利用ScratchPi可編程電子積木培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力

朱曉波 李景梅

摘 ?要：當前，全球創(chuàng)客運動正在蓬勃發(fā)展。我國部分中小學校已在創(chuàng)客教育的路上邁出了探索的步伐。中小學信息技術教師應該充分利用積木式編程工具，如Scratch編程軟件結合電子積木套件，提高學生的動手能力、邏輯思維能力、解決問題能力。學生在使用Scratch創(chuàng)作作品時經歷想象——創(chuàng)造——游戲——分享——反思的過程，是創(chuàng)新意識的培養(yǎng)過程。此外，Scratch操作簡單，趣味性強又能有效地訓練學生的發(fā)散思維，所以，Scratch為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力提供了良好的環(huán)境和平臺，具有明顯的優(yōu)勢。

關鍵詞：創(chuàng)新;創(chuàng)造;創(chuàng)客教育;圖形化編程

一、創(chuàng)客與創(chuàng)客教育

“創(chuàng)客”一詞源自英文Maker（制作者）和 Hacker（創(chuàng)造性地運用技術資源的人）的綜合釋義，是把勇于把想法變?yōu)楝F(xiàn)實的人。創(chuàng)客所具有的共同特征是：具備創(chuàng)新意識和能力，具備一定的動手能力，能創(chuàng)造軟件或硬件作品。

對于創(chuàng)客教育，有的學者認為，創(chuàng)客教育（Maker Education）從內容層面看，指的是學習內容或者創(chuàng)作項目需要多學科的運用，而不是單一學科內容的學習，因而創(chuàng)客教育也是實施STEM教育的一種重要方式。后來由于在多學科又加入了藝術（Art），STEM演變?yōu)镾TEAM。STEAM教育強調多學科融合，而工程問題的解決是關鍵。

孩子們在編程過程中，將學會如何分析問題（需求），學會設計、研發(fā)、測試，并在應用中體會著解決問題的快樂。深刻理解在工程意義上而言解決一個真實問題的過程。

因此，創(chuàng)客教育的本質是將創(chuàng)客運動中的“創(chuàng)新、實踐、合作、共享”等精神融入教育之中，實現(xiàn)推動人的發(fā)展的目的。不僅是匯集教育資源的工具，也是推動創(chuàng)客教育實現(xiàn)的手段。

既然了解了創(chuàng)客教育的本質，那么輔助完善創(chuàng)客教育的落地與實施就顯得尤為重要了。

二、積木式編程工具開啟創(chuàng)客之門

Scratch是麻省理工學院（MIT）為八歲以上兒童設計開發(fā)的一套程序設計軟件。兒童可以用它創(chuàng)造性地設計出屬于自己的程序。這些程序包含動畫、游戲和交互式故事等。Scratch 語言的設計理念是“想象、編程、分享”，教學目的不是為了培養(yǎng)少年程序員，而是讓兒童可以通過Scratch表達自己，幫助他們發(fā)展學習技能，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，以及學會解決生活中的問題。

我校的創(chuàng)客教室基于技術教育，以技術的知識與技能、技術的思想與方法、技術的情感態(tài)度與價值觀為培養(yǎng)的主要內容。

在我們的創(chuàng)客實驗中，讓孩子體驗完成項目以后的快樂與成就感?；A課程訓練包含詳細的基本功能和使用方式，依靠豐富的案例，理解并加深可編程電子積木的使用方法，熟練掌握各種積木塊功能和具體的使用情況，由簡到繁，從易到難。在操作嫻熟之后，加強程序的正規(guī)化，培養(yǎng)精簡有效的思維模式，訓練邏輯運算及理科思考能力。

我的方法就是通過可編程電子積木結合STEAM教育來達到我所期待的。創(chuàng)立的出發(fā)點是：為孩子提供一個簡單、有趣、有用的，能夠表達自己創(chuàng)新創(chuàng)意的工具，真正能培養(yǎng)孩子創(chuàng)新能力和解決問題的能力。因此我引入了Scratch Pi——一個在設計上秉承了“以圖形化編程為核心，以智能化機器人為載體，入門簡單，創(chuàng)意無限”的概念。

軟硬件結合、數(shù)十種傳感器，動作、控制、偵測、畫筆等12大類程序功能、上百個程序模塊，編程需求全覆蓋，為孩子的創(chuàng)意提供最全面的支持。獨家用于端口、電子模塊功能類，支持電子積木硬件擴展，操控機器人簡單有趣，最大程度的發(fā)揮孩子的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

創(chuàng)造性思維最重要的就是想象力。作為催化劑，能夠靈活運用有限的知識，開發(fā)智力，拓展思維，使孩子自主地發(fā)掘事物、豐富自己的知識。在 Scratch Pi創(chuàng)作中，學生必須經歷先想象、再創(chuàng)作的過程。當有了創(chuàng)新的想法，不由自主的就會在腦海中構畫出作品的設計方案。在實際創(chuàng)作過程中，這個方案就是他們創(chuàng)作作品的參考標準，并通過不斷的嘗試達到這個標準。

在添加了豐富的傳感器和機械組件的同時，讓愛創(chuàng)造的小朋友們在一個屬于自己的自由空間里實現(xiàn)創(chuàng)意的可視化編程工具，簡而言之孩子們可以通過創(chuàng)作故事、動畫、游戲、藝術來學習編程的基本概念：條件語句，循環(huán)語句，判斷，理解參數(shù)和命令，甚至理解數(shù)組和函數(shù)。構成程序的命令和參數(shù)通過積木形狀色彩繽紛的模塊即可實現(xiàn)。語言模塊用鼠標拖到程序編輯欄就可實現(xiàn)，還能以編程的方式完成各種交互類的游戲及動畫等，并能模擬物理現(xiàn)象。Scratch Pi 為培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、解決問題能力提供了幫助，更重要的是，通過課程體系教學，學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)得到了很好的落實。

Scratch Pi 教學最大的特點就是，讓學生一直處于不斷思索的過程中，學生可以為自己的作品負責。Scratch Pi 圖形化的編程方式，為學生思維從具體走向抽象制作了模具。學生在完成具體任務的過程中，通過對任務的分析、規(guī)劃，梳理出各對象間特有的邏輯關系;再通過指令的搭建、測試與調整，逐步實現(xiàn)了從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡。Scratch Pi 的課程符合學生的認知特點與能力水平。實踐表明，通過引導，學生在Scratch Pi 平臺上有足夠的能力對同一問題提出新的見解，尋找新的答案。學生想要完成每個對象的腳本，必須經歷想象與分析、觀察與理解、假設與調試、反思與推斷來發(fā)現(xiàn)問題所在并將其解決，因此學生始終處于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的動態(tài)學習之中，在想象與思考間不斷尋求平衡與挑戰(zhàn)，不斷提高學生的動手能力、探究能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻

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