创客教育Scratch 编程项目式学习策略
方其桂
摘 要:创客教育可以培养学生的创新意识和实践能力,目前中小学创客教育正以星火燎原之势发展,其中Scratch 编程是小学创客教育的重要内容之一。探索与之适合的基于项目式学习的模式,详细给出Scratch 编程学习的主要环节,使学生能够高效完成程序的编写,培养学生的计算思维,使其养成严谨踏实的学习习惯,达成提升其信息素养的教学目标。
关键词:创客教育;Scratch 编程;项目式学习
作者简介:方其桂,本科,高级教师。安徽省教育科学研究院,230061
教育部颁布《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》(简称新课标)后,计算思维作为培养学生信息技术核心素养的途径之一,受到了广泛认同。编程可以有效提升学生的计算思维,因此程序设计成为创客教育重要的教学内容之一。目前,各地小学信息技术课程普遍选用的编程软件为Scratch 。Scratch 将枯燥乏味的数字代码变成积木状的模块,让学生在搭建“积木”的过程中学习编程,非常适合编程启蒙,因而成为小学创客教育主要的编程工具。
项目式学习是信息技术新课标倡导的学习方法,它让学生成为学习主体,能充分调动学生的主动性和积极性,非常适合Scratch 编程教学。项目式学习让学生带着明确的目标进行学习,且在过程中锻炼综合运用知识解决问题的能力,因此学生更喜欢且更有效。Scratch 项目式学习有项目体验、规划设计、项目实施、项目支持、展示交流和项目拓展六个循序渐进的主要环节。
一、项目体验
在Scratch 项目式学习中,一般从学生身边常见的应用出发设计项目,充分激发学生的兴趣。对于要完成的项目程序,采用逆向工程方式,教师先制作完成,提供给学生,再由学生完成。由于Scratch 编写的程序与其他语言有很大不同,一般有多个场景、角,情节也较复杂,每个角都有自己的任务和脚本,教师不易描述。因此,可以让学生先运行程序,建立体验,激发其编程的兴趣。同时,在体验过程中,学生也可以了解该项目
到底要做什么,有哪些具体的要求,更有利于接下来对项目进行设计和分析。
1.程序运行
教师可以利用工具将Scratch 作品转换成可执行文件,提供给学生,让他们先体验程序本身的可玩性和趣味性,激发创作热情,这是项目式学习一种很好的导入方式,使学生能够很容易进入学习情境。教
师引导学生从体验者、测试者的角度,初步感知该项目的创作目的、作品的主要功能以及其与生活、学习之间的联系,使他们对程序有更深的认识和理解。当然,也可以直接给学生源程序,让学生尝试对程序中的参数、角进行调整,运行程序,查看调整后的效果。
2.问题发现
玩不是目的,要引导学生在玩中思考、在玩中发现。在玩的过程中,要让学生带着问题。在玩中,可以让学生先认识程序中有哪些场景、有多少角、程序运行的基本规则是什么等等,当然也希望学生自己能主动发现更多的问题。体验结束后,要让学生将这些问题挖掘出来,并组织学生进行讨论、分析,为项目规划打下坚实的基础。对于这些问题及其解决办法,建议用导学案让学生填写处理,将学生的思考过程呈现出来。在此环节中,应尽可能鼓励学生开动脑筋,尽可能多地发现问题、提出问题,这也是解决问题的前提。
二、规划设计
规划设计有利于程序的编写与实施,可以大大提高
STEM
与创客教育
项目完成的速度和效率,使整个项目能有计划、有目的地推进。在规划设计过程中,不仅是为了完成项目,更重要的是培养学生规划项目的能力。规划设计是Scratch 项目式学习必不可少的重要环节,一般包含情节规划、角动作规划、脚本规划、流程规划等,规划的结果可以用思维导图、流程图方式呈现。
1.情节规划
Scratch 项目一般都有比较复杂的情节,首先必须要做好情节规划,包括项目有哪些舞台,这些舞台的素材来源;每个舞台中包含哪些角,每个角有哪些造型,不同造型的素材来源;项目包括哪些脚本,不同脚本的作用;等等。
在Scratch 作品中,情节的规划是最重要的内容,是程序需要实现的主要效果。因此教师需要帮助学生对作品情节进行描述,即程序主要实现什么效果,大约分成几个片段,每个片段主要讲什么。而角的语言动作、背景的彩搭配等细节问题则不在此时进行思考。学生可以通过语言交流、文字描写、思维导图等形式来开展这些思考训练,其主要目的是帮助学生连贯地对作品进行整体规划,以粗线条
的方式完成作品雏形的初步规划。
2.角动作
Scratch 项目中的角通过动作来推进情节的发展,每个角有多个动作,要根据情节的规划确定角的动作,因此需要规划出项目要用到哪些角,角要做哪些动作。此时学生需要着重考虑的是何种方式能够更好地表达出实际效果。在引导学生设计角动作时,尽可能帮助学生回顾所见所闻,充分调动起生活中的观察与经验所得,来对角的动作进行规划。
3.脚本规划
Scratch 脚本和电影拍摄所用的剧本有相通之处,是后续实际工作的主要依据。脚本规划就是通过列表的方式,列出项目中的场景、角、情境和所使用的Scratch 积木,这样无论是自己还是其他人,根据这个脚本规划就能对项目的各个要素有很清晰的了解。脚本规划的目的是理清项目各要素之间的联系,以及要素之间的空间位置和时间顺序。所以规划脚本的同时,也常常要规划整个项目的主要角(包括舞台)的程序流程。
4.流程规划
包括项目中主要角的程序流程、项目过程中的
广播与通信流程、项目的制作流程等。在流程图的绘制过程中,会进一步明确各角之间、角和舞台等对象之间的逻辑关系。最好让学生用思维导图或流程图工具绘制这些流程,不能由教师代劳,因为绘制过程也是学生的思维过程,最终的流程图只是其思维的结果,过程远比结果重要,即使学生绘制的流程图有少许错误,样式不美观,这些都不重要,重要的是可以锻炼学生的思维能力。
三、项目实施
项目的实施是整个项目的主体,涉及的内容较多,任务也较复杂。从素材到背景、角的准备,再到实质性的程序编写,都需要师生的共同协作和分工来分步实施。在项目实施过程中,学生是项目式学习的主体,教师是学习活动的指导者。
1.准备素材
因为项目中涉及多个角,每个角又有多个造型,这些素材通常无法全部从软件素材库中到,需要教师和学生提前准备,可能需要上网搜索、自己拍摄、录制或绘制,尤其是拍摄自己或学生作为项目主角,会让项目更真实有趣,从而增强项目式学习的黏性。素材尽可能多准备一些,让不同学生选择自己感兴趣的素材,使创作的作品多元化。
2.设置背景和角
对Scratch 项目规划分析后,准备好相应的素材,一般需要先制作背景和添加角。通常情况下,需要删除软件自带的背景,将准备好的背景图导入。默认的小猫角一般也不能满足需要,需导入事先准备的角图片,或者进入图形编辑模式,用绘图工具绘制角。鼓励学生绘制矢量图背景和角,提高作品的原创性和趣味性,培养学生的动手能力和创新能力。
3.设计算法
算法设计是编程的核心,在编程之前,需要设计出一系列可操作或可执行的步骤,来具体实现项目,这些步骤就是解决该项目的算法。Scratch 编程可用于解决实际问题,因此,在动手编程之前,需要设计出相应的算法,即对项目的执行顺序、方法与流程做细致的设计。教师在此环节中可以先让学生用自然语言来描述算法,对于复杂的项目,可以在语言描述的基础上,引导学生
使用流程图来表现具体算法。
4.编写对象脚本
设置背景和角后,就可以根据各个背景和角事先规划的功能和流程,编写相应的脚本。对于有较多背景和角的项目,要指导学生遵循先易后难的原则来编写脚本。对于需实现复杂功能的角,可
以先实现其部分简单功能,再逐步深入。逐步实现功能可以提高学生完成项目的信心,更容易获得成就感。
编写对象脚本是项目实施的重点和难点,因为各个角(或背景)的脚本要实现不同的动作和效果,每个角(或背景)脚本不同,需要学习者有足够的耐心,而且教师要给予其充足的时间。教师一方面要加强巡视,为遇到困难的学生提供帮助;另一方面对一些共性问题要及时解答或者示范操作,教师此时更多的是作为协助者和引导者。
四、项目支持
项目式学习不是把项目扔给学生自由学习,教师要做项目开展最有力的隐性支持者,既要做出多种预案应对学生可能遇到的问题,还要及时辅助学生提炼项目式学习的收获,以形成相应的知识体系。
1.知识支持
一个Scratch项目作品需要使用多种模块积木,其中知识点相对较为分散,因此教师需要将项目制作过程中涉及的知识进行较为详细的介绍、归纳,便于学生在项目制作过程中学习。不仅如此,项目式学习把知识隐藏在项目中,不便于复习,因此把编程知识归纳出来,有利于学生形成相应的知识体系。因为项目只是载体,学生项目式学习的最终目的是要掌握相关的知识,提升信息素养。
2.资源支持
资源包括项目制作过程中用到的各种素材,如字体、图像、声音和视频等。由于项目式学习的主体是学生,教师无须过多讲解和演示,因此,教师只需针对项目式学习中的难点、重点制作微课,供学生在学习过程中按需学习。当然,这个工作量比较大,最好能一些同行共同完成。经过一段时间的积累,这些微课就会由点到面,逐步形成项目式学习的资源库。
五、展示交流
项目作品(成果)初步完成后,通过展示交流,引导学生在分享作品的同时,对作品进行建设性自评和互评,可为完善作品指明方向。
1.作品分享
让学生将自己的作品在小组或全班展示,展示时讲述作品构思、制作过程、关键点、成功与收获,然后由其他学生或教师进行点评。点评大多以正面欣赏为主,但也要发现问题、提出修改建议,只有这样,双方才能都有收获。点评时,教师不要过多关注作品本身,而要更关注学生在项目完成过程中核心素养的提升,更关注学生对项目中所含综合知识的理解和掌握,更关注学生在项目制作过程中自主学习能力的锻炼,还要注重对学生表达能力的培养。
2.作品改进
根据在作品展示环节中其他学生和教师所提出的意见,以及自己的再思考,让学生重新修改、完善自己的作品,使作品日臻完善,让学生收获成就感。这个环节容易为教师、学生所忽略,但实际上是重要的一环。改进后的作品还可以让学生带回家向家人展示。
六、项目拓展
小学创意编程学什么
程序作品的完成并不是项目的终结。好的项目更需要不断拓展、总结,甚至推广。教师可通过拓展练习进一步巩固学生对项目的认识,再对项目进行总结,如果在总结中有新的发现,还可以再改进,甚至推广到其他项目中。
1.拓展练习
通过一定量的拓展练习,让学生巩固所学知识,同时将所学的知识延伸到实际应用中,这是学习后期必备的环节。但需要注意的是,不可陷入题海战术。教师设计的内容要与本项目密切相关,学生只要能认真完成项目,就应该能比较容易地完成拓展练习,否则就是设置的拓展练习存在问题。在教学中,可以让学生回顾前面提出的问题是否都解决了,如果还有新的想法,自己试试能否解决。让学生自发地延伸思考,往往能起到意想不到的效果。
STEM
与创客教育
2.项目总结
项目完成后,要及时总结,理清项目实施的思路和过程,总结在项目式学习过程中的收获与问题,为后续学习打下良好基础。在项目总结中,建议让学生自己采用思维导图开展,或者利用教师提供的总结表格来完成。这里的总结不仅是单纯的知识性总结,更多的是方法、能力提升的总结。经过多个项目的总结,就可以将学生简单的知识学习、操作技能上升到方法掌握、素养提升层面上,同时通过这些方法的掌握、素养的提升可以让学生更好地解决实际问题,这些才是创客教育最根本的目的。
七、结语
在小学开展Scratch 编程项目式学习模式,先带领学生体验程序,由体验产生疑问,然后通过规划分析、实现项目制作。在项目分析和实施过程中层层推进,解决问题。整个过程环环相扣,引领学生将
奇思妙想编写
成程序,形成作品,让他们体验到成功的喜悦,将培养学生的信息素养落到实处。因此,Scratch 项目式学习是以学生为主体的学习方法,一般多以完成单一项目为学习情境,以项目开展为明线,编程知识为暗线,双线交错合一,让学生在玩中学,学中玩,润物无声。在这样的教学模式下,学生不仅可以学习到编程知识,还能提高综合运用所学知识解决问题的能力,潜移默化地发展能力,因此是一种深得学生喜爱且行之有效的学习方法。参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标
准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.[2] 方其桂.Scratch 创意编程趣味课堂[M].北京:清华
大学出版社,2019.
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技能;二是让学生学会思考,运用所学知识密切联系生活,巧妙解决生活中遇到的难题。
(4)避免被名利过分牵制
创客教育的核心目标是培养学生在基于项目的实践中发现和解决问题的能力,培养学生的创新精神、创造能力,它是一种素质教育。在学校,创客教育可能只体现于兴趣学习小组活动,即使参加比赛也不一定能获奖。因此,创客教师要耐得住寂寞,相信自己的付出肯定能为学生带来理念的变化、精神的动力、能力的养成,这些都将影响学生的一生。
创客教育要求教师掌握多学科知识,并且具备较强的体力、智力、毅力,教师既要在知识技术上指导学生,也要在心理方面给予学生帮助,如灵感激发等。作为一名创客教师,要有强烈的责任感、使命感和自豪感。
三、结语
目前,创客教育已经逐渐从城市学校走向农村学校,但这并不代表创客教育已经完全融入了主流教育体系,也不代表创客教育在各所学校都已有良好的落地发展。因此,从事创客教育的教师与教育主管部门应适时地回头看、多思考。教育的发展是一个辩证发展的过程,学校和教师只有认清问题的核心、发展的本质,才能生成自己的创客教育理念,形成自己的创客教育特,本着创客教育的初心,完成立德树人的育人使命。参考文献
[1] 教育部师范教育司.教师专业化的理论与实践[M].
北京:人民教育出版社,2003.
[2] 李彤彤,王志军,邹蕊,等.创客教师专业素质结
构研究[J].中国电化教育,2017(6):80-86.

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