許玉芳

摘要：在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的背景下，STEAM 教育作為一種新的培養(yǎng)創(chuàng)新綜合性人才的教育潮流，越來越多地被世界各國的教育界所關(guān)注與重視，紛紛嘗試開發(fā)適合本土發(fā)展的STEAM 教育課程。該文通過研究STEAM 教育的核心理念與Scratch創(chuàng)意編程的教育理念以及特點，搭建基于STEAM 教育的小學Scratch創(chuàng)意編程，在這基礎(chǔ)上提出Scratch創(chuàng)意編程作品設(shè)計開發(fā)原則：趣味性；啟發(fā)遷移性；學科整合性；情境交互性；并根據(jù)作品設(shè)計開發(fā)原則開發(fā)了“小花匠”課例，從課例內(nèi)容、設(shè)計思路與能力培養(yǎng)三個方面對課例展開說明，希望能對廣大教師設(shè)計開發(fā)Scratch作品提供啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：STEAM 教育；Scratch創(chuàng)意編程；Scratch設(shè)計開發(fā)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）24-0208-02

1 STEAM 教育與Scratch概述

1.1 STEAM教育

STEAM 是Science（科學）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學）、Art（藝術(shù)）的縮寫簡稱。STEAM 教育前身為20世紀 80 年代美國人提出的 STAM 教育，美國弗吉尼亞理工大學的學者Yakman在研究綜合教育時首次提出在原有四科的基礎(chǔ)上加入了 Art（藝術(shù)）學科，多個學科相融合從而得到 STEAM 教育。STEAM教育是一種綜合性的課程，強調(diào)各科知識的有機交叉融合，通過自主設(shè)計、探索解決問題和實踐等方式促進設(shè)計能力和知識的融合與綜合運用能力的提高，培養(yǎng)知識遷移應(yīng)用于解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生動手實踐、創(chuàng)新創(chuàng)造精神與能力和交流協(xié)作能力[1]。

STEAM教育的核心理念：

STEAM教育的核心理念是打破學科界限，實現(xiàn)跨學科知識融合。通過知識的情景化，學生綜合運用學科知識，創(chuàng)造性地解決實際問題[2]。

STEAM教育的學習過程應(yīng)是體驗式和實踐式的。學生對有關(guān)知識的學習與理解不應(yīng)該僅僅是教師的口頭傳授與學生停留在腦袋的思考，而應(yīng)是學生在項目與問題解決情境中，充分地發(fā)揮自己的思考，在動手實踐中體驗問題解決的過程。學生在這過程中獲得對事物的深刻理解與體驗，獲得有關(guān)經(jīng)驗，從而培養(yǎng)知識經(jīng)驗的遷移應(yīng)用能力和運用相應(yīng)的技術(shù)手段動手解決問題的能力。

STEAM教育的基本形式是基于項目、圍繞問題解決的學習活動。這些項目與問題解決的活動內(nèi)容應(yīng)該與實際現(xiàn)實生活相關(guān)，有利于學生進行知識融合與遷移，有利于學生進行發(fā)散性思考和進行創(chuàng)新創(chuàng)造。

STEAM教育的學習內(nèi)容是指學生在項目學習過程中，需要對項目中的問題進行綜合的思考與設(shè)計，用于解決問題的需要將各科知識融合與創(chuàng)新，進行創(chuàng)新創(chuàng)造性的思考，利用條件動手實踐解決問題，在探索實踐過程中與同學進行合作交流。

1.2 Scratch創(chuàng)意編程

1.2.1 Scratch創(chuàng)意編程教育理念

Scratch是由美國麻省理工學院（MIT）開發(fā)的一款積木拖拽化簡易編程軟件，主要面對8—12歲的兒童，非常適合運用于動畫、故事、音樂、仿真物理現(xiàn)象等交互性程序的編寫。目前主要利用Scratch軟件進行編程的入門學習，編寫一些創(chuàng)意有趣的小游戲等程序。

Scratch軟件的開發(fā)團隊表示創(chuàng)作與分享是Scratch的核心[3]，通過對Scratch搭積木式的程序設(shè)計與創(chuàng)作，制作出有創(chuàng)意的、屬于自己的游戲、動畫與故事等，通過作品表達想法并與別人分享。Scratch學習不僅只是讓學生學會掌握編程指令，更是要讓學生在探究的環(huán)境中進行創(chuàng)意設(shè)計，用 Scratch 表達自己的想法，并在學習過程中鍛煉邏輯思維能力和動手解決問題的能力[4]。

1.2.2 Scratch創(chuàng)意編程特點

1）操作簡單、趣味性強

Scratch不同于以往的編程軟件，摒棄了晦澀難懂的編程語塊，取而代之的是簡單明了的積木式編程語塊，是一種圖形可視化編程語言，學生不需要記憶大量枯燥難懂的編程代碼，只需要根據(jù)指令的名稱讀懂其意義就可以使用。學生只要發(fā)揮創(chuàng)意，拖拽積木語塊組建成程序，就可以制作出自己喜歡的、有趣的游戲、動畫、卡通等作品，這大大降低了學習Scratch編程的難度，也增強了學生的學習興趣。Scratch提供直觀的反饋平臺，學生編寫完程序之后，可以直接在“舞臺”看到效果，方便學生對作品進行嘗試、驗證與調(diào)試。學生在創(chuàng)作的過程中就可以直觀感受到音樂、動畫等奇妙的效果與階段性的成果，既滿足了學生的好奇心也滿足了學生的成就感，極大地激發(fā)了學生的創(chuàng)作與學習的欲望。

2）功能強大，應(yīng)用廣泛

Scratch中積木語塊的功能是十分強大的，主要包括動作、外觀、聲音、數(shù)據(jù)和指令、事件、控制、偵測和數(shù)字與邏輯運算等模塊。其中媒體輸入類就有聲音偵測、鼠標偵測、鍵盤偵測、第三方傳感器等，輸出類有音樂、動畫等。學生在Scratch中可以對角色進行外觀造型、事件動作的控制、對角色狀態(tài)的偵測與數(shù)字邏輯的判斷等進行設(shè)計，通過組建積木創(chuàng)作出各類交互式的游戲、動畫、故事等，創(chuàng)造出屬于自己的作品。功能模塊強大，涉及數(shù)學、美術(shù)、音樂、科學等多學科，覆蓋范圍廣泛，可創(chuàng)作選擇內(nèi)容多，滿足了學生求新求異的心理。

2 基于STEAM的小學Scratch創(chuàng)意編程培養(yǎng)人的綜合能力

在日趨激烈的國際競爭中，為增強綜合國力，各國都抓緊實施戰(zhàn)略培養(yǎng)創(chuàng)新綜合型人才。STEAM 教育作為一種新的培養(yǎng)創(chuàng)新綜合性人才的教育潮流，在培養(yǎng)學生動手實踐、創(chuàng)新創(chuàng)造精神與解決問題能力等方面具有重要的作用。Scratch是由美國麻省理工學院（MIT）開發(fā)的一款主要面對8-12歲的兒童的積木拖拽化簡易編程軟件，Scratch作為一個數(shù)字化的創(chuàng)作工具對于培養(yǎng)學生的想象力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力具有重要的作用。STEAM 教育要落地孵化，最終要以課程課例的形式呈現(xiàn)。STEAM 教育與Scratch創(chuàng)意編程具有教育理念的一致性，將STEAM 教育理念融會于Scratch創(chuàng)意編程教學具有其合理性，有利于STEAM 教育的具體可實施化，同時也使Scratch創(chuàng)意編程教學更有理論依據(jù)?；赟TEAM教育的小學Scratch創(chuàng)意編程意在引導(dǎo)學生通過對作品主題進行有創(chuàng)意的開發(fā)想象，對整個作品工程進行構(gòu)思設(shè)計與分析，利用編程語塊組建程序思考與解決問題，從而培養(yǎng)學生的學科知識整合、創(chuàng)新設(shè)計、問題解決等綜合能力。

3 基于STEAM的小學Scratch創(chuàng)意編程課例設(shè)計

3.1 Scratch作品設(shè)計與開發(fā)原則

基于STEAM教育的小學Scratch創(chuàng)意編程主要是以創(chuàng)作主題為單元構(gòu)成課程體系，那么創(chuàng)作主題單元的Scratch課例應(yīng)蘊含著STEAM和Scratch教育理念。為了在Scratch創(chuàng)作中培養(yǎng)學生的包括多學科知識整合能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、問題解決能力在內(nèi)的綜合能力，作為教師提供給學生仿編的Scratch作品應(yīng)該符合如下設(shè)計開發(fā)原則：

3.1.1趣味性

趣味是Scratch編程最顯性的特征，如果創(chuàng)作設(shè)計出來的Scratch作品沒有了趣味性，那無疑是拋棄了Scratch編程最大的優(yōu)勢。只有教師創(chuàng)作出來的Scratch作品是充滿趣味性的，才會引起學生學習探索的興趣，為了滿足自己的好奇心與成就感，才會主動地去研究探索，也才有可能在學習過程中達到培養(yǎng)各種能力的目標。為了吸引小學生的眼球，可以創(chuàng)作一些小游戲或者小動畫，又或者可以在音樂、視覺藝術(shù)上下功夫。一個好的Scratch作品必定在編程技術(shù)、聲音、畫面、劇情安排方面有過人之處。

3.1.2啟發(fā)遷移性

呈現(xiàn)在課堂中供學生學習仿編使用的Scratch作品應(yīng)該具有啟發(fā)遷移性。只有具有啟發(fā)遷移性的Scratch作品，為學生學習提供腳手架作用，才能更好地觸發(fā)學生的想象力，在發(fā)揮想象的過程中進而達到知識融合創(chuàng)新的培養(yǎng)目的。

3.1.3學科整合性

各學科知識并不是獨立作用于解決問題，多學科知識融合才能更好地解決問題，這是STEAM教育的基本理念。體現(xiàn)STEAM教育理念的小學Scratch創(chuàng)意編程的顯著特點就是跨學科知識整合，Scratch軟件的很多模塊都為多學科整合提供了條件，例如可以與音樂學科結(jié)合的聲音模塊，與美術(shù)學科結(jié)合的畫筆模塊，與數(shù)學學科結(jié)合的數(shù)字與邏輯運算模塊等。

3.1.4情境交互性

STEAM教育強調(diào)知識遷移應(yīng)用于解決實際問題的能力，那么體現(xiàn)STEAM教育理念的Scratch作品應(yīng)具有仿生活情境性，為學生知識向生活遷移運用創(chuàng)造情境。Scratch作品如果貼近學生生活經(jīng)驗和知識背景，無疑為知識學習與現(xiàn)實生活架起了一座橋梁。學生在仿生活的Scratch情境中如果能與Scratch作品產(chǎn)生互動，為學生參與Scratch游戲或者動畫提供一定的參與度，學生在這些交互活動中不僅能感受到Scratch編程的樂趣，更能最大限度地促進知識向生活遷移運用，因此Scratch作品應(yīng)具有一定的交互性。

3.2 Scratch創(chuàng)意編程課例設(shè)計

根據(jù)Scratch創(chuàng)意編程課例的設(shè)計開發(fā)原則，設(shè)計了“小花匠”課例，下面對課例內(nèi)容、設(shè)計思路以及能力培養(yǎng)三個方面展開敘述。

3.2.1課例內(nèi)容

根據(jù)Scratch作品設(shè)計與開發(fā)的趣味性、啟發(fā)遷移性、學科整合性與情境交互性原則，開發(fā)了“小花匠”Scratch作品，是一個種花的小游戲。游戲的背景是在藍天白云下的一片小農(nóng)場，有藩籬、小木屋、種花的小女孩、裝有各種各類花的小木桶，充分創(chuàng)設(shè)鄰近生活經(jīng)驗的情境。小女孩的旁邊有指示種花活動的信息，玩家只要點擊移動花到寫有相應(yīng)名字的花牌上，只要匹配正確，花就會自動種到土坑里，否則花自動返回小木桶，如果點擊“重新種植”角色，則所有的花都會回到小木桶，重新開始。點擊小綠旗，會播放輕快悅耳的輕音樂，玩家可以在輕松愉快的氛圍中完成種花小游戲，還可以學習到一些有關(guān)花的知識。

3.2.2設(shè)計思路

作品以種植花的游戲形式呈現(xiàn)，花是學生們平常比較喜聞樂見的事物，游戲也是學生們喜歡的活動形式，把花與花名的匹配以種植游戲的形式呈現(xiàn)，使作品本身充滿趣味，也有利于在教學過程中引起學生們的興趣，吸引注意力。同時這個作品還應(yīng)該具有啟發(fā)遷移的效果，能讓學生在觀摩學習這個作品的同時獲得啟發(fā)、獲得創(chuàng)作的源泉，學生在看到花可以與花名匹配，這時候或許會思考花還可以與什么匹配呢？花可不可以與花語匹配呢？除了種植花，還可以種植其他一些什么呢？除了種植游戲這種形式，還可以有什么樣的呈現(xiàn)方式呢？學生在看到這個作品或者在教師的引導(dǎo)下，希望能夠給予學生一些創(chuàng)作的靈感，同時Scratch作品效果實現(xiàn)的語塊組建，學生也可以遷移運用實現(xiàn)其他效果。Scratch里面的功能模塊提供了與多學科整合的條件，這個作品的知識主要是信息技術(shù)學科與自然與科學學科的整合，讓學生們在寓教于樂的活動中辨別認識花，充分利用了Scratch可以進行多學科整合的特性?！靶』ń场边@個作品的場景設(shè)置盡可能地創(chuàng)設(shè)接近生活經(jīng)驗的場景，讓游戲的發(fā)生符合常理，同時這個作品的游戲活動應(yīng)該是學生能夠參與的，學生與作品是能夠互動的。

3.2.3能力培養(yǎng)

教師提出創(chuàng)作主題“花”并且示范了課例“我是小花匠”之后，學生對主題有一個大概的了解，課例也可以給學生的想象與創(chuàng)作提供腳手架的作用，學生在這些基礎(chǔ)上激發(fā)自己的靈感，充分發(fā)揮自己的想象，設(shè)計創(chuàng)作一個新的作品。學生在創(chuàng)作與編寫程序的過程中，遇到難題可以互相交流協(xié)作。希望在課堂學習中，學生通過構(gòu)思創(chuàng)作作品培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力，在動手編寫程序?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)意效果的過程中培養(yǎng)邏輯分析與動手解決問題的能力，在遇到難題的時候與別人交流溝通培養(yǎng)協(xié)作意識，同時學生也可以自我摸索學習自主解決問題，培養(yǎng)自主學習的意識與能力，學生上臺展示自己的創(chuàng)作作品，分享自己的想法，學會表達與分享。

參考文獻：

[1]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J]. 開放教育研究，2015（4）：13-22.

[2]陳瑩. STEAM教育，玩的就是學科“跨界”[N]. 科技日報，2015-11-17（7）.

[3]陳秀. 基于Scratch的小學生程序設(shè)計教學設(shè)計研究[D].浙江師范大學，2014.

[4]孟娜. 基于Scratch的跨學科創(chuàng)新實踐課程開發(fā)與實施研究[D].上海師范大學，2015.

【通聯(lián)編輯：王力】