Scratch在小学数学中的应用

王昂昂 陈亚琴 刘雯

摘要：近年来，少儿编程在基础教育中提及的频率越来越高。Scratch作为一款专为儿童学习的图形化编程软件，因其形象直观、简单易学、功能丰富的特点，深受广大一线教师及青少年的喜爱。小学数学作为一门基础学科，是培养学生逻辑思维、创新能力的重要载体。基于Scratch的优势，如何将其与小学数学相结合来提高学生数学应用能力、问题解决能力等，是我们需要积极探索并付诸实践的课题。该文以小学三年级数学《长方形的周长》知识点为例，实践之后学生学习积极性得到提高，课堂效果有所改善。最后，笔者提出相应教学策略，希望能为一线教师提供启发与借鉴。

关键词：Scratch;小学数学;应用策略;长方形周长

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）30-0213-03

Application of Scratch in Primary School Mathematics—Take "The Perimeter of a Rectangle" as an example

WANG Ang-ang，CHEN Ya-qin，LIU Wen

（Teacher Education College， Zhejiang Normal University， Jinhua 321000，China）

Abstract： In recent years， children's programming has been mentioned more and more frequently in basic education. As a graphical programming software designed for children to learn， Scratch is deeply loved by front-line teachers and young people because of its intuitive image， easy learning， and rich functions. As a basic subject， elementary school mathematics is an important carrier for cultivating students' logical thinking and innovation ability. Based on the advantages of Scratch， how to combine it with elementary school mathematics to improve students' math application ability and problem-solving ability is a topic that we need to actively explore and put into practice. This article takes the knowledge points of the third grade mathematics "Rectangle Perimeter" as an example. After practice， students' learning enthusiasm has been improved， and the classroom effect has improved. Finally， the author proposes corresponding teaching strategies， hoping to provide inspiration and reference for frontline teachers.

Keywords： scratch; elementary school mathematics; applied strategy; rectangular perimeter

1 引言

当前，我们正处于人工智能時代，国家采取了一系列措施来培养创新性人才，创客教育、STEAM教育在基础教育阶段也被重视起来。作为一名教师，在日常教学过程中要有意识地培养学生各方面的素养和能力，让我们的学生真正学以致用，成为21世纪的综合性人才。

Scratch是由麻省理工学院（MIT）开发的图形化编辑工具，主要面对青少年开放[1]。这个软件最大的特点就是利用积木式代码块进行编辑与创作。对于我们接触到的字符型计算机编程语言而言（例如：C、C++、VB、Python等），Scratch更容易上手，十分适合作为青少年编程开发的入门语言。青少年时期是我们成长过程中发展的重要阶段，在这个时期，思维能力可塑性强，也是培养创新能力的关键时节。将Scratch应用到小学数学课程中，通过动画、故事、游戏等来增强课堂趣味性，学生不仅能有效掌握相关知识点，其学科核心素养、综合能力的培养也可以得到落实。

2 Scratch结合小学数学课程的优势

编程是培养计算思维思维的一种方式，在思考编程的过程中会涉及到数学、物理、几何等知识，是一种综合能力的展示与提升。程序设计能让学生比同龄人更严谨思考，让学生更具探索精神。在编程的世界里，没有“标准答案”，可以完全按照自己的思路来解决问题，这就大大提高了他独立思考和逻辑判断的能力。

2.1 Scratch简单易学、制作难度小

Scratch软件包含计算机语言最基本的三种结构——顺序结构、循环结构和选择结构。通过学习“事件、循环、判断、运算、广播、变量、列表”等知识点，自由灵活地组合各种积木块，可以将我们头脑中的想法显性化。软件中自带了许多角色形象及舞台背景，给予了制作者更多的创作空间。相对许多其它动画制作软件而言，Scratch十分容易上手，这样老师就可以减少制作的时间，把更多的心思花在教学构思上，保障教学内容设计的精致性与针对性。

2.2 Scratch功能丰富，动画、故事和游戏设计容易

Scratch另一个优势就是指令丰富，包含了“动作、声音、外观”等模块，还拥有“画笔、音乐、人工智能”等多种扩展包，为制作者提供了许多素材。一般而言，Scratch作品最終展示的是一个形象的动画、一个有趣的故事，或者是一个新颖的游戏。在课堂上展示小动画、故事情节或者游戏闯关，对小学生来说都有着强大的吸引力。因此，教师根据需要设计制作出的Scratch作品可以作为辅助教学的有力帮手，在课前情境导入、课堂师生互动、课后习题巩固等环节都可以用到。

2.3 Scratch包含询问、回答、运算等积木块，可巧妙设计数学题

笔者在设计过程中发现软件里面有一个非常实用的功能——“询问”积木块。如果教师想设计一些题目，那么利用“询问”积木块就可轻易解决。当我们把题目与计算结果提前编辑好后，学生通过键盘在输入框中输入答案，此时学生的“回答”与设置好的题目结果进行对比，电脑根据学生回答的对错立刻进行反馈。另外，教师利用Scratch具有的文字或语音功能可添加一些反馈话语。例如，当学生回答正确，显示播放“恭喜你！”、“很棒，答对了！”等表扬话语;当学生回答错误时，可以设置“没关系，再试一次！”、“不对哦，继续加油！”等鼓励性语言。而这些看似简单的反馈，不但能够拉近师生间的距离，而且有利于教师及时了解学生的学习状况，符合当前教育反馈评价及时化的目标导向。

Scratch能够让课堂富有趣味性，将文字、图片、游戏、动画融入到课堂教学中，给学生一个图文并茂的学习环境。Scratch不仅仅是一种编程工具，它还能够提高学生解决问题的能力。它能使计算过程可视化，有利于中小学生的理解和创造。其视觉结构特征有利于学生思维方式的完善，拉近了逻辑思维和计算思维的距离，使学生在运用 Scratch数学知识创造的过程中，能潜移默化地巩固所学知识，提高数学学习的效果。将抽象的 Scratch应用于直观上，培养学生的思维能力和空间观念，培养学生的创新意识，，寓教于乐，提高学习效果。

3 教学活动设计——以《长方形的周长》为例

3.1 Scratch脚本设计

3.1.1故事情境：小甲虫画画

3.1.2场景设计

（1）背景：教室（软件自带素材，贴合学生生活情境）

（2）角色：小甲虫、眼镜老师（软件自带素材，卡通形象深受学生喜爱）

3.1.3主要知识点应用

画笔、变量、数学运算、消息广播、询问回答、条件判断等。

3.1.4程序脚本设计

如表1

3.2课堂活动设计

以小甲虫画画为例，课堂活动设计主要包含五个步骤：

3.2.1故事情境导入

有一只调皮可爱的小甲虫，一不小心闯入到了学校的某间教室里，这时教室只剩下一位戴眼镜的数学老师。小甲虫前不久刚好学习了绘画，当它看见这块干净的大黑板时，就忍不住想要画上两下。还没等眼镜老师反映过来，小甲虫就已经在黑板上开始了创作！

该环节作用：以小故事情节作为开篇，激发学生学习兴趣。

3.2.2甲虫画画演示

教师点击开始按钮，展示小甲虫画画的过程，学生认真观看动画。动画演示，能够集中学生的注意力。

3.2.3课堂师生互动

老师：大家看得出小甲虫画的是什么吗？

学生：一个长方形

老师：小甲虫画的长方形，有什么特点吗？

学生：有4条边，有的边长一些，有的边短一些。

学生：相对的两条边长度一样。

学生：小甲虫每到一个顶点，都旋转了90度，所以长方形的四个角都是直角。

老师：大家观察得都非常仔细，描述的也很正确。我们一般把长一点边的叫做长方形的长，短一点的边叫作长方形的宽。

老师：当小甲虫画完后，眼镜老师很生气。因为小甲虫把老师刚刚擦干净的黑板又弄脏了。所以眼镜老师设置了一道题，如果小甲虫能够计算出长方形的周长，那么他就不计较了。同学们，你们能帮帮小甲虫吗？

3.2.4教授新知

老师：为了帮助小甲虫，我们如何来计算长方形的周长呢？

学生：长方形的周长就是将四条边相加。

老师：前面有同学说了相对应的两条边长度一样，所以，我们是不是可以简化一下呢？

学生：那就是两个长+两个宽。

老师：对的，即长方形周长计算公式为：周长=（长+宽）*2

3.2.5答题检验

长方形的长度和宽度可通过调整滑杆设置具体值，这样小甲虫所画出的长方形大小也就不同。教师就可以请多个学生进行答题，帮小甲虫计算出长方形的周长。根据学生答题对错，及时反馈。

4 Scratch应用到小学数学课程中的教学策略

4.1创设故事情境，激发学生学习兴趣

对于小学生而言，他们天性活泼，很难对某件事物保持长久的注意力。如果教师上课直切主题、内容枯燥、方法老套的话，想要学生集中注意力是很难的。一般而言，学生在上课初注意力最集中，学习热情最浓厚。因而，我们要充分利用好课堂导入环节，创设与学生贴切的故事情境，抓住学生的眼球，激发学生学习兴趣。在上文中，教师就通过讲述小甲虫画画的故事，利用Scratch做了一个动画，充分调动了学生的好奇心和积极性，奠定了良好的课堂氛围。

4.2教学内容直观化，降低学生认知难度

数学学科知识比较抽象，而小学生的抽象思维能力还比较弱。我们都知道，课本中的数学概念、定义等通常是用一句或一段文字来表示，如果学生没有完全掌握知识点，就会出现一知半解的情况。有些教学内容也很难用语言表述清楚，在这种情况下，教师利用Scratch设计动画，将课本中的文字转译成动画，让教学内容更加形象直观，知识点更容易被学生所理解。这不但可以降低学生的认知难度，还可以增强学生学好数学的信心。

4.3倡导游戏化教学，提高学生参与度

游戏化教学作为一种新型教学方式[2]，體现的是寓教于乐的理念，受到越来越多的关注。小学生通常喜欢比赛竞争类的项目，教师通过Scratch设计一些闯关游戏（例如计算大比拼），只有当学生答对之后才能加分或者进入下一关。通过这样简单有趣的闯关游戏，学生们参与度非常高。这种学习方式，不仅巩固了学生的知识，也增进了学生合作与竞争的意识。

5 结语

本文通过分析Scratch与小学数学结合的优势，利用小甲虫画画的故事引出长方形周长知识点，最后提炼了三条教学策略，希望能够为一线教师们提供一些启发。Scratch在小学数学课程中应用潜力大，能起到促进教学的作用。将Scratch与数学相结合，一方面锻炼学生的逻辑思维、问题解决能力;另一方面还可以让学生接触人工智能，培养其计算思维和创新能力。在小学数学教学中，教师可以结合教学的具体需要和内容，选择 Scratch编程进行辅助教学，从而完成数学知识的具象化、动态化、生活化和趣味化处理，从而促进学生数学核心素养的培养。

参考文献：

[1] 昝晓佳. Scratch在初中信息技术教学中的应用研究[D].南昌大学，2017.

[2] 陈婵. 基于游戏化教学的小学数学案例设计与实践[D].华中师范大学，2017.

[3] 吐尔逊阿依·阿不来提，李龙.中小学计算思维和数学逻辑思维的培养实践研究——以Scratch编程实现《百钱百鸡》为例[J].电脑知识与技术，2020，16（26）：83-84.

[4] 李建英，齐丹，马倩，石秋香. Scratch在小学数学课程教学中的应用研究[J].办公自动化，2018，23（24）：51-52，35.

[5] 蔡艳妮. 基于Scratch+数学的教学软件设计与反思——以智慧王国之寻找智慧之锁的钥匙为例[J].中国教育技术装备，2018（17）：31-32，43.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2021-03-19

作者简介：王昂昂（1996—），女，安徽宿州人，浙江师范大学教师教育学院在读研究生，数字化学习资源设计与开发;陈亚琴（1995—），女，湖北赤壁人，浙江师范大学教师教育学院在读研究生，创客教育、STEAM教育;刘雯（1995—），女，江西丰城人，浙江师范大学教师教育学院在读研究生，现代远程教育。