scratch編程在初中的教學(xué)實(shí)踐與探索

李霞芳

摘要：scratch編程課程在我國已經(jīng)慢慢融入教學(xué)，在許多中小學(xué)都已經(jīng)開設(shè)的有編程課程，scratch編程課程現(xiàn)已作為很多必修課程的一部分，給學(xué)生提供學(xué)習(xí)的平臺，為加快培養(yǎng)人工智能高端人才奠定基礎(chǔ)。初中生對許多新事物都比較感興趣，學(xué)習(xí)能力比較強(qiáng)，思維能力活躍，想法比較多，而scratch編程軟件采用模塊化設(shè)計(jì)程序，可以將學(xué)生的想法展現(xiàn)出來，讓現(xiàn)在不懂C語言的孩子利用圖形化編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的效果，從而去培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：scratch編程? 圖形化編程? scratch編程課程? 編程思維

1 引言

國務(wù)院〔2017〕35號文件《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，人工智能上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，人工智能教育和青少年編程已成為中小學(xué)教育的必不可少部分。當(dāng)前人工智能教育、編程教育與機(jī)器人教育在社會教育、學(xué)校教育與家庭教育受到重視，許多省市的中小學(xué)都相應(yīng)的開設(shè)編程課程，但大部分老師都處在學(xué)習(xí)與探索的階段，根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)習(xí)水平去設(shè)計(jì)相應(yīng)的課程，在不斷的教學(xué)探索與實(shí)踐中去形成相應(yīng)的教學(xué)體系，并應(yīng)用于實(shí)際的教學(xué)之中。

經(jīng)科學(xué)家研究表明8-18 歲的孩子是抽象邏輯思維的形成期，如果在孩子的這個成長階段讓他們學(xué)習(xí)編程，從而鍛煉新思維的培養(yǎng)，無論將來他們走向哪個行業(yè)對于他們都是有利而無害的。很多的研究表明在中國青少年編程教育目前只有0.96%，而美國卻達(dá)到了44.8%。

2 編程教育的重要性

進(jìn)入人工智能時代，計(jì)算機(jī)編程能力逐漸成為這個時代繼寫作、閱讀、算數(shù)等重要基本能力之一。青少年編程作為 STEAM教育實(shí)現(xiàn)載體，在我國得到了國家教育部門的政策支持，全國中小學(xué)也陸續(xù)開展一系列課程，縱觀國內(nèi)外教育形式，青少年學(xué)習(xí)編程的重要性已顯現(xiàn)出來。學(xué)習(xí)編程可以鍛煉邏輯思維、培養(yǎng)專注力、訓(xùn)練青少年創(chuàng)新能力、培育人工智能時代的創(chuàng)新人才、促進(jìn)其他學(xué)科的學(xué)習(xí)。

3 Scratch編程在教學(xué)中的實(shí)踐

scratch編程在教學(xué)中能夠用于很多方面，如設(shè)計(jì)動畫、設(shè)計(jì)游戲、繪制幾何圖形、解決數(shù)學(xué)題等，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)，在游戲中學(xué)習(xí)，在對于初中階段的學(xué)生學(xué)習(xí)scratch編程對于他們的學(xué)習(xí)幫助是不可缺少的。在這里以scratch編程“巡線小車”與scratch編程結(jié)合arduino硬件（聲控?zé)簦┑慕虒W(xué)為列，闡述scratch編程在初中教學(xué)中的實(shí)踐與探究。

3.1 scratch編程“巡線小車”的教學(xué)實(shí)踐

在巡線小車的教學(xué)中，課程導(dǎo)入部分通過視頻讓學(xué)生了解巡線小車，從而去講解巡線小車的原理，引入該節(jié)課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過分析程序執(zhí)行的效果一步一步的帶學(xué)生一起分析背景與角色的設(shè)計(jì)，背景為軌跡線，角色為小車，小車的車身、兩顏色探測器與軌跡線的顏色各不相同，其小車圖如圖3-1所示。

設(shè)計(jì)程序，當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊時，車位于軌跡線上，即車身的顏色碰到軌跡線，車開始向前走;如果軌跡線向左邊拐彎則證明左邊的顏色探測器會碰到軌跡線，則小車向左轉(zhuǎn);如果軌跡線向右邊拐彎則證明右邊的顏色探測器會碰到軌跡線，則小車向右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn);若兩個顏色探測器都沒有碰到軌跡則小車?yán)^續(xù)直行。小車軌道直行轉(zhuǎn)彎簡圖如圖3-2所示。

在講解這個程序中，學(xué)生在設(shè)計(jì)程序時只聽老師講解程序，不去了解程序執(zhí)行的過程，那學(xué)生就回會在抄寫程序的現(xiàn)象，知其然不知其所以然。因此在設(shè)計(jì)程序時應(yīng)該給學(xué)生講解流程圖的繪制與作用。其程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3-3所示。

學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的流程過后，再帶著學(xué)生一起設(shè)計(jì)程序，完成小車巡線程序后學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小車巡線到一個點(diǎn)停止時，再次啟動程序，執(zhí)行時會出現(xiàn)誤差甚至錯誤，小車沒有按照一開始的點(diǎn)開始執(zhí)行，這時給學(xué)生引入初始化的概念。即點(diǎn)擊綠旗則小車總是回到一個固定的位置，從而給學(xué)生講解程序的初始化的作用。其巡線小車程序設(shè)計(jì)如圖3-4所示。

3.2 scratch編程結(jié)合arduino硬件（聲控?zé)簦┑慕虒W(xué)實(shí)踐

單純的編程許多學(xué)生對其的興趣不是很濃，可以給他們引入一些電子元件（如arduino硬件），可以大大的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)他們熱愛這門學(xué)科的愛好與編程思維，這里以設(shè)計(jì)聲控?zé)魹榱小ＴO(shè)計(jì)聲控?zé)粢詷堑罒糇鳛閰⒖?，問為什么樓道燈在白天不會被點(diǎn)亮呢？作為一個學(xué)習(xí)驅(qū)動性問題引發(fā)學(xué)生的思考。

設(shè)計(jì)聲控?zé)?，首先讓學(xué)生了需要的電子元件及其作用，只有了解了原理才能更好的學(xué)習(xí)知識。

當(dāng)學(xué)生知道主控器、傳感器、執(zhí)行器有什么作用后，再給他們分析聲控?zé)舻牧鞒虉D，以及程序設(shè)計(jì)，在聲控?zé)敉瓿珊笠龑?dǎo)學(xué)生做光控?zé)襞c樓道燈（聲光同時控制），讓學(xué)生由淺到深，循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)。其聲控?zé)舫绦蛟O(shè)計(jì)如圖3-5所示，聲控?zé)袅鞒虉D設(shè)計(jì)如圖3-6。

3.3 教學(xué)方法

教學(xué)方法在教學(xué)中是不可缺少的部分，是教學(xué)的靈魂，多樣化的教學(xué)方法有助于學(xué)生對知識的理解與學(xué)習(xí)。在實(shí)踐的教學(xué)中主要以講授法、觀察法、實(shí)踐探究法、總結(jié)分享法為主。

4 scratch編程在教學(xué)中的反思及改進(jìn)

4.1對于學(xué)生聽不懂的問題

在編程的教學(xué)中，初中的孩子思維已經(jīng)能夠理解一些簡單的邏輯，但是大部分學(xué)生在小學(xué)沒有接觸過類似的編程教學(xué)，在老師講解簡單的問題時，他們理解也是相對困難的，因此在上課時強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)會記筆記，不懂的可以記錄下來問同學(xué)與老師，加強(qiáng)學(xué)生記筆記的習(xí)慣，有助于學(xué)生對問題的理解。

4.2針對學(xué)生不能完成任務(wù)的問題

對于有的學(xué)生是認(rèn)為老師講的他會了，到實(shí)踐操作時卻不會;有的學(xué)生是老師講解的時候他啥都懂，到了實(shí)踐的時候卻都忘記了;針對這些問題我采用的是加強(qiáng)學(xué)生做筆記的習(xí)慣與引導(dǎo)學(xué)生幫學(xué)生的方式，有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，同時幫助不會的學(xué)生完成相應(yīng)的任務(wù)。

4.3學(xué)生存在單純的模仿問題

初中的學(xué)生雖然思維比較活躍，但是在程序設(shè)計(jì)上存在模仿的問題，不善于去思考以及不知如何去思考的問題。在這個問題上我采用的是積極引導(dǎo)法，可以將設(shè)計(jì)的程序效果展示給他們，以及抽取部分同學(xué)分析應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)，給他們理清思路，讓他們帶著思路去設(shè)計(jì)程序，從而解決學(xué)生存在簡單的模仿問題。

5 總結(jié)與展望

在scratch編程教學(xué)中，應(yīng)該不斷的去探索、去提升，學(xué)生對于編程接觸的較少，對于學(xué)生的研究與課程的設(shè)計(jì)都應(yīng)該深思，每個年齡短的孩子對新事物的接受能力不同，在課程設(shè)計(jì)上應(yīng)該將學(xué)生歸為主體，而教師是他們的引路人，給與他們一定的任務(wù)、方法與一定的指導(dǎo)，大部分的時間應(yīng)該留給他們?nèi)ニ伎?、去?shí)踐、去設(shè)計(jì)。

希望有更多的老師加入編程教育，為培養(yǎng)更多未來的創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)，為基礎(chǔ)教育的孩子們提供更好的學(xué)習(xí)平臺。

參考文獻(xiàn)

[1]張陽.青少年編程教育體系研究與實(shí)踐[J].技術(shù)與教育，2019，33（02）：24-29.

[2]艾瑞咨詢研究院.2018年中國少兒編程行業(yè)研究報告[R].北京：艾瑞咨詢集團(tuán)，2018.