基于脚本解构的Scratch教学

    

    

    摘要：本文在计算参与理论的指导下，针对小学Scratch教学中的常见问题，立足整体，构建了基于脚本解构、建构的学习路径，努力提升学生的系统思维能力和创新水平。在此基础上，作者探讨了该路径在小学Scratch部分教学中的实践应用，并提出了教学注意点。

    关键词：Scratch;解构;重构;逆向工程

    中图分类号：G434? 文献标识码：B? 论文编号：1674-2117（2019）17-0030-04● 问题提出

    Scratch是美国麻省理工学院开发的一套开源程序，与传统编程软件相比，它不需要用键盘逐行输入代码，而是拖拽已定义好的程序模块，像搭建房子一样实现程序的编写，让学生充分体验到创作的乐趣。采用Scratch开展程序设计教学有如下特点：

    （1）界面直观，趣味性强。Scratch提供了类似视频编辑器的界面舞台，在上面可以任意添加、编辑和拖拽角色以及背景，加上丰富多彩的角色库以及背景库，哪怕只是最简单的选择和摆布，也可以设计出生动有趣的动画场景，能够一下子就抓住学生的注意力。

    （2）入门简单，操作性强。Scratch采用了图形化编程，学生只需动动鼠标就可以进行编辑，控件的上下组合可以清晰地表现程序的流程。Scratch的修改也很简单，无论是舞台上的角色，还是脚本区内的脚本，都可以轻松地增减和调整。

    （3）功能强大，创造力强。Scratch不仅可以控制舞台上的演员的活动，还可以建立复杂多媒体作品，包含图像、声音、动画、视频等。Scratch可以对多种事件进行响应，对颜色、视频以及多种外设进行侦测，此外还可应用于机器人控制、物联网设计等。

    正因为Scratch有如此多的优点，所以它现在已较为广泛地應用于小学编程学习。例如，在江苏省中小学教学研究室编著的《小学信息技术》2018版教材中，Scratch已完全替代了Logo语言，成为“算法与程序设计”模块最重要的教学工具。然而在教学实践中笔者也发现，利用Scratch开展程序设计教学，易进入如下误区：

    （1）重舞台规划，轻脚本选择。学生易关注绚丽的画面和环境创设，将较多的时间用于背景的设计和角色的选择，对动画背后的脚本设计却失去了应用的兴趣。

    （2）重控件应用，轻程序分析。学生易满足于采用简单的控件（如循环控制、随机侦测等）实现舞台上角色的频繁动作和跑位，对背后渗透的算法关注不够。

    （3）重片段编写，轻系统设计。学生易满足于动画设计的达成，教学环节设计过于简单，未进行系统分析，缺少必要的桥梁和支架。

    为解决以上问题，笔者尝试改变通常“部分—整体”式教学方法，让学生不再只是单纯绘制角色、编写脚本，而是让“设计功能完整的应用程序”成为他们学习Scratch的重要任务。[1]在实践中，适时采用基于脚本“解构—建构”的方法开展Scratch教学（以下简称解构式教学），取得了较为理想的效果。● 模式分析

    解构，类似于软件的逆向工程，其根本目的和方法即是“程序理解”。在解构式教学中，学生对整体的把握、对部分的理解都不是被告知的结果，而是学生自己探究或探索所获，凸显了学生作为主要的行为主体的现实存在。[2]在实践中，笔者探索出基于脚本解构的学习路径——整体感知—程序分解—脚本阅读—功能增改—学习创作，让学生在实践创作中学习Scratch。该学习路径具有以下特点。

    1.有利于提高学生的学习兴趣

    在Scratch的入门环节，一般都是初步了解Scratch的主要界面和功能，编写基础的脚本。在这一阶段，由于内容新颖、难度较小，所以学生的学习兴趣较为深厚。但是随着学习的深入，任务难度不断加深，学生逐渐有了畏难和厌倦情绪。此时，适时引入一个成功的Scratch作品，让学生的学习目标更明确，学习过程更生动、直观，可以提高学生的学习兴趣。

    2.有利于学生对程序的整体把握

    Scratch脚本设置并不难，难的是对动画（或脚本）进行整体设计。在解构式教学中，学生学习活动的起点是整体，终点也是整体，避免了学习任务的分割化或碎片化，让学生对程序的整体架构了然于胸。

    3.有助于利用学生的已有经验

    在Scratch的教学中，学生并非一定是零起点，之前他们对Scratch的基础控件、基本流程都有了一定的了解。通过脚本解构，让学生又回到了熟悉的基础知识和基本技能的应用和操作之中，并让学生懂得了如何用和何时用，提升了学习效率。

    4.有助于聚焦中心学习内容

    Scratch的解构式教学，其核心在于脚本的阅读和修改，而该部分的内容是针对本课的教学重点和难点进行设计的，有利于学生抓住重点内容进行实践，提高了学习效率。

    5.可灵活调整学习的难易度

    在解构式教学中，可根据学生的能力、兴趣等进行针对性的调整，设计不同的学习方案和创作要求，必要时还可以提供支架，让所有的学生都能获得整体感知，完成必要的学习任务。● 实践范例

    《吃豆子游戏》（执教：建湖县第二实验小学教师商艳）是苏教版小学信息技术五年级第8课，属于模块2“算法与程序设计”的内容。本课的重难点是运用按键控制结合侦测与随机函数控件创作游戏。教材将教学内容分为三部分：第一部分是理解“面向……方向”控件含义，会判断角色朝向与角度的关系，学会使用方向键控制角色;第二部分是运用侦测控件完成吃豆人脚本设计;第三部分是用随机函数让豆子出现在舞台上的任意位置。在教学中还可以适当安排创新环节，让学生根据自己的思考，继续对程序进行开发。

    1.整体感知

    与传统教学模式不同，解构式教学法立足于整体，关注学生是否能够把握整个作品的意义，理解作品“为何而做”，从而渗透“自顶而下，逐步求精”的程序设计思想。

    教学片段：

    师：老师给同学们带来一款游戏叫“吃豆子”，请同学们带着问题玩一玩。边玩边思考：如何控制吃豆人移动？豆子出现的位置有什么规律？（用左移键控制吃豆人向左移动，用右移键控制吃豆人向右移动。豆子从舞台上方随机位置出现，直线下落，碰到吃豆人后消失）

    设计意图：通过初步体验游戏，让学生感受按钮响应这种交互方式，了解角色的动作与游戏内容，为深入研究建立基础，便于学生对脚本、控件进行形象化的解读。

    2.程序分解

    程序分解就是将完整的脚本进行拆解，目的是理解部分，降低学习的难度。程序分解可从三个方面入手：一是按程序功能，将结构化程序按功能分成若干个小程序模块，阅读每个小模块相对独立的功能;二是按循环体，将循环结构解构为循环变量、终止条件和循环体几个部分分别理解;三是按分支，先理解双分支，再理解多分支，最后阅读嵌套的分支，必要时画出流程图，便于学生理解。

    教学片段：

    活动1：研读范例程序，认识实现角色指定运动方向的关键控件。

    活动2：拆分舞台上方任意位置落豆子的动画，从局部优化游戏。

    设计意图：这两个部分的教学活动，分别让学生聚集于用方向键控制角色的运动以及角色的运动与响应。活动的分解，降低了学习的难度，使学习活动更具有针对性。

    3.脚本阅读

    脚本阅读，其目的是训练学生读懂程序，了解控件的功能和参数设置，掌握程序的设计思想、方法和技巧，为下一步应用阶段的设计提供过渡桥梁和台阶。在阅读中，要让学生掌握每一个控件的执行过程，正确掌握变量的变化。学生还可通过参数的多次尝试修改强化对关键控件的理解。

    教学片段：

    活动1：

    （1）打开桌面上的“game.sb2”文件，自读脚本，找出“吃豆人左右移动”对应的脚本模块。游戏中还常用什么键控制左右移动呢？尝试修改脚本看能否实现功能。

    （2）在刚才的脚本中，“当按下……键”有什么作用？尝试修改为其他方向。

    活动2：

    （1）找出三种动画效果分别对应的脚本（出现、下落、消失）。

    （2）控件“將y坐标增加-2”的作用是什么？

    设计意图：让学生在删除、修改控件的过程中，实现不同的动画效果，从而深入了解控件使用方法。

    4.功能增改

    通过研讨脚本，然后模仿修改或编写脚本，可以让学生了解Scratch的基本控制结构以及不同角色间信息传递的规律，更为深刻地理解程序各部分的功能和实现，为以后的熟练运用和创作提升打下基础。

    教学片段：

    活动1：

    模仿左右移动模块脚本，实现吃豆人上下移动（如表1）。

    过渡：我们已经掌握了这两种控件的使用方法。怎样修改这两个控件的参数，才能实现吃豆人上下移动呢？

    请学生演示为“吃豆人”添加上下移动脚本，展示后，师生交流：

    （1）你模仿了哪些脚本模块实现吃豆人上下移动的呢？

    （2）“当按下……键”与“面向……方向”控件之间有什么关系？

    活动2：

    修改豆子下落模块控件中的参数（如表2），改变游戏的难易程度。

    小结：当遇到复杂脚本时，我们可以将脚本拆分。通过分析、修改局部脚本中的关键控件，实现局部动画，进而组合出整体动画。调整随机函数的参数范围，也使得游戏变得更有趣。

    

    

    设计意图：本环节将组合模块拆分，引导学生尝试反复修改，实现不同的动画效果，从而深入了解控件使用方法。

    5.学习创作

    解构式教学起于整体，又终于整体，目的是在学生深刻理解各功能模块的基础上进行重构和创新，从而对所学习的内容有更为深刻的认识。该环节应鼓励学生大胆想象，创作出更加精美的作品，让学生在实践中获取灵感，体验成功，获得创新的乐趣。

    教学片段：

    师：同学们，我们已经了解了“吃豆子”游戏是如何设计的。结合今天所学控件，你还有哪些好主意让游戏变得更有趣？请跟同组成员边讨论边完成导学单。

    活动1：利用所学，合理创编。

    （1）打开桌面的“素材包”，结合“吃豆子”游戏合理想象。运用所学控件，通过改变角色造型、动画效果、舞台背景、交互响应方式，在本课剩余的时间内，创造一个自己的“吃豆子”游戏（如上页图）。

    （2）自由创作。

    （3）同桌互玩。

    设计意图：学生通过创造性的想象，创作个性化作品，既体现团队合作的意识，又充分地调动了每个学生的学习积极性，让不同水平的学生都能在游戏创作中体验快乐，获得成功，实现最大价值的发展。● 注意问题

    解构式教学在Scratch部分的教学并不是一种万能教学模式，在教学选择上应注意如下几点：

    （1）解构的目的是理解和创新，不能为解构而解构。解构式教学强调在拆解剖析之后进行重构，重构不等于或不限于简单的原貌呈现，应是在借鉴参考基础上的创新。[3]

    （2）用于学习并解构的程序应具有一定的典型性，其一定是与本课教学目标和教学重难点紧密契合的，应该是能够直接训练学生学习程序设计能力的典型脚本，应该包含一定的设计思想、方法和技巧。

    （3）解构式教学应与Scratch学习内容相吻合，应建立在学生已经初步掌握Scratch的基本操作和常用控件，有设计和编写完整应用程序的需求的基础之上。该教学方法也不可滥用，尤其是单元学习的最后阶段，以免限制学生的创新思维，应鼓励学生采用不同的设计方法和算法来实现需要完成的作品。

    参考文献：

    [1]王旭卿.从计算思维到计算参与：美国中小学程序设计教学的社会化转向与启示[J].中国电化教育，2014（03）：97-100.

    [2]朱彩兰.基于解构的教学设计[J].中国信息技术教育，2018（20）：24-26.

    [3]周旺纯.字字皆文章——浅谈小学信息技术《输入文字》部分的有效教学[J].中小学电教，2013（09）：39-41.

    作者简介：周旺纯（1972.11—），高级教师，工学学士学位，主要研究方向为信息技术教育、教育信息化。

    基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划2016年度课题“小学信息技术学科学生计算思维培养的实践研究”（2016-GH01010-00119）。