基于Scratch+的小学创客校本课程的开发

    王莉莉

    国务院《新一代人工智能发展规划》中要求逐步开展人工智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，形成我国人工智能人才高地。然而，对于大部分学校而言，创客教育缺乏系统的课程资源，这就对创客校本课程的设计和开发提出了要求。

    ● 校本课程内容选择

    创客校本课程要能在分析校外环境和校内资源的基础上，通过专题，针对生活中的实际问题，引导学生对创客某领域开展深入研究与实践，培养学生的综合能力和信息素养。

    Scratch是麻省理工学院针对8岁以上孩子的认知水平以及喜好开发设计的图形化编程工具，而我校目前创客硬件配置只有乐高EV3机器人套件，综合分析Scratch编程软件优势和校内资源现有配置，我们以创客为导向，以培养创新能力为目标，开发Scratch编程校本教材，并根据学校现有硬件配置等实际情况，编写基于Scratch+的创客校本教材，结合机器人的主控器、马达、传感器等硬件及生活中的废旧材料，让学生通过搭建组装、创意设计、编程调試，创作出解决实际问题的实体模型或智能化的机器人，体验将创意想法变成现实产品的快乐。

    ● 校本课程授课对象

    创客校本课程教学对象主要为小学四年级的学生，他们好奇心强，思维活跃，想象力丰富，喜欢自我表现，敢于尝试。根据我校课程设置，四年级的学生已经有了一年信息技术课程学习的基础，已经能熟练使用键盘和鼠标，能打字及运用画图软件进行绘画，并对文件进行新建、复制、保存等操作。创客校本课程为学生们提供了自我展示的舞台，并为以后更高层次的创客学习和实践打下了坚实的基础。

    ● 基于Scratch+的小学创客校本课程开发

    1.课程目标

    在主题案例的学习和设计过程中，激发学生的学习动力，培养学生的创新研究精神，提升学生的动手实践能力，发展学生的高阶思维能力，培养学生的团队合作精神、信息素养和科学素养。

    2.课程结构体系

    根据学校教学的实际情况和学生的知识能力水平，我们将校本课程安排为两个学期的课程量，每学期15课时，每周1课时。第一学期为Scratch编程校本教材，分为三个模块：入门篇、进阶篇和综合篇，第二学期为基于Scratch+的机器人创客校本教材，分为搭建组装篇、创意设计篇、编程调试篇。课程由浅入深，体现了层次性和阶段性。

    （1）Scratch编程校本教材

    ①入门篇。让学生了解 Scratch，熟悉 Scratch开发环境，了解Scratch声音模块、外观模块、画笔模块等积木的使用方法，学会更换背景、角色，学会修改、切换、删除指令，学会测试脚本。

    ②进阶篇。主要介绍侦测模块、广播模块、变量模块、控制模块积木的使用，会创建变量、引用变量，解决简单的数学问题。学会应用广播积木，建立角色与角色、角色与舞台之间的通信关系。

    ③综合篇。综合运用Scratch创作数字故事，在每课时中都安排一个主题的学习任务。引导学生充分发挥想象力和创造力，设计制作有个性的Scratch作品，并将作品同大家分享，让学生感受到创造的乐趣和成功的喜悦。

    （2）基于Scratch+的机器人创客校本教材

    ①搭建组装篇。主要介绍乐高EV3机器人搭建方法，指导学生掌握齿轮传动、连杆等原理和技巧，培养学生的动手实践能力。

    ②创意设计篇。引导学生根据生活实际需求，自主设计，充分发挥自己的想象力和创造力，设计出独一无二的机器人。

    ③编程调试篇。根据机器人的设计意图，结合Scratch编程，对传感器、主控器、马达以及等硬件进行编程下载、调试，实现机器人巡线等任务。并结合机器人官方赛事，进行专项训练。

    3.校本教材编写案例

    在编写每一课时，尝试进行主题式教学，每课时围绕某一主题来开展一系列活动，以任务驱动的方式，把一个个独立又相互联系的任务串起来，培养学生的分析、想象、创新的能力，促进学生独立思考、自主创新与合作交流。

    案例：《抽奖游戏大比拼》是Scratch编程校本教材综合篇中的一课，教学目标是通过抽奖程序的设计，让学生灵活运用Scratch中随机数模块、广播模块，了解用角色造型存储图片数据。通过抽奖程序设计的活动，引导学生思考生活中哪些地方应用了抽奖程序这样类似问题，启发学生设计不同的抽奖方案。主动邀请他人分享成果，表达自己的设计思路，学会合作交流。

    （1）创设情境，提出主题

    元旦即将来临，班上将举行元旦庆祝活动，请同学们设计一个电子抽奖的程序。可以自己设计抽奖规则，看谁设计得最合理。

    （2）开阔视野，自主探究

    为学生提供多种抽奖范例，请学生以小组为单位展开讨论，探究以下问题：①设计抽奖游戏前，你准备设计一个怎样的趣味抽奖活动方案？②如何产生一组随机中奖号码？③如何实现开奖和抽奖过程？④抽奖呈现的画面。

    （3）自主设计，引导探究

    ①设计一个趣味抽奖活动方案，根据方案插入或绘制背景。为学生提供了大量素材，学生根据自己的思路可以找到自己想要的背景，如果不满意，还可以运用画板绘制。②插入或绘制抽奖盘、指针、抽奖按钮。抽奖盘、指针、抽奖按钮，学生可以根据自己的喜好来选择，鼓励自主设计。其中指针怎么旋转，怎么设置重心，是学生容易忽略的问题，把问题有针对性地提出来，引发学生思考。③编写指针随机旋转命令。运算模块里的随机数设置是本课的重点，把随机命令嵌入指针旋转指令中，让指针随机旋转，实现随机抽奖的效果，教材中有针对性地提供了解决方案，为学生编程提供参考。④编写抽奖按钮命令。事件模块里的广播设置也是本课的重点，当按钮按下时，启动抽奖盘，这就要用到广播命令，广播命令要注意呼应，按下开始按钮时发送广播，指针接收到同一个广播时，就随机旋转。教材中也有针对性地提供了解决方案，为学生编程提供参考。⑤编写指针命令。当指针接收到广播时，随机旋转，要与上面发送广播相呼应。⑥调试运行程序。程序编写好后，要运行调试，在调试过程中，会遇到各种问题，引导学生多尝试、多修改，小组互相帮助。⑦保存发布。随时保存是良好的习惯，培养学生良好的信息技术素养。

    （4）拓展改进，创新活动

    学生小组展示作品，各抒己见，锻炼语言表达能力。教师提问：抽奖程序还可以有哪些改进？能为程序增添趣味性吗，如增加颜色的特效功能，突出高光显示，添加画外音或语音功能等？

    （5）活动评价

    教材最后的活动评价针对本课的重难点和学生遇到困难时的表现来设计，及时对学生整节课的表现给予反馈和评价，持续激发学生学习的动力。

    Scratch编程普及性高，机器人创客是创客发展的热点，将基于Scratch+的创客校本课程引入小学信息技术课程，为当前的创客研究提供了一种参考。如何提高校本教材的编写水平，让教材更严谨、更有逻辑性，如何对教材进行拓展、迁移，让更多学校的学生受益，还值得不断探索。