试论Scratch积木式编程在高中信息技术课中的应

试论Scratch积木式编程在高中信息技术课中的应用

（重庆市江津几江中学校 张勇 15223102476 高中信息技术）

[摘要] Scratch积木式编程是适合儿童的编程语言，目前在我国部分地区进行了实践，也取得了许多成果。本文主要研究了Scratch积木式编程的兴起和发展，并对自已在高中信息技术课中的实践进行了思考，提出应加强scratch编程的研究和教学。
[关键字] Scratch积木式编程 创意 实践

       2012年5月,在一个很偶然的机会,由于学校组织老师编写《趣味程序设计》校本课程,在选择编程语言时,我们发生了争执,有的建议用C语言,有的建议用可视化VB或VFP,还有的建议上JAVA.于是,我开始在网上查找这方面的资料,很快发现了一个新的编程工具----scratch积木式编程,当时的版本大约是1.4，程序模块分为动作、控制、外观、侦测、声音、画笔、变量、数值与逻辑运算等八种工具，可以用这个软件创造属于你自己的故事、动画、游戏、音乐甚至是绘画。我首先在教研组内进行了介绍并一致决定下期分别在高二和初二进行教学实践。     下面就是我们在实践过程中获得的点滴经验。               
       一、儿童编程软件概述
       目前已知的儿童编程软件大致有三种，它们是麻省的scratch,微软的KPL,以及greenfoot.
       Scratch是美国麻省理工学院媒体实验室的终身幼儿园小组运用C/C++开发的图形化编程语言。该软件支持 mac 系统，windows 系统和 linux系统。自 2007 年发布以来，已经有超过一百万个基于该工具的项目在其网站上共享，以供他人下载和改进。这个小组曾经协助乐高公司开发了机器人产品，他们希望编写程序的体验就像玩乐高积木一样简单、有趣。Scratch图形化程式语言适用于教育8～16岁的儿童及青少年，可以用它创造属于你自己的故事、动画、游戏、音乐甚至是绘画，并且可以轻易的分享至网络。Scratch的最大优点是将程序设计变得很容易，只要使用简易的鼠标拖拉方式，将指令从程序指令区移进程序脚本区即可。目前小学程序设计教学使用的是FreeBasic和Logo语言，它们属于命令式程序设计语言，学生在学习命令式程序设计语言初期最困难的是记住每一条命令的拼写、功能和语法，需要记住很多英语单词，编程的时候特别容易发生输入错误。我所在的重庆地区使用了重庆大学2003年版本的初中信息技术目前没有暂末涉及编程版块，高中信息技术采用了广东版教材，在必修一中简单介绍了可视化编程语言VB，在选修课程有专门章节讲述VB。说明在本地区scratch编程并大规模进入课堂和教材。不管FreeBasic，还是logo，或是VB，都需要我们去记忆许多命令和参数，并且只能制作简单的作品。Scratch把所有命令设计成积木式的指令块，中文显示见名而知意，也不需要去记忆语法，只有当语法正确时才能将指令块结合到一起。比如循环结构被设计成“C”的形状，提示使用者要反复执行的指令块需要要放到里面。能够输出值的指令块的形状和数据类型有关，如果是数值，那么形状是椭圆形的，如果是逻辑判断，形状是六边形。如果形状不匹配是不能放到一起的。因此，用它编程不用担心语法错误，可以让学生在不知不觉中，学习程序语言的概念，进而增加推理能力、掌握逻辑概念。Scratch同时有安卓版，可支持开发手机游戏。Scratch建立了专门的国际共享网站http://scratch.mit.edu/，提供教程和作品上传交流。由此可见，在中小学开展scratch教学有其必要性和可行性。类似的儿童编程软件还有微软的KPL，KPL的后续版本2.0有一个新的名字：Phrogram。这样，重新定位的KPL，不再因为名字，而让人害羞而“敬而远之”了，Phrogram,不但继承了KPL的设计风格，而且增加了很多面向对象的类库，而且支持D3D的开发。更方便学习和应用。Phrogram已经于2006年9月12日。另外还有支持java的greenfoot儿童编程软件，可以使用Java方便地编写游戏和进行模拟。它还可以被用来作为Java语言的教程，以及设计网络游戏，可以实用于所有年龄段。但目前研究和实践较多的是scratch编程。
       二、Scratch教学现状
       我国台湾早在2008年左右开始在岛内引入scratch，最初在民间组织之间进行小范围的交流，目前已引起岛内相关教育部门的重视，并已经在全地区开展了scratch教学活动，定期组织作品展示和教学交流。台湾地区的研究重点是将传感设备和scratch进行结合，创造了新的奇迹。它们设立了专门的交流网站（http://ha.shsps.kh.edu.tw/scratch/）以便交流和学习。
       国内方面，华南师大附小的王继华、吴向东较早引入scratch编程工具并在小学开展了教学实践，他们重点关注儿童创作文化方面。他们通过依托课题《儿童数字作品创作课程研究与实验》进行实践，2012年出版了《儿童创意动画设计》，并在小学阶段全面开设这门课程。他们提出了范例学习的学习模式，并关注了scratch在动画方面的强大功能，和flash制作动画相比，学生学习的兴趣和难度大大降低。江苏从事信息技术教研的管老师在全市全面推广scratch编程，取得了较大的成就。温州中学的老师们将传感设备和scratch进行结合，实现了对外部设备的驱动。北京景山学校在scratch方面进行了大量的实践，他们的重点是编程方面的实践。由此可见，scratch积木式编程在国内已经渐成气侯，出现了较多的典型和案例学校，有的地区编写了专门的教材，有的地区正在全面推广。但目前从国家层面，并没有将此纳入信息技术教材，它的效果还有待实践的检验。
       三、我的scratch教学过程及特点
       我主要在高二信息技术课中引入本课程，采用自编的教程，主要侧重于编程能力的训练。目前已经在高二年级三个班中进行了实践，学生的作品渐渐成熟，学生的编程能力也得到了训练。特别是小游戏的编写，让学生有一种强烈的成就感。具体操作如下：
       1、把程序指令的学习融入到游戏制作中去
在程序设计教学过程中讲授程序指令是非常枯燥的，在我的教学过程中每一节课都精心设计一个游戏，通过制作这个游戏的过程，学生学会一、二条程序指令，从而达到润物细无声的效果。
       2、“展示—演示—分析—示范—制作—展示”教学流程
       每节课都是以展示学生优秀作品开始，让学生了解同年级其他学生的水平。每一节课的结束学生会把自己制作的作品提交给教师，我会在其中选出优秀作品下节课展示。
       展示学生作品后演示本节课要制作的游戏，让学生从背景、角色和角色动画内容进行分析，在动画内容的分析过程中，学生知道那些功能是已学的程序指令块能实现的，那些功能是我们今天需要学习程序指令块来完成的，这样在知道需要学习指令块功能的前提下，学生可以根据功能把尝试的从程序指令块分类中找出指令块。示范一般让学生展示尝试制作的结果或过程，教师补充。
       当新授内容学习结束后，学生自己制作，如果教师展示的游戏功能制作完成，那么学生可以自己创新，制作出自己的个性化的功能。在制作的过程中教师帮助学生解决一些问题，遇到共性问题全班展示寻求解决方案，最后再展示几个优秀作品。
       整节课时间大体划分为：“展示”5分钟，“演示—分析—示范”15分钟，“制作—展示”20分钟。把大部的时间用于学生动手操作的过程中，让学生在操作中发现问题，寻找解决问题的方法，创造出自己的作品。通过二次展示，让学生了解本班同学的情况，了解本年级其它班级高手作品，从而促进学生不断完善自己的作品。
       3.学生作品展示
       兴趣是最好的老师，学生在制作一个个游戏的过程中掌握程序设计技巧。更有一些学生通过玩Scratch自带的例子，掌握更多程序指令从而制作出更精彩的游戏。
       四、反思
       在教学中，我不断地发现问题，当我在教研组内进行组内培训时，有的老师提出能不能打包成可执行文件，我经过查阅资料，发现可以用专门的软件ChirpCompiler实现这一功能，打包后的文件为.exe可执行文件，可导入课件中进行演示和交流。另外，有的学生提出音乐创作时积件不够完整，部分音阶不存在，这个问题目前没有解决，估计是版本问题。整体感觉，由于窗口界面较小，图片像素较低，最后的作品在清晰度方面并不让人满意。希望以后可以找到解决的方法，希望有更多的同行来共同研究这个问题。由于技术有限，对于传感器的研究目前尚末起步。
Scratch积木式编程兴起时间并不长，并且多数在小学进行实践，研究者并不多，希望能有更多机会结识更多研究者，共同进步。

[参考文献]：
1 吴向东;王继华;;儿童数字文化创作课程的目标体系[J];中小学信息技术教育;2010年09期
2 王继华;吴向东;;儿童数字文化创作课程的内容结构[J];中小学信息技术教育;2010年10期
3．陈捷;;Scratch语言简介及应用[J];电脑知识与技术;2009年26期
4．张钰;;高中信息技术程序设计教学方法初探[J];青海教育;2010年04期
5．邓苗军;;程序设计课程的任务驱动分组教学法[A];2008无锡职教教师论坛论文集[C];2008年