Scratch课程开发中融入STEAM创客教育理念的理论与实践初探

陈诗梨 王小威

摘要：本文从教学目标、课程内容、学习活动方式以及课程评价这四个方面对融入STEAM创客教育理念的Scratch课程开发进行了详细阐述，对开展基于创客理念的Scratch教学的实施有一定的借鉴意义。

关键词：Scratch课程；STEAM创客教育；课程设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2019）08-0056-04

Scratch课程与STEAM创客教育

Scratch是由麻省理工学院专为八岁以上儿童设计开发的图块拼搭式的编程软件。它的出现降低了学习编程的门槛。现有的Scratch编程教学的教材大都偏重对编程实现的技术剖析，忽视学生探究活动的整体设计，教学方法比较单一，对Scratch编程教学如何与创造性思考、系统推理和协同工作相结合缺乏整体性思考。因此，大家都期待更有综合性、更符合学校实际情况的教材用于一线教学。

互联网和信息技术与教育的不断融合，带来的不仅是STEAM，还有创客教育。这里我们引入国内对创客教育的“狭义定义”（又称为“元宵定义”），即创客教育是创客文化与教育的结合，是基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。

在Scratch课程开发中融入STEAM创客教育理念就是以Scratch为载体，在贴近学生生活实际情境的各项创客活动中，培养他们创意思考、数字建模、程序制造、开源共享的創客教育核心素养，使其在观察、思考、设计、制作、实践的过程中获得丰富的学习体验，在生活中发现问题，在实践中解决问题，在活动中锻炼技能。

课程开发分析与调研

1.学生学情

本次课程的学习者是小学四年级的20名学生，他们在三年级时已经通过每周一次的综合实践课学习过Scratch（基于好好搭搭平台的Scratch2.0版本），都有继续深入学习Scratch的兴趣和热情。学生能正确地使用动作、事件、外观、控制、声音、侦测、画笔、数值与逻辑运算、数据9个脚本模块；能理解顺序、选择、循环三种结构；会独立制作简单的作品，如走迷宫、接鸡蛋等单场景游戏。但他们没有在协同合作状态下，系统性地完成提出问题、设计方案、实施计划、完善修正并反馈评价这整个过程的经验。

2.前期调研

在三年级的Scratch学习结束后，笔者对这20名学生从想象、编程、分享三个环节进行问卷调查，旨在调查学生在学习Scratch的过程中的优势和劣势，找出学生感觉困难的部分，并结合授课教师观察和访谈进行补充，了解其背后的原因并制订解决方案。

问卷数据显示：在想象环节，学生都愿意做出有趣、有用的作品，但能够真正想出有创意的设计和主动发现问题的人比较少，说明教师需要在创意激发、资源搜集、提出问题方面对学生进行指导。在编程环节，学生熟悉脚本命令并擅长改编已有作品。在创作作品时遇到的最大困难是很难理清整体思路，或是思路很好却不能完整地将设想用Scratch做出来，30%的学生不会自己查找并修改脚本错误，60%的学生没有协作经验。所以在后面的教学中，学生要学会将自然语言转化成流程图，将流程图转化为Scratch程序语言；学会找出脚本问题；学会协同合作并合理运用。在分享环节，绝大多数的学生希望将自己的作品分享给他人。采访得知，学生很喜欢得到来自同龄人的认同与钦慕，期待得到老师家长的赞扬，但部分家长老师会认为玩计算机玩游戏就是坏事，影响学习，害怕来自网络陌生人的批评。这导致学生分享作品的成就感不足且分享的次数较少，所以需要给学生分享作品获得成就感的机会和平台，引导学生学会用积极的态度去互动和交流，正确面对他人评价。

3.教学设备和环境

学校有计算机教室和良好的网络环境，学生家里也有计算机和网络可以用于Scratch的在线学习和编程创作。围绕着Scratch教学，本学期学校采购了一批Scratch传感器板。Scratch传感器板上集成有滑杆、按钮、光线、声音等传感器，还提供四个可以连接检测温度、湿度、压力等传感器的输入接口。Scratch传感器板既可以通过板子上的传感器输入数据给Scratch，也可以把计算机上Scratch处理过的数据输出给板子，用来控制电机或LED指示灯等外部设备。

融入STEAM创客教育理念的Scratch课程开发

依据“泰勒原理”，面对融入STEAM创客教育理念的Scratch课程开发，我们从课程目标、课程内容、课程实施、学习活动方式以及课程评价这五个方面进行了实践探索。

1.课程目标

课程的核心目标是培养学生的问题解决能力、协作能力、创新能力。针对上文所述学生在Scratch学习过程中存在的问题进行突破，重点培训，力求逐一攻克。

知识与技能目标：掌握用Scratch制作动画、问答题、选择题、游戏等的制作技巧；掌握Scratch传感器板与红外线传感器的使用，能运用其特点制作Scratch作品；理解并运用课程相关的科学、技术、工程、艺术、数学（STEAM）知识点。

过程与方法目标：能通过探究和观察，主动发现问题，并通过“创意—编程—分享”解决生活中真实的问题；能应用思维导图、流程图等工具，将想法变成程序设计脚本；能在编程中调试脚本并优化脚本；在合作完成项目的过程中学会协同合作、分享交流的技巧及相关准则。

情感态度与价值观目标：体验用Scratch解决真实问题的“想象—编程—分享”的整个过程；在创意编程、协同合作、分享交流的过程中，获得成就感；相信自己有能力通过Scratch作品创新解决生活问题，提高生活质量。

2.课程内容

STEAM创客教育理念下的Scratch课程采用“广域课程模式”，融合各学科知识，使用Scratch软件、Scratch传感器板和红外线传感器等工具，用创意编程解决生活中真实的问题。

课程共5个单元，分为记忆按钮、神算子、Scratch裁判员、声音乐园和发现问题5个项目。具体项目设计如下页表所示。

其中前两个单元是教师搭建脚手架，带领学生学习和体验完整的“想象—编程—创作”过程，单元3和单元4加入了Scratch传感器板，采用协助合作的方式来完成项目，创作的作品面向其他同学，有广泛的接受评价和优化调整的空间，让学生在实践中学会分享，培养自信。整体课程各个项目在教学内容上相互促进，在学习难度上层层递进，创作方式上由独立到合作，作品主题由封闭到开放。在教学要素上，以学生学习为中心，辅以搜集资料、实地调研、实验研究等科学研究方法，头脑风暴、思维导图、六顶帽子等创新思维工具。最终达成培养学生的问题解决能力、协作能力、创新能力的课程目标。

3.课程实施

本课程用于四年级学生的信息技术综合实践课，每周一节，共有20节，每4节课为一个完整的学习周期，每周期攻克一个项目。第一节课发现问题和想象，学生根据设想思路写出程序设计脚本；第二、三节课进行编程创作；第四节课进行交流分享。课程以社团活动的形式进行，将集中授课和分散指导相结合，利用Scratch交流QQ群、好好搭搭学习分享平台、学校“星创客周”、江岸区Scratch特色编程比赛等载体，全面开展线上与线下活动，为学生提供学习交流的平台。

4.学习活动方式

在STEAM创客教育理念下，在学习活动方式的设计上，教师要切实融合学生当下的各科目学习，重点关注学生真实学习状态，以真实情境提出问题。想象构思阶段是学生进行独立思考、小组讨论、提出整体设计方案；然后进入Scratch创意编程阶段，编程并运行作品，观察问题是否解决，发现问题并再次调整，直至作品能实现其预设目标；最后是分享阶段，学生在分享的过程中体验创造的成就感，在交流的过程中接触各种意见并进行分析、筛选、整合，根据实践反馈来对作品进行技术上的调整或者艺术性的优化，让作品在人机交互、呈现风格、功能完善度等方面得到提高，由此经历再一轮的“想象—编程—分享”过程。用源于产品设计和研发过程的“计划—创作—分享”迭代式循环来打造完整的活动流程，让学生与同伴一起在适度紧张、安排有序的氛围中参与到设计开放式项目的过程中，不断积累创意计算经验，并在玩乐中感受创造的乐趣。

5.课程评价

对STEAM创客教育理念下的Scratch课程的评价，采用过程性评价和终结性评价，从解决能力、协作能力、创新能力三个大的方面来具体量化学生的学习效果。注重过程性评价是本课程评价的亮点，如在每个单元中设计了“STEAM星光收获卡”。

不过也存在不足，本课程中跨学科知识仅限于学生课内学到的知识，这对学生来说，远远不够。教师还需要为学生主动探究、拓展知识搭建途径。另外，在作品分享交流环节，在实际展示作品时，会遇到不少突发事件，导致展示效果打折扣。这些都需要提前考虑，并合理组织学生。

作为一线STEAM创客教育教师，我们更需要打开视野，开动手脑去学习，去体验，去发现，让自己成为复合型教师，为我国STEA创客教育落地生根展开扎实的工作，培养创新型人才。

参考文献：

[1]陈雪松，田再来.从Scratch课程看我校STEAM教育之路[J].中国现代教育装备，2015（10）：14-16.

[2]何克抗.论创客教育与创新教育[J].教育研究，2016（4）：12-24+40.

[3]邱钰，李世梅，王旭卿.基于学生视角的Scratch课程教学情况调查与分析——以上海市长宁实验小学四（1）班为例[J].中国教育信息化，2015（2）：46-50.

[4]万超，魏来，戴玉梅.创客课程开发模型设计及实践[J].开放教育研究，2017（3）：62-70.

[5]王娟，吴永和.“互联网+”时代STEAM教育应用的反思与创新路径[J].远程教育杂志，2016（2）.

[6]王旭卿.面向STEM教育的创客教育模式研究[J].中国电化教育，2015（8）：36-41.

[7]王旭卿.学习编程，编程助学——2014年哈佛大学Scratch教程评析[J].现代教育技术，2016（5）：115-121.

[8]闫寒冰，单俊豪.美国创客教育教材分析——以“Design and Discovery”为例[J].中国电化教育，2017（5）：40-46.

[9]殷朝晖，王鑫.美国K-12阶段STEM教育对我国中小学创客教育的启示[J].中国电化教育，2017（2）：42-46+81.

[10]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].開放教育研究，2015（8）：13-22.

[11]朱龙，胡小勇.面向创客教育的设计型学习研究：模式与案例[J].中国电化教育，2016（11）：23-29.

[12]Resnick M. Learn to code， code to learn[EB/OL].https：//www.edsurge.com/news/2013-05-08-learn-to-code-code-to-learn.