Scratch环境下培养小学生创新思维的教学模型研究

【摘 要】当代素质教育的教学目标指向培养学生的创新能力。培养创新思维是提升创新能力的核心，创新思维形成的不同阶段分别表现出主动性、独创性、求异性、发散性和综合性的基本特征。学生作为项目创造者，在内化编程知识的基础之上，使用可视化少儿编程软件Scratch实现创意想法。以上面创新思维的五大特征为导向，面向小学Scratch课程构建教学模型，旨在培养学生创新思维。

【关键词】Scratch;中小学;创新思维;教学模型

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）09-036-03

创新思维的培养需要良好的教学模式作为载体，当下中小学生学习偏向死记硬背，注重答题的正确率，反而忽略创新能力的发展。Scratch作为目前应用最普遍的少儿编程软件，可以使学生通过搭建积木的方式学习计算机编程的基本算法逻辑，使用声、文、图等多样化的媒体元素实现自己的创意。课堂是教师培养学生最为直接的途径，构建科学、有效的教学模式，成为提升学生创新思维的关键。

创新思维特征

创新思维要求学生观察事物既能够从全局的视角认识事物的本质属性，又能够观察到目标事物不同于其他事物的差异性，解决问题能够从不同的角度出发，敢于突破传统思路。创新思维形成各阶段的特征为主动性、独创性、求异性、发散性和综合性。创新思维的主动性是学生完成创新性作品的驱力。学生应当对项目主题感兴趣，积极主动进行思辨、求新，为完成项目自发努力探索。创新思维的独创性指的是学生基于对相关知识的理解，通过自身独立思考，产生不同于传统的想法、观点。创新思维的求异性是培养创新思维的关键。在学生具有创新思维独创性后，已经具有打破传统思路的意识，在已有知识体系上，寻找新思路解决问题。创新思维的发散性指学生在问题情境中能够捕捉到思维中的概念、观点，并将其组合，择优运用到问题解决中。学生要学会对已有的知识融会贯通、举一反三，提出新的设想与解决方案。创新思维的综合性要求学生处理整个项目与个别问题之间的关系时，不仅要解决存在的单个问题，也要从整个项目的角度思考。明确形式不同但本质相同的问题，将其整理出可行性思路，完成创新性结果。创新思维的5个特征为教学活动开展提供了基本方向，构建了培养创新思维的理论基础，实施路径应当以此为依据结合教学实际情况进行设计。

Scratch环境特点以及创新思维的实施路径

培养创新思维的教学模型设计，不单单要遵循上述基本理论，同时应当分析Scratch环境特点、学生思维发展水平等教学现实情况方面的因素，寻找理论转化为实践的渠道、基本方式，即确定创新思维培养的实施路径。

1.Scratch环境特点

（1）可视化的块状编程工具。Scratch抛弃了传统编程软件手动输入晦涩繁琐的代码的弊端，学生可以在界面上通过拖拽各种色彩丰富的条形模块实现命令下达、参数调整，进而实现程序编写。条形模块实现功能多样，种类丰富，设计者将其分为八大模块，且模块之间的结合方式都是固定的，保证了学习者避免语法错误。Scratch的可视化界面为学生提供了具体的情境支持，学生构建过程是具体生动的，通过可视化的形式获得抽象思维技能的提升。

（2）媒体资源丰富。Scratch的媒体库中包括动画、视频、音乐、图片、对象等形式多样的媒体素材，在媒体库中学生可以从中寻找各种所需要的声文图信息，这些资源大多形状、色彩较为丰富，符合小学生的年龄特征，能让他们在学习的过程中有更强的体验感。丰富的媒体库能够有效避免让学生占用过多时间自主寻找素材，同时具备角色绘制设计功能，激发学生兴趣，增强其创造动力。

（3）培养编程思想。Scratch中包含8个编程部件，如扩展、变量、链表等，同时包括事件、线程、同步的概念。Scratch包含多种事件，比如判断角色是否碰到边界。Scratch能够帮助学生明确编程概念，形成程序设计的逻辑思维方式。Scratch编程教学内容最为关键的是教授学生把握算法和数据结构，提升小学生的认知水平和思考方式，为培养编程思想奠定基础。

2.创新思维的实施路径

（1）自主设计脚本。学生创设项目情境，分析情境所需要的角色以及其功能、出场顺序等，设计符合需求的算法指令，梳理各个指令关系，编写相对应的脚本，可有效锻炼学生独立思考、自主构思能力。

（2）提倡创意点交流分享。学生将自己的创意点进行口头表述，不仅可以使交流者本人发现情境创建时可能存在的问题，同时倾听者也可以受到启发，或是将对方想法与自身想法进行交汇和补充，引导学生学会从不同角度分析任务，扩展思路，培养学生思维的求异性。

（3）转化评价方式。传统课堂评价方式是以教师为主体，但对于编程类的项目教学，教师的想法不够全面，且极易忽略学生在创设情境、解决问题过程中探索、创新的品质。这种单向的评价方式会将学生限定在教师的评价标准中，抹杀学生的创新意识。

教师在课堂上开展教学活动需要可行性的抓手供其参考，创新思维理论以及实施路径的分析为设计教学模型构建了完善的理论与实践基础，成为设计教学模型需要遵循的基本原则。

培养创新思维的教学模型

1.创新项目确定阶段

确定新颖的、联系生活的项目主题有利于培养学生创新思维的主动性。项目主题的选定应当以学科知识为中心，以Scratch环境为实践工具，分析教学目标，设计开放性问题。

2.创新思维形成阶段

首先，组织学生开展脚本构建，培养创新思维的独创性。教师应对项目主题进行深度剖析，使学生能够掌握构建项目情境的所需知识，用开放性的问题引导学生，使学生能够用Scratch算法程序呈现自己所设想的情境。学生对知识进行内化后，以项目主题为导向，构建自己的脚本，将所设情境算法化，设计场景流程，生成自己的创新点。

其次，脚本完成后安排学生进行创意交流，培养学生创新思维的求异性。师生之间讨论脚本在Scratch环境下的编程可行性以及脚本创意点，以便修改逻辑上可能存在的错误，生生之间可以交流创意点，优化脚本。此环节可以循环，在限定时间内学生可以构建框架、交流、修改、交流、修改……且此循环可以延续到小组协作环节。学生在分享创意的过程中，不断输出和接收创意点，会帮助学生打破传统想法，完善原有知识体系，形成创新思维的求异性。

再次，教师将有着相同创意点的同学组成小组，在组内进行实践，培养创新思维的发散性。组内同学根据预设步骤动手操作，组内成员可以交流编程遇到的问题，共同完成设定情境。

3.创新项目完善阶段

开展创新项目作品的展示、评价、完善，培养学生创新思维的综合性。作品完成后，每组学生轮流展示。师生评价、生生互评提出意见，进行作品修改优化。学生在修改完善过程中，从整个项目的角度出发思考解决方案，形成创新思维的综合性。

依据理论基础与具体实施路径，设计教学模型的三个阶段：创新项目确定阶段、创新思维形成阶段、创新项目完善阶段。

选定创新项目主题，为学生构建以开放性问题、学科知识、Scratch为基础的创新环境。在此创新环境中，组织学生开展脚本构建、创新交流、小组实践等主体活动，初步形成创新思维，在项目作品展示、评价、完善过程中，不断发展创新思维，见图1。

培养创新思维的案例设计与效果分析

1.教学目标设定与学情分析

本节课的教学内容选自人教版教材小学科学六年级下册“垃圾分类”，该项目主题：送垃圾回家。内容目标是学生掌握垃圾种类及其区分标准，完成条件选择程序编写。该课针对的对象为小学六年级学生，学生掌握Scratch的基本功能，能够进行逻辑思考、算法编程活动，具备创建复杂动画的能力，为教学的展开提供了前提条件。

2.教学案例设计与实施效果

教学活动实施的依据为教学模型，送垃圾回家是一个匹配性游戏，其中Scratch中角色设定为不同种类的垃圾与垃圾桶，游戏最终目的为将垃圾正确放置到规定区域。

（1）创新项目确定阶段。教师基于Scratch课程特点，选定合适的小学科学内容，确定项目主题，完成双学科的融合。通过生活中有哪些垃圾、有哪些垃圾桶等问题进行导入。在美国米切尔·雷斯尼克所提出的4P学习法中，将热情（Passion）作为开展儿童编程项目学习的内驱力，当学生内心对项目感兴趣的情况下，会由被动接受状态转为热情投入，对学习更具有主动性。

（2）创新思维形成阶段。首先组织学生进行脚本构建，教师讲授垃圾分类方法的科学学科知识，通过引导学生思考垃圾桶有哪些、垃圾怎样放置、放置的位置对错等问题，帮助学生构思Scratch中动画角色行为以及角色指令顺序，合理呈现角色之间正确的关系以及不同情境之间的流程。设定10-15分钟时间，让学生编写脚本内容，包括垃圾与垃圾桶的设定及其行为、场景流程、实现行为指令的算法。学生在独立书写脚本过程中，不仅加深了对算法程序的理解，同时促进了学生发的散思维，为创新思维的培养奠定了基础。脚本编写完成后，教师组织2-5个学生对自己所设计的脚本进行分享，教师使用开放性的问题引导。例如，如果这个垃圾放错垃圾桶，我们除了显示错误以外，还可以有什么提示步骤吗？开扩学生思路。建构主义教学观提出教师重视学生自身对学习的理解，强调学习者的中心地位以及教师的主导作用。交流活动结束后，相同创意想法的同学结为小组，进行实际操作。教师引导学生思索情境算法化所采用的方法，保证在完成同一角色行为的基础上，使算法程序更加简练。美国埃里克·马祖尔提出的同伴教学法是一种学生之间相互协作，专门引导学生走向深度探究的教学方法。同伴之间互为学习主体，探究构建项目，能够最大程度地发挥思维的主动性与创造性。

（3）创新项目完善阶段。项目完成后，学生组内派代表展示作品，展示内容包括设计思路、脚本搭建、介绍算法指令，进行生生互评，引导学生说出其他小组作品的优势在哪儿、哪里是需要改进的地方。由教师从情境创设的难度、逻辑顺序、完整度、算法简洁程度四个维度做出总结点评，为项目划分等级，引导学生思考改进方法。评价环节结束后，教师组织学生对项目进行修改完善，帮助学生建立对整体与个体之间关系的认识，从项目整体角度出发思考解决方案，培养学生创新思维的综合性。

结束语

采用项目式教学的形式，以Scratch编程作为依托，不仅可以使学生学习课程知识，同时引导学生在学习的过程中提升创新思维。教师在深入理解创新思维的五大特征基础之上，选定教学内容，设计多样化的教学活动，真正使学生通过内化课堂知识，提升创新思维能力。

作者单位：天津师范大学教育学部