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以学科核心素养为导向的学科整合Scratch编程教学实践探索

范文

刘永杰

【摘要】在当下，Scratch编程教学内容多以游戏为主，本文旨在探索在Scratch编程教学中采用多学科知识整合作为教学内容，并在教学过程中探索培养学生学科核心素养的教学模式。以实际教学案例阐述在实际教学中如何开展学科整合与学生学科核心素养的培养。

【关键词】核心素养;学科整合;Scratch编程

Scratch是由麻省理工学院（MIT）设计开发的一款图形化编程工具，以积木式搭建的方式编写程序，简单易学，因其开源的特性，且易于拓展，在国外逐渐与STEM课程教育相融合。因此，Scratch是一个很好的实现学科整合的平台。

一、学科核心素养为导向

核心素养一词首先出现在2014年3月教育部发布的《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》文件中，文件明确了核心素养概念的界定。2017年教育部发布的《普通高中学科课程标准》就是基于学科核心素养，对课程的要求进行了全新的表述。核心素养的提出是针对新时代的教育目标，培养全面发展的人。

在2017年发布的《普通高中信息技术课程标准》中提出了信息技术学科的核心素养。其中明确指出，学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。并对信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任做了明确界定。这些教育纲领性的文件为教师在教学中整合多学科知识，培养学生核心素养的教学实践探索指明了方向。

二、多学科知识整合

在当下Scratch编程教学中，教学内容比较多的是用游戏的形式，以信息技术粤教B版第三册上教材为例，书中共12课，其中第3课涉及音乐学科知识，第8课《看谁算的快》涉及到数学计算，其余10课均以游戏形式展开，以游戏作为教学内容主要是能够激发学生学习兴趣，但在教学实践中发现，比较多的女生对此并不感兴趣，她们更喜欢动画片或情景剧之类的内容，而且Scratch编程对与学生来说，本身已经具有很强的吸引力，如果教师能够在作品方向上做一些引导，让学生能够根据自己兴趣，运用学科知识做一些作品，同时通过分享，增强学生的成就感，也十分有效果。

基于Scratch支持多学科知识整合的特点，在实际Scratch编程教学中通过与其他学科知识相整合，不但能够有效地提升学生学习效率和空间，而且让学生能够更加灵活地运用所学知识，解决实际问题，将知识转化为能力，培养学生的综合素养，是一项十分有意义的探索。

三、教学实践探索

在Scratch编程教学中，教学内容可以分为两部分，即“做什么”和“怎么做”，如图1所示，通过多学科知识整合，可以确定教学情景与内容即“做什么”。在解决“怎么做”的过程中，以学科核心素养为导向，培养学生如何运用编程解决问题，并在实践过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力。下面以编写画图形程序为例，阐述在教学实践中的具体做法。

1.学科整合编写程序剧本

在编写画图形程序一例中，结合数学知识，让学生编写能够画出几种图形的程序并能计算出图形的周长与面积，如，长方形、正方形、圆形等。在基本要求里面列出了三个图形：长方形、正方形、圆形，拓展作业里面提出了平行四边形，正多边形等，并根据难度设置了闯关模式，第一关简单画出图形，第二关计算周长，第三关计算图形的面积。

这个内容中涉及到了小学数学的知识，如一年级下册《有趣的图形》、三年级上册《周长》、四年级上册《生活中的负数》、五年级上册《多边形的面积》等，在编程实现过程中要用到scratch舞台坐标体系，需要学生灵活掌握四年级上册《方向与位置》这部分知识。

当然在实际教学中，教师还可以选择其他学科知识点整合进scratch编程教学中。如何选择出合适的整合点，这就要求教师对其他学科如，语文、英语、科学、音乐等学科教学内容有一定了解。

2.培养计算思维解决问题

结合信息技术学科核心素养的内容要求，笔者在实际教学中探索出一种计算思维在课堂上的培养模式。

以编写画图形程序为例，在第一关的基本要求是画出三个图形：长方形、正方形、圆形。按照问题分解的模式，先分析问题将复杂问题分解为次一级的问题，这里可以分解为三个次一级的问题（图2），问题一如何画出长方形;问题二如何画出正方形;问题三如何画出圆形。

以问题一如何画出长方形为例。先引导学生确定问题，对问题进行进一步分解。如其中一个问题是如何确定画长方形的起始点，通过观察分析，学生利用所学知识能很快找到“鼠标按下”这个事件来获取初始坐标，找到合适的解决方法，并动手实践构造合适的算法。

还有一个问题是画长方形另外三个角的点如何确认呢？想要解決这个问题，学生要清楚长方形的特性，深刻理解Scratch舞台坐标体系，通过Scratch舞台坐标体系来确定长方形长和宽，思考如何在Scratch中表示长方形的长和宽，进而确定其他三个点的坐标。这一过程要求学生能将实际中的长方形抽象出来用计算机的方式进行表达。

当然在实践过程中还会遇到其它问题，但是学生通过图3所示的思维模式，灵活运用所学知识，并动手实践，便能遇到问题、分析问题、解决问题，最终实现想要的程序效果。在这个过程中，培养学生分析问题、解决问题的能力，并能够通过模拟识别，从具体到抽象思维方法，用程序语言表达出来，这就是培养信息技术学科核心素养计算思维的重要过程。对于问题二如何画出正方形，问题三如何画出圆形，学生都可以通过这种模式，分解问题、模拟抽象，用程序表示出来。在这个课例中还有拓展部分的任务，让学生尝试画出其他图形，在学生上交作品中看到了画正五边形、正六边形、五角星等等，还有学生使用多点坐标连线的方法来画不规则图形。

在实际教学中还有诸多其他例子，如结合美术的涂鸦板，在这个例子中让学生通过Scratch中的图章工具实现Photoshop中预置图形的功能，很多学生作品可以拼出很多有趣的图案。又如，结合语文学习生字，做出快速找错字的程序，学生在编写程序的过程，对语文生字学习也有极大的帮助。还有学生根据英语故事绘本中的情景做出了英语情景剧。

四、总结

通过学科知识整合，让学生在编写程序过程中更加深入地理解其它学科知识，并为他们提供展示的平台。学生既巩固、掌握了所学知识，又获得了成就感，极大地提升了学生学习兴趣，也促进了学生多方面发展。在实际教学实践中，只要教师能够给予恰当的引导，学生在作品实践上便能较多地结合所学的学科知识，做出更多让人惊喜的作品。

在教学过程中，以学科核心素养为导向，能够让教师的教学着眼点由“知识传授”的层次提升到“思维方法”的层次，从重“知识掌握”变为重“能力培养”。由于核心素养与学科整合都具有较大的探索空间，对教师自身素养要求较高，在实际教学中还需要坚持学习，不断探索。

参考文献：

[1]教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2007.

[2]陈鹏，黄荣怀，梁跃等.如何培养计算思维——基于2006-2016年研究文献及最新国际会议论文[J].现代远程教育研究，2018（1）：98-108.

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