新科技与教育
NEW TECHNOLOGY AND EDUCATION
■技市应用■
Scratch3.0平台的新特征及教学案例分析
—以“三阶段学习任务与教学目标”为例
口师晓婷' 冯建平^张艺凡2
【摘要】随着技术的不断推进，图形化编程工具也在不断地更新换代。目前，Scratch3.0技术也在 Scratch2.0技术的基础上添加了一些扩展功能。本文 就Scratch3.0技术的含义及特点，对比Scratch2.0在 教学中应用的优势：在扩展功能中添加了集成工具包 和视频侦测创新设计，以及丰富的媒体资源。重点介 绍三阶段学习任务与教学目标，通过基础阶段、强化 阶段和最后的游戏创作阶段来进行教学，最后简要阐 述了应用中面临的困境和解决对策。
【关键词】Scratch3.0；扩展功能；教学优势；实践案例 【中图分类号】G434【文献标识码IA
【论文编号】1671-7384 (2021) 02、03-132-04
Scratch软件是现在国内外比较流行的一款开发学生智力、培养学生逻辑思维和动手能力的编程软件，符合新课标的要求，特别适合小学生的身心发展规律，目前在小学生的编程教育课堂中被普遍应用。
2019年1月2曰，S c ra tc h团队在其官方媒体上宣布Scratch  3.0正式发布。麻省理工学院对Scratch 2.0进行了全面的重新设计，以此 制作Scratch 3.0。Scratch 3.0基于Google 的 B lockly技术开发，基于标准的H T M L5技术及W ebG L引擎，它对移动端设备（包括手机和平板电脑）更友好，提供了更快的刷新率和性能。而 Scratch 2.0是基于Adobe A ir技术，zR能在电脑端运行。也就是说，孩子们基于Scratch 3.0开 发的作品将可以分享到朋友圈，更便于传播和分享。
少儿编程Scratch3.0与2.0功能比较
2020年8月起，中国用户可以使用Scratch 3.0编辑器的Beta版本，具体地说Scratch3.0做了如下更改。
第一，支持移动设备操作。它可以在平板电脑（iPad)和移动手机（iO S和Android 6.0+)上 运行，使用更加多样化、适合儿童的操作场景。
第二，可以自由地为人物上。Scratch3.0 有更多新的音效和调整颜等功能，同时保留了 Scratch2.0中的JS0N文件（图1)。
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第三，声音编辑模块。可以对音频材料进行细微的操作和调整（图2)。
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图2声音编辑模块
第四，重新设计了扩展组件，可以控制LEGO E V3及Micro:bit硬件，还可以实现多国语言翻译、文本转语音等多种功能（图3)。添加了 以前2.0版本不支持的一些扩展功能。现在孩子们可以引用新的扩展名，就像导入mod—样。
图3扩展组件
第五，最重要的更新是基于H T M L5而不是R ash。它基于标准的H T M L5技术而不再依赖于Flash。因此，它可以在任何W eb浏览器中运行。
总之，基于B e t a版本的S c r a t c h3.0和 Scratch2.0的基本功能没有本质区另ij，2.0的作 品仍然可以在3.0中播放，2.0学习不会影响3.0 的应用。但通过Scratch3.0制作的文件，不支持Scratch2.0 的工作。Scratch 3.0在教学中运用的优势
1. 在扩展功能中添加了集成工具包
如音乐方面的功能，不仅可以根据学生个人的喜好选择对应的乐器，还能根据场景的需要设定节拍和速度等，可以培养学生的音乐细胞和情操，让他们更好地融入课堂之中。可以使“小猫”这一角更加生动活泼，给它赋予人的思想，让 它根据自己的想法去选择乐器，进而创作出不同的音乐。
通过画笔这一模块的功能，我们可以根据自 己的想象去绘制不同的人物形象。单击绘制， 到画笔工具，选择我们喜欢的颜勾勒人物的轮廓，接着可以通过颜料填充完成简单的绘制。在 一些细节方面，如绘制人物的眼睛等，都要考验学生的耐心和观察能力。
2. 视频侦测的创新设计
在视频检测这一模块中，我们可以发现一个有趣而又神奇的现象，当我们开启摄像头之后，学生的头像可以半透明地呈现在画面之中，而我 们熟悉的“小猫”则在镜头的前面，这样就产生了一种叠加的效果，亦真亦幻，奇妙无穷，可以充分让学生在“玩中学”，进而不断地成长。
如表1所示，1号积木为“当视频运动>10”，是一个启动积木，只要满足摄像头所监控到的视频运动大于某一个幅度，就可以执行下面的代码。
2号积木“相对于角的视频运动”的第一 个下拉框，可以选择“角”或“舞台”，后面的第2个“下拉框”可以选择“运动”或者“方向”。可见，这个积木检测到的可以是摄像头所捕获的视频相对于角或舞台的运动方向，或者是相对于角或舞台的运动幅度。这个积木块所检测到的信息，常常作为一个变量和条件判断积木块的使用，只要视频相对角或舞台的运动方向或者
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表1视频侦测的功能
序号积木说明
1
当视频运动大于某一个数值的时候，执行下面的程序2
侦测摄像头所提供的视频相当于角或舞台的运动幅度或运动方向3m
开启或关闭摄像头
4设置视频的透明度，数值越大，影像越透明；反之，数值越小则影像越不透明。因为背景是白，所以越透明也意味着白越明显，也就是越亮；越不透 明则看起来越暗
scratch编程植物大战僵尸幅度达到某种条件，就执行相应的操作。因此，这个积木块用法更加灵活，作用也更大。
3.媒体丰富，为学生添加更多的想象空间
Sc「atch3.0的扩展功能包括了添加音乐、画笔、视频侦测等功能。在新版本的Scratch3.0 中，我们发现它添加了更多的媒体介质，不单是彩鲜明的平台，在Scratch2.0的基础上，还注入了更多的扩展功能，使得媒体更加丰富，为学 生添加了更多的想象空间，他们可以运用不同的媒体来丰富自己的作品，通过设计完成最后的游戏创作。
“植物大战僵尸”教学实践案例
1.三阶段学习任务与教学目标
(1)基础阶段—用扩展功能中的画笔绘制角和添加背景音乐。第一个阶段为基础阶段。我们以“植物大战僵尸”这一故事背景为主题，给学生们布置一个小任务，让学生们通过Scratch3.0扩展功能中的音乐和画笔工具，去准 备游戏中所需的角和背景音乐。
学生们可以绘制一个“僵尸”角，在选择角中单击绘制，接着选择画笔工具，在画板中先勾勒出人物轮廓，接着为它填充颜，完成人物的绘制；然后为它设置背景音乐，可以选择“敲鼓边”这一种乐器的声音，设置它的节拍、音符、速度等功能。可以实现如下功能：如果“僵 尸”碰到了“坚果”，就可以删除“僵尸”克隆体。由此可见，我们绘制一个人物是远远不够的，而是要绘制游戏中的所有角，他们分别是冰豆、坚果、僵尸、铁桶僵尸和子弹等，这样就完成了前期的基础阶段的学习任务。
让学生们通过这样一个小任务，熟知简单的基本操作，了解分支、循环和嵌套等语句，学生们 在任务的驱动之下，通过动手实践，不仅可以培养他们的动手能力，还能培养他们通过编程来完成任务的逻辑思维能力，其中重点强调学生逻辑思维能力的培养和提升。我们知道，逻辑思维包含定义问题、分解与抽象问题、对数据进行分析建模、建立算法步骤等逻辑化步骤。还能让他们根据自己的想法去绘制人物和选择背景音乐，让 他们在这个过程中熟悉编程，快乐学习。
(2)强化阶段—用扩展功能中的视频侦测跟踪角。第二阶段为强化阶段，在这一阶段的学习过程中，让学生们运用扩展功能中的视频侦测来跟踪角的运动轨迹。我们还需要用到常规模块中的循环、条件和运动指令，在此基础上加入了 “视频侦测”中的“相对于”指令，它可以有效地跟踪角，当角的视频运动大于0时，面向90°方向向前移动3步；反之，当角的视频运动小于0时，则面向-90°方向移动3步。
在这个过程中，不仅可以侦测角的运动，还能使用摄像头监测动作和角的距离，为学 生们的学习创设一种氛围，给他们带来身临其境的感觉。
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(3)游戏创作一一运用扩展功能中丰富的媒体资源完善游戏。第三个阶段是游戏创作的阶段。有了前两个阶段的基础，首先，学生已经可以 熟练地掌握Scratch3.0扩展功能中的画笔工具来绘制我们所需要的人物，并使用音乐工具来为游戏设置音乐背景。其次，在第一个阶段的学习中我们初步了解了分支、循环和嵌套等语句，学 生们可以根据学到的编程语句去构思游戏框架；在第二个阶段的学习中，我们可以用扩展功能中的视频侦测跟踪角，有了第一个阶段指令的基础，又添加了视频侦测来有效地跟踪角，为学 生创设了一种良好的学习环境。
接着为了完善作品，我们利用了扩展功能中的“文字朗读”和“翻译”功能，这样可以给角赋予人的思想，当他们碰到“坚果”的时候，让他 们使用“中音”嗓音去朗读一个词语，随后将这个词语译为英文格式，这样还能锻炼学生的翻译能力。
最后一个阶段不仅要结合前两个阶段的学习，还要为完善作品而添加更多丰富的媒体资源，为完成最后的作品做好充分的准备。在这个阶段中，不仅可以培养学生的逻辑思维能力，也 是对他们综合能力的一个考验。
研究结果及建议
通过综合性的研究过程我们发现，学生在经过三阶段的学习任务与教学目标的训练之后，逻辑思维和动手能力都得到了明显的提升，在第 一阶段基础阶段中，让学生们学习拖拽式积木的同时，运用Scrat
ch3.0扩展功能中的画笔去绘制游戏角和设置游戏的背景音乐，让他们熟悉编程，快乐学习。在第二个强化阶段中，通过视频侦测来跟踪人物，在这个过程中，不仅可以侦测角的运动，还能使用摄像头监测动作和角的距离。在最后游戏的创作阶段，让学生们通过丰富的媒体资源去完善游戏。可见达到了预期的效果。
但Scratch3.0仍有一些技术和教学上的问题，如已有的特征提取和检测系统并不支持这一新版本，在编程教育非常火爆的背后，缺乏的是学生深度学习课程的能力以及对教法的指导等问题。为此我们尝试着给出一些解决对策，我 们对Scratch进行特征提取和特征检测的分析，注重对学生深度学习课程能力的培养，以及教师针对教学目的对学生进行对应的教学指导。Scratch3.0技术由于是新的平台，技术等方面还有待考究，但在未来教育的发展道路上会越走越远。固
基金项目：本文系201 8年国家自然科学基金一般项目“基于云模型的在线学习者隐性学习行为挖掘与情感倾向计算方法研究”（项目编号：61867〇〇1 )的阶段性研究成果；2018海南省自然科学基金一般项目“基于不确定认知云模型的在线学习者隐性学习行为特征聚类方法研究”（项目编号：619MS053 )的阶段性研究成果
参考文献
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作者单位：1.海南师范大学教育技术系2.海南海口 市海景学校
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