室（MIT Media Lab）開(kāi)發(fā)的全新的、專為青少年而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言。與以往枯燥且難記的計(jì)算機(jī)代碼指令不同，它采用的是形象且直觀的積木式指令。運(yùn)用這樣的指令能夠很方便地創(chuàng)建出交互性的故事、有趣的動(dòng)畫、復(fù)雜的游戲以及美妙的音樂(lè)等有意思的程序作品來(lái)，非常適合小學(xué)生學(xué)習(xí)。但是，現(xiàn)行小學(xué)信息技術(shù)Scratch內(nèi)容的教學(xué)，教師的常規(guī)做法是以模塊分解的方式選擇幾個(gè)案例作為教學(xué)載體，然后讓學(xué)生通過(guò)分析模仿案例來(lái)制作Scratch作品，學(xué)會(huì)Scratch編程。在呈現(xiàn)學(xué)生作品時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)作品相似度高的現(xiàn)象。后期自由創(chuàng)作，很多學(xué)生更會(huì)受固定思維以及原有經(jīng)驗(yàn)的禁錮，不能發(fā)揮出創(chuàng)意，體現(xiàn)創(chuàng)造力，因此不能充分調(diào)動(dòng)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，開(kāi)發(fā)和培育每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和特長(zhǎng)。這需要教師改進(jìn)教學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)方法。因此，筆者嘗試進(jìn)行了Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)踐研究。

一、Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)概述

Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)有別于仿課，基本的教學(xué)觀點(diǎn)是“學(xué)習(xí)即智造”，基本的特點(diǎn)為“有創(chuàng)意，能設(shè)計(jì)，敢動(dòng)手，樂(lè)分享”，關(guān)注的是創(chuàng)新思維、創(chuàng)客教育在課堂教學(xué)中的體現(xiàn)，理論依據(jù)主要來(lái)源于以教育學(xué)和心理學(xué)為背景的建構(gòu)主義理論以及以社會(huì)學(xué)與網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué)為背景的“長(zhǎng)尾理論”。仿課是從1到N，進(jìn)階則是從0到1。從1到N，意味著復(fù)制；從0到1，意味著創(chuàng)新。

Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)（圖1）是在普通學(xué)習(xí)活動(dòng)的基礎(chǔ)上基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)。第一步是創(chuàng)意學(xué)習(xí)：基于軟件工程的思想對(duì)編程形成一個(gè)整體的架構(gòu)，利用思維導(dǎo)圖發(fā)散學(xué)生的想象力，并通過(guò)編程操作加以實(shí)現(xiàn)。第二步是創(chuàng)客意識(shí)：在前面的基礎(chǔ)上，從虛擬的編程中走出來(lái)，加上現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)，讓學(xué)生具有初步的創(chuàng)客意識(shí)。兩者是一種遞進(jìn)的關(guān)系。實(shí)踐表明，在Scratch中采用進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)可以有效地發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。

[普通學(xué)習(xí)][進(jìn)階學(xué)習(xí)][課堂學(xué)習(xí)][創(chuàng)意學(xué)習(xí)][創(chuàng)客學(xué)習(xí)][SCRATCH學(xué)習(xí)活動(dòng)][進(jìn)階][進(jìn)階][進(jìn)階]

圖1 Scratch學(xué)習(xí)活動(dòng)

Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)的過(guò)程其實(shí)是學(xué)生不斷提升自我的過(guò)程。學(xué)生通過(guò)Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)，能提高學(xué)習(xí)的興趣與動(dòng)手設(shè)計(jì)的能力。在活動(dòng)中學(xué)生可以掌握和整合多種知識(shí)與技能，從而把想象力與創(chuàng)造力落到實(shí)處。下面，筆者將結(jié)合“迷宮游戲”的創(chuàng)作來(lái)對(duì)Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

二、Scratch進(jìn)階一：創(chuàng)意學(xué)習(xí)

在浙攝版六年級(jí)下冊(cè)Scratch單元《創(chuàng)編游戲》一課中，學(xué)生運(yùn)用鍵盤控制和偵測(cè)判斷，進(jìn)行游戲的設(shè)計(jì)（圖2）和腳本的編寫（圖3），完成了“迷宮游戲”的簡(jiǎn)單制作。

[創(chuàng)意主題：迷宮游戲 游戲規(guī)則 運(yùn)用鍵盤控制主角移動(dòng)。角色從起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)。走到賽道之外，會(huì)返回起點(diǎn)。到達(dá)終點(diǎn)，顯示“我成功了！” 舞臺(tái) 1.起點(diǎn)

2.道路

3.終點(diǎn) 角色 1.小貓 動(dòng)作

設(shè)計(jì)

1.小貓從起點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)上下左右鍵控制小貓的運(yùn)動(dòng)

2.小貓如果碰到道路以外的顏色，就返回起點(diǎn)

3.小貓如果碰到終點(diǎn)的顏色，就說(shuō)“我成功了！” ]

圖2 游戲的設(shè)計(jì)

圖3 腳本的編寫

Scratch軟件的創(chuàng)意學(xué)習(xí)（圖4），并不是通過(guò)“教師教，學(xué)生學(xué)”這種基本模式，而是讓學(xué)生通過(guò)“模仿—改編—自創(chuàng)”這一過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里涉及軟件工程的基本思想。

[創(chuàng)意學(xué)習(xí)（創(chuàng)新思維）][需求分析][創(chuàng)設(shè)功能][會(huì)想到會(huì)說(shuō)][會(huì)想到會(huì)寫]

圖4 創(chuàng)意學(xué)習(xí)

在Scratch教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)作的過(guò)程，實(shí)際上也包含了一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工程（圖5）。涉及需求分析、功能設(shè)計(jì)、編程調(diào)試、展示分享等多個(gè)軟件工程的環(huán)節(jié)。編程調(diào)試、展示分享在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)踐。編程調(diào)試、展示分享環(huán)節(jié)中，關(guān)注的是學(xué)生的計(jì)算思維應(yīng)用。在需求設(shè)計(jì)、功能分析環(huán)節(jié)中，注重學(xué)生的創(chuàng)意思維體現(xiàn)。這里主要提到的是需求分析和功能設(shè)計(jì)。

[項(xiàng)目

立項(xiàng)][1需求分析][3編程調(diào)試][2功能設(shè)計(jì)][4展示分享]

圖5 軟件開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工程

在軟件工程中，需求分析指的是在建立一個(gè)新的或改變一個(gè)現(xiàn)存的電腦系統(tǒng)時(shí)，描寫新系統(tǒng)的目的、范圍、定義和功能時(shí)所要做的所有的工作。換到Scratch創(chuàng)編游戲來(lái)說(shuō)，需求分析是學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)作的關(guān)鍵過(guò)程。有了需求分析學(xué)生才能清楚地了解自己創(chuàng)作作品的需要，創(chuàng)作作品的脈絡(luò)才會(huì)清晰。在確定了創(chuàng)作作品的這些需要之后，學(xué)生才能更好地分析和尋求新的作品。需求分析階段的任務(wù)是確定作品的功能。

因而在學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作作品之時(shí)，教師首先需要引導(dǎo)他們對(duì)即將要?jiǎng)?chuàng)作的作品進(jìn)行需求分析。出示一份普通版的迷宮（圖6）與一份進(jìn)階版迷宮（圖7），進(jìn)行對(duì)比。

圖6 《迷宮》 圖7 《迷宮之小車》

生1：原來(lái)我們的迷宮是仿造書(shū)上的Z字形迷宮。現(xiàn)在看見(jiàn)的新的迷宮，它的舞臺(tái)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，并不是簡(jiǎn)單的直行。

生2：原來(lái)的主角是小貓。現(xiàn)在換成小車了。主角有改變。除了主角，還加入了其他角色。三個(gè)可以變化不同顏色的交通信號(hào)燈。

生3：主角小車除了超出區(qū)域后會(huì)退回到原點(diǎn)，當(dāng)它碰到交通信號(hào)燈時(shí)，不同的顏色會(huì)有不用的響應(yīng)動(dòng)作。

師：同學(xué)們真會(huì)觀察。這個(gè)作品在舞臺(tái)、角色、動(dòng)作設(shè)計(jì)（圖8）上都有了改變。在設(shè)計(jì)《迷宮之小車》時(shí)，我的需求是：運(yùn)用鍵盤控制小車（角色）移動(dòng)。角色從起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)。走到賽道（舞臺(tái)）之外，會(huì)返回起點(diǎn)。到達(dá)終點(diǎn)，顯示 “我成功了！”途中遇到綠燈、紅燈、黃燈（角色），小車會(huì)有不同的反應(yīng)（動(dòng)作）。如果接下來(lái)你想制作一款好游戲，會(huì)在哪方面進(jìn)行改進(jìn)？

[角色][動(dòng)作][游戲][舞臺(tái)]

圖8

生4：我將要設(shè)計(jì)一個(gè)“走出山洞”的迷宮游戲。我的需求是：運(yùn)用鍵盤控制人（角色）移動(dòng)。人有三點(diǎn)血量，要走出山洞。山洞的不同地方有石頭阻擋（舞臺(tái)），還有四個(gè)怪物（角色）來(lái)回巡邏。不能碰到怪物。碰到怪物，扣一滴血。直到血量扣為零，失?。▌?dòng)作）。

……

需求分析能幫助學(xué)生搞清楚自己要?jiǎng)?chuàng)作的作品有哪些需要，可以給學(xué)生指明思考的方向。有了方向，學(xué)生的想象力就能在正確的道路上不斷馳騁。學(xué)生是課堂的主體，教師是課堂的引導(dǎo)者。每一個(gè)學(xué)生在需求分析下都能有自己的設(shè)計(jì)方向。這樣才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從不會(huì)說(shuō)到會(huì)說(shuō)，從不會(huì)想到會(huì)想。

學(xué)習(xí)的最終目的是應(yīng)用。模仿是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，而帶有創(chuàng)意的創(chuàng)作才是最終的目標(biāo)。學(xué)生需要學(xué)會(huì)運(yùn)用已有的知識(shí)結(jié)合自己的創(chuàng)意發(fā)揮來(lái)創(chuàng)作出自己的作品。學(xué)生需要教師的引導(dǎo)，也需要教師提供更多的機(jī)會(huì)來(lái)挖掘和展示自己的潛能。這是為未來(lái)培養(yǎng)合適的人才。

三、Scratch進(jìn)階二：創(chuàng)客學(xué)習(xí)

作為進(jìn)階學(xué)習(xí)，如何體現(xiàn)程序與日常生活的聯(lián)系，能將屏幕上虛擬的東西與現(xiàn)實(shí)世界連接起來(lái)，這是一種價(jià)值的訴求。創(chuàng)客學(xué)習(xí)能幫助實(shí)現(xiàn)這一訴求。學(xué)生通過(guò)創(chuàng)客學(xué)習(xí)、通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，以及借助信息技術(shù)能把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。學(xué)生對(duì)親身體驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)踐總是很感興趣的。創(chuàng)客學(xué)習(xí)活動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，正是激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的一種很好的方式。

那創(chuàng)客學(xué)習(xí)怎么在Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)中體現(xiàn)呢？我們要關(guān)注兩個(gè)維度（圖9）。

[圖9 創(chuàng)客學(xué)習(xí)][創(chuàng)客學(xué)習(xí)（創(chuàng)客意識(shí)）][現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)（生活維度）][創(chuàng)客創(chuàng)作（信息維度）][用編程實(shí)現(xiàn)][虛擬與現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系]

圖9 創(chuàng)客學(xué)習(xí)

（一）關(guān)注生活維度，感受現(xiàn)實(shí)價(jià)值

教師播放一段視頻：在高速公路上，有限速的標(biāo)準(zhǔn)。車輛超過(guò)限定的速度，有攝像頭進(jìn)行拍攝，交警部門會(huì)開(kāi)出罰單。

教師播放另一段視頻：持有噪聲測(cè)試儀的工作人員，在馬路邊進(jìn)行噪音測(cè)試。噪音也是一種污染。利用噪聲測(cè)試儀，可以在工作現(xiàn)場(chǎng)、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所進(jìn)行噪聲檢測(cè)。

引導(dǎo)學(xué)生觀看并發(fā)現(xiàn)：速度的快慢會(huì)被記錄在后臺(tái)，隨著車輛的經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)更新；噪音的大小也會(huì)被顯示在監(jiān)測(cè)的顯示屏上，隨著周圍音量的變化動(dòng)態(tài)更新。由此激發(fā)學(xué)生的興趣：這是運(yùn)用了什么樣的技術(shù)？和我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的編程有關(guān)系嗎？

出示例子《看，聲音的樣子》：通過(guò)音量值的變化，小貓的行走路線發(fā)生改變（圖10）。

[圖 10 《看，聲音的樣子》舞臺(tái)呈現(xiàn)]

圖 10 《看，聲音的樣子》舞臺(tái)呈現(xiàn)

編程程序如下（圖11）。

圖11 《看，聲音的樣子》編程實(shí)例

（二）關(guān)注信息維度，虛擬轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)

1.利用知識(shí)遷移，學(xué)習(xí)新知

知識(shí)遷移是學(xué)生要掌握的一種重要的能力。學(xué)生要學(xué)會(huì)觀察利用新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)行新舊知識(shí)之間的對(duì)照，從而對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行遷移，學(xué)會(huì)新知識(shí)，領(lǐng)會(huì)新知識(shí)，運(yùn)用新知識(shí)。

小試驗(yàn)：將耳機(jī)插入計(jì)算機(jī)的接口，對(duì)著麥克風(fēng)錄制（圖 12）。用不同的音量說(shuō)話。

圖12

學(xué)生觀察后發(fā)現(xiàn)，音量不同的時(shí)候，計(jì)算機(jī)界面上會(huì)出現(xiàn)不同的變化（圖13，圖14）。

圖13

圖14

在Scratch里有一組命令可以實(shí)現(xiàn)類似的效果。在Scratch1.4版本里，如：音量值。在Scratch2.0版本里，如：響度，攝像頭偵測(cè)。以音量值為例。為了感知麥克風(fēng)的信號(hào)，需要利用“偵測(cè)”面板中的“音量值”變量。這一變量可以直觀地反映麥克風(fēng)音量的大小，取值范圍是0到99。有了這條命令，學(xué)生就可以利用它編程，讓舞臺(tái)上的角色隨著音量值的改變而產(chǎn)生各種變化。

師：我們?cè)趺唇Y(jié)合“迷宮游戲”進(jìn)行創(chuàng)作？

生1：我可以用音量改變角色的大小。

生2：我可以用音量改變角色的顏色。

生3：我可以用音量切換舞臺(tái)。

生4：我可以把音量和其他命令組合起來(lái)使用。

……

師：同學(xué)們很會(huì)發(fā)現(xiàn)。任取其中一條，如我們可以使用音量來(lái)控制角色的行走，但是具體的控制方法還是多樣的。比如可以將角色的縱坐標(biāo)直接設(shè)為音量值經(jīng)過(guò)算術(shù)變換的值，也可以判斷音量值大于某個(gè)值時(shí)上升或下降。期待大家更多的實(shí)踐。

體驗(yàn)加上互動(dòng)，對(duì)學(xué)生現(xiàn)實(shí)感受進(jìn)行了沖擊。學(xué)生的興趣完全被調(diào)動(dòng)起來(lái)。利用現(xiàn)有的任務(wù)和素材，生成個(gè)性創(chuàng)作，深刻體驗(yàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的融合。這一次的設(shè)計(jì)嘗試?yán)名溈孙L(fēng)作為輸入，設(shè)計(jì)創(chuàng)作“迷宮游戲”。從創(chuàng)作的過(guò)程可以體會(huì)到，一個(gè)滲透創(chuàng)客精神的游戲可以給一個(gè)原本普通的游戲增添更多的樂(lè)趣。這里提到的響度、攝像頭偵測(cè)等功能，在只要是配置了耳麥和攝像頭的計(jì)算機(jī)上都可以進(jìn)行應(yīng)用。另外，在這個(gè)基礎(chǔ)上，Scratch還可以外接測(cè)控傳感器以及Arduino機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬與現(xiàn)實(shí)更加深入的探究。

2. 基于現(xiàn)實(shí)生活，打開(kāi)思路

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?？萍歼M(jìn)步與創(chuàng)新是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的決定性因素。創(chuàng)客學(xué)習(xí)活動(dòng)關(guān)注在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際運(yùn)用。希望小創(chuàng)客們能夠打開(kāi)思路，提出更多能與生活相融合的設(shè)計(jì)思路，創(chuàng)作出更多的創(chuàng)客作品。

師：在前面的視頻里提到，在高速公路上，有限速的標(biāo)準(zhǔn)。車輛超過(guò)限定的速度，有攝像頭進(jìn)行拍攝，交警部門會(huì)開(kāi)出罰單；持有噪聲測(cè)試儀的工作人員，在馬路邊進(jìn)行噪音測(cè)試。在現(xiàn)實(shí)生活中，還有哪些關(guān)于這方面的應(yīng)用？

生1：我想做可以模仿在屏幕上切水果的體感游戲。Scratch2.0新增了視頻偵測(cè)功能和克隆功能。當(dāng)我揮動(dòng)手臂時(shí)，攝像頭能捕捉到我的動(dòng)作。正好切到水果的時(shí)候，水果完整造型切換到破裂造型，看上去是被切開(kāi)的形狀。

生2：我們小區(qū)的樓道里有安裝感應(yīng)燈。我想和這個(gè)應(yīng)該有關(guān)系。我可以設(shè)計(jì)根據(jù)音量的響度，讓白熾燈進(jìn)行明暗的變化。音量達(dá)到一定的量，燈亮，否則，不亮。

生3：我想設(shè)計(jì)一個(gè)小貓儲(chǔ)蓄罐。當(dāng)我把硬幣放在儲(chǔ)蓄罐上，儲(chǔ)蓄罐里的小貓就會(huì)伸出手來(lái)，拿走我的硬幣并發(fā)出“喵”一聲的貓叫。

生4：我也有個(gè)儲(chǔ)蓄罐。當(dāng)我投幣時(shí)，我的變形金剛儲(chǔ)蓄罐會(huì)發(fā)出興奮的聲音并且能有姿勢(shì)的比畫。

……

創(chuàng)客學(xué)習(xí)活動(dòng)基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，既讓學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，又培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，把學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力極大地調(diào)動(dòng)起來(lái)。在Scratch課堂里，采用進(jìn)階學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意與創(chuàng)客的學(xué)習(xí)活動(dòng)。在“自主、探究”建構(gòu)學(xué)習(xí)的理念下，發(fā)揮學(xué)生的好奇心和想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力；使學(xué)生勇于提出新的觀點(diǎn)和設(shè)想，并在理性分析判斷后，可以使之實(shí)現(xiàn)。

陶行知先生曾說(shuō)過(guò)：“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時(shí)，人人是創(chuàng)造之人?！眲?chuàng)新是當(dāng)今時(shí)代的關(guān)鍵詞，而創(chuàng)客是新時(shí)代對(duì)人才的迫切需求。希望，Scratch進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)能早日在更多的中小學(xué)中進(jìn)行推廣。

（浙江省杭州市賣魚(yú)橋小學(xué) 310000）