小學(xué)Scratch教學(xué)中的跨學(xué)科融合初探

季嫻

摘 要：Scratch是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，在大力倡導(dǎo)steam課程的今天，如何更好地進(jìn)行跨學(xué)科融合，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，應(yīng)該成為教師用心思考、勤于實(shí)踐的一個(gè)問(wèn)題。Scratch作為一款培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、開發(fā)力的編程軟件，應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中得到重視。文章從Scratch與數(shù)理知識(shí)、Scratch與語(yǔ)文情境、Scratch與藝術(shù)創(chuàng)作三個(gè)方面來(lái)探討Scratch與其他學(xué)科的融合。

關(guān)鍵詞：Scratch教學(xué);學(xué)科融合;創(chuàng)造力

Scratch是一款由麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)開發(fā)的適合所有年齡階段學(xué)習(xí)的編程工具。它構(gòu)成程序的命令和參數(shù)是通過(guò)積木形狀的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用鼠標(biāo)拖動(dòng)木快到腳本區(qū)就可以了。Scratch雖然操作簡(jiǎn)單，但卻是基于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的編程軟件，其積木堆積、使用的過(guò)程中，涉及邏輯順序，可與變量、循環(huán)、字符串等相結(jié)合。因此，它的功能很強(qiáng)大，包括繪制幾何圖形、模擬數(shù)學(xué)題目、創(chuàng)作音樂(lè)、制作單機(jī)小游戲等。

在大力倡導(dǎo)steam課程的今天，如何更好地跨學(xué)科融合，應(yīng)該成為老師用心思考、勤于實(shí)踐的一個(gè)問(wèn)題。Scratch作為一款培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、開發(fā)力的編程軟件，應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中得到重視，讓學(xué)生在Scratch課堂中真正感知編程的思維，跳出課堂也能編出基于課本的游戲、繪畫等程序，并將其與數(shù)學(xué)、美術(shù)、音樂(lè)等學(xué)科相結(jié)合，以此來(lái)豐富Scratch課程。在此課程的基礎(chǔ)之上，促進(jìn)學(xué)科之間的融合，激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)編程學(xué)習(xí)的愛好，提高學(xué)生的綜合實(shí)力。

一、Scratch與數(shù)理知識(shí)

數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)，無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的程序，其背后都體現(xiàn)著數(shù)學(xué)思維。在Scratch中將舞臺(tái)看作一個(gè)X、Y坐標(biāo)系，X坐標(biāo)為（-240，240），Y坐標(biāo)為（-180，180）。在給角色定位時(shí)，以坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，以向上為0度、向下為180度的角度為定向，其積木模塊還包括數(shù)字和邏輯運(yùn)算。在創(chuàng)作的過(guò)程中，無(wú)論是繪畫、動(dòng)畫還是其他，都以數(shù)學(xué)知識(shí)為支撐。

例如，“神奇的多邊形”一課，以繪制正四邊形為例。首先以X、Y坐標(biāo)的形式給角色定位，接著定義一個(gè)畫筆，然后重復(fù)執(zhí)行四次移動(dòng)100步、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度的命令。這里需要讓學(xué)生知道，90度旋轉(zhuǎn)的是正四邊形外角的度數(shù)。

那么如何在這段腳本的基礎(chǔ)上繪制出正多邊形呢？這里需要明確三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：1.重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)實(shí)際是正四邊形的邊數(shù);2.移動(dòng)的步數(shù)是正四邊形的邊長(zhǎng);3.左轉(zhuǎn)的度數(shù)為360度除以邊數(shù)?？偨Y(jié)出以上規(guī)律之后，在繪制正四邊形腳本的基礎(chǔ)上，將想要繪制的正多邊形的邊長(zhǎng)、邊數(shù)帶入即可。此處在講解時(shí)與正多邊形的外角度數(shù)的求解方式相結(jié)合，總結(jié)出正多邊形的通用繪制腳本。

又如，“模擬時(shí)鐘”一課，制作腳本分析如下。

角色Sec：秒針轉(zhuǎn)動(dòng)60次為1分鐘，1分鐘內(nèi)秒針轉(zhuǎn)動(dòng)了360度，那么秒針每轉(zhuǎn)動(dòng)一下為6度。當(dāng)前秒數(shù)乘以6度，即為秒針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)面向的方向。角色Min：分針轉(zhuǎn)動(dòng)60次為1小時(shí)，一小時(shí)內(nèi)分針轉(zhuǎn)動(dòng)了60次，每次轉(zhuǎn)動(dòng)6度，當(dāng)前分鐘數(shù)乘以6度，即為分針指向的方向。角色Hour：時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周，即360度，為12小時(shí)，每小時(shí)是30度，每分鐘0.5度，時(shí)針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的度數(shù)為當(dāng)前小時(shí)乘以30度，加上當(dāng)前分針數(shù)除以2的度數(shù)。

綜上所述，角色Sec的腳本設(shè)置為：當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，重復(fù)執(zhí)行（面向當(dāng)前秒數(shù)*6的方向和等待1秒）;角色Min的腳本設(shè)置為：當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，重復(fù)執(zhí)行（面向當(dāng)前分針數(shù)*6的方向和等待1秒）;角色Hour的腳本設(shè)置為：當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，重復(fù)執(zhí)行（將變量時(shí)針設(shè)定為當(dāng)前小時(shí)數(shù)*30的角度，再將變量時(shí)針的值加上當(dāng)前分鐘數(shù)除以2的角度，面向時(shí)針?lè)较虿⑶业却?0秒）。

在這個(gè)案例中，涉及了時(shí)、分、秒的知識(shí)點(diǎn)，準(zhǔn)確地模擬出了時(shí)鐘隨時(shí)間變化轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程。

Scratch亦能把數(shù)學(xué)題目用不同形式加以表示。比如，雞兔同籠、計(jì)算梯形、菱形的面積等數(shù)學(xué)問(wèn)題，都可用Scratch來(lái)呈現(xiàn)和解決。將這些實(shí)例，以不同的形式應(yīng)用到數(shù)學(xué)課堂當(dāng)中，可以幫學(xué)生化抽象為直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。

二、Scratch與語(yǔ)文情境

情境教學(xué)，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、集中學(xué)生的注意力、維持良好的課堂秩序有著畫龍點(diǎn)睛的作用。教師根據(jù)情境創(chuàng)設(shè)鮮明的動(dòng)畫，輔之生動(dòng)的文學(xué)言語(yǔ)，并借助音樂(lè)渲染氣氛，再現(xiàn)情景，使學(xué)生如臨其境。由此，師生就可以在這種情境中進(jìn)行情景交融的教學(xué)活動(dòng)。

Scratch可以創(chuàng)作出各種各樣的蘊(yùn)含故事情節(jié)的動(dòng)畫，在創(chuàng)作過(guò)程中對(duì)主題的表達(dá)采用不同的材料。如何將Scratch制作的動(dòng)畫、游戲和語(yǔ)文素材相結(jié)合，在Scratch課程中體現(xiàn)文學(xué)的韻味和美感呢？出于這樣的思考，筆者將毛澤東《卜算子·詠梅》的情境用于“初識(shí)Scratch”一課，部分教學(xué)環(huán)節(jié)如下。

課前準(zhǔn)備：觀看微課。

情境導(dǎo)入：播放《經(jīng)典詠流傳》節(jié)目中的《卜算子·詠梅》片段。

師：這個(gè)節(jié)目有同學(xué)看了嗎？（中央一臺(tái)撒貝寧主持的《經(jīng)典詠流傳》，主要是用歌曲的方式傳唱中國(guó)古典詩(shī)詞）

生：回答。

師：剛才節(jié)目中詠唱的是？（毛澤東《卜算子·詠梅》）

生：回答。

師：（播放事先用Scratch制作好的《卜算子·詠梅》朗誦動(dòng)畫）

生：同學(xué)們，你們知道制作這個(gè)動(dòng)畫的軟件是什么嗎？

生：回答。

師：（出示“初識(shí)Scratch”演示文稿）本節(jié)課，我們就一起來(lái)認(rèn)識(shí)一下Scratch軟件，并且使用它制作出剛才的動(dòng)畫。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)以《經(jīng)典詠流傳》的視頻，引出《卜算子·詠梅》的情境，帶出Scratch小游戲，揭示本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。此過(guò)程層層相扣，逐漸引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新授內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在搭建腳本環(huán)節(jié)，制作作者在當(dāng)時(shí)的環(huán)境下吟誦詩(shī)歌的動(dòng)畫，教學(xué)環(huán)節(jié)如下。

師：講了這么多，同學(xué)們應(yīng)該有想要通過(guò)Scratch來(lái)制作動(dòng)畫的沖動(dòng)了吧？請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)桌面《卜算子·詠梅》文件夾中的微視頻和素材完成腳本的搭建和作品的保存，老師要提醒大家，在視頻的最后給大家布置了一個(gè)任務(wù)，即嘗試拖動(dòng)不同的積木給人物增加動(dòng)畫效果，同學(xué)們可以一并嘗試一下。

1.自主操作（教師巡視操作情況）。

2.請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示（教師補(bǔ)充）。

3.繼續(xù)完成操作。

整節(jié)課以《卜算子·詠梅》的情境為主線，認(rèn)識(shí)Scratch軟件，了解Scratch軟件的主要界面和基本功能，掌握Scratch軟件編寫程序的基本方式，學(xué)習(xí)動(dòng)畫腳本的搭建。在此過(guò)程中，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)Scratch軟件的興趣，讓學(xué)生感受到了中國(guó)古典詩(shī)詞以現(xiàn)代流行的方式傳唱的韻味，也體味到了中國(guó)古典文化的博大精深。

我們還可以通過(guò)Scratch來(lái)表現(xiàn)經(jīng)典動(dòng)畫故事，比如《龜兔賽跑》《烏鴉喝水》等，諸如此類的情節(jié)都可以在Scratch課堂上作為案例與學(xué)生探討和制作。在此過(guò)程中，教師可以引領(lǐng)學(xué)生交流作品，討論問(wèn)題，分享創(chuàng)意，鼓勵(lì)大家完整表述，鍛煉學(xué)生的信息語(yǔ)言表達(dá)及邏輯思維能力。

三、Scratch與藝術(shù)創(chuàng)作

Scratch是數(shù)字化藝術(shù)創(chuàng)作工具，在書本中有專門講授聲音、畫筆工具的課程，這些課程可與音樂(lè)、美術(shù)等學(xué)科相融合。Scratch中的聲音模塊，能夠?qū)胍纛l文件，彈奏音符，模擬鼓聲和各種樂(lè)器演奏的聲音，制作、創(chuàng)作音樂(lè)作品等。

例如，使用Scratch模擬電子琴?gòu)椬鄡芍焕匣⒌穆曇?，腳本簡(jiǎn)述如下：當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，設(shè)定樂(lè)器為2（電子琴），重復(fù)執(zhí)行2次（彈奏音符55，0.5拍;彈奏音符57，0.5拍;彈奏音符59，0.5拍;彈奏音符55，0.5拍），重復(fù)執(zhí)行2次（彈奏音符59，0.5拍;彈奏音符60，0.5拍;彈奏音符62，1拍），重復(fù)執(zhí)行2次（彈奏音符62，0.25拍;彈奏音符64，0.25拍;彈奏音符62，0.25拍;彈奏音符60，0.25拍;彈奏音符59，0.5拍;彈奏音符55，0.5拍），重復(fù)執(zhí)行2次（彈奏音符55，0.5拍;彈奏音符50，0.5拍;彈奏音符55，1拍），每個(gè)重復(fù)執(zhí)行分別模擬：兩只老虎、跑得快、一只沒(méi)有耳朵一只沒(méi)有尾巴、真奇怪這四句。

在課堂上播放優(yōu)美的鋼琴曲、震撼的打鼓樂(lè)，享受一場(chǎng)音樂(lè)盛宴的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生欣賞的能力，提升了他們的信息技術(shù)技能。學(xué)生擁有數(shù)字樂(lè)器后，可彈奏自己喜歡的樂(lè)曲，也可將彈奏好的曲子發(fā)布到網(wǎng)上與同伴分享。

Scratch中的繪畫模塊，結(jié)合其他積木的功能，可以繪制出多邊形、小房子、花朵等各式各樣的圖形，也可以模擬繪圖工具。

例如，“花朵繽紛”一課，使用圖形編輯器和隨機(jī)函數(shù)實(shí)現(xiàn)花朵開滿花園的效果。腳本簡(jiǎn)述如下：當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，清空舞臺(tái)，將顏色特效增加25，移到X，在-240～240之間隨機(jī)選一個(gè)數(shù)，移到Y(jié)，在-180～180之間隨機(jī)選一個(gè)數(shù)，重復(fù)執(zhí)行5次（右轉(zhuǎn)72度、圖章工具）放入重復(fù)執(zhí)行的控件之中，完成花朵在舞臺(tái)隨機(jī)出現(xiàn)的效果。

課堂中，以合適的情景導(dǎo)入，欣賞切合主題的作品，以激發(fā)學(xué)生繪畫創(chuàng)作的潛能，在陶冶藝術(shù)情操的同時(shí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)了Scratch繪畫功能。

當(dāng)然，除了將藝術(shù)學(xué)科融入進(jìn)來(lái)，Scratch也能應(yīng)用到美術(shù)、音樂(lè)等學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)中去。其設(shè)計(jì)仿畫圖軟件工具、制作歌曲等功能，都是信息技術(shù)輔助美術(shù)、音樂(lè)教學(xué)的體現(xiàn)。

課堂上，讓孩子游戲，是因?yàn)楹⒆酉矚g游戲;教孩子創(chuàng)造，是因?yàn)閯?chuàng)造是最佳的游戲。我們不太理解編程工作者的廢寢忘食，也和日益研究的教授不太熟悉，但是當(dāng)孩子入神于用積木搭建城堡，陶醉于用樂(lè)高制作機(jī)器人，沉浸在用Scratch編寫有趣的程序時(shí)，無(wú)論是制作游戲還是模擬實(shí)驗(yàn)，我們都能感受到孩子散發(fā)的快樂(lè)和創(chuàng)意。

Scratch是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，源于學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，又高于學(xué)習(xí)和生活，并且為它們服務(wù)。Scratch的兼容性比較強(qiáng)大，可以說(shuō)與絕大多數(shù)學(xué)科都有關(guān)聯(lián)。由于筆者水平有限，以上只是初步探索，以后應(yīng)廣泛學(xué)習(xí)，深入研究，進(jìn)一步發(fā)掘應(yīng)用Scratch的功能，使Scratch更好地成為培養(yǎng)學(xué)生想象力、發(fā)揮創(chuàng)造力、展示學(xué)生自我個(gè)性的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

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