〔摘""要〕"隨著科技的發(fā)展，編程教育在小學(xué)階段的普及度逐年上升。其中，Scratch作為一款面向兒童和初學(xué)者的編程工具，具有易學(xué)易用的特點，已被廣泛應(yīng)用于中小學(xué)編程教育。本文旨在探討Scratch項目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)社團中的運用，以期為小學(xué)科學(xué)教育和編程教育的融合提供參考。〔關(guān)鍵詞〕"小學(xué)科學(xué)；Scratch項目式學(xué)習(xí)；社團；編程教育人工智能時代的到來，對教育提出了更高的要求，通過融入編程教學(xué)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，為教育帶來更大的價值，也能賦予學(xué)生個人和社會更多的實用價值。并且隨著智能時代的到來，編程教育不光能夠滿足當(dāng)前的就業(yè)形勢和工作需求，而且“編程賦能”還可以逐步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和團隊交流協(xié)作能力。這恰好有利于解決傳統(tǒng)教育模式下學(xué)生思維固化的問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生對編程的興趣，從而為其日后的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。一、Scratch項目式學(xué)習(xí)的概念（一）定義與特點Scratch項目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)方式，強調(diào)學(xué)生在實際項目制作中，通過解決問題獲取知識和技能。在Scratch項目中，學(xué)生可以運用圖形化的編程語言，創(chuàng)建有趣的互動故事、動畫和游戲。這種學(xué)習(xí)方式不僅能提高學(xué)生的編程技能，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。Scratch"具有以下特點。趣味性強：Scratch"提供了豐富的圖形化素材和動畫效果，學(xué)生可以通過編程創(chuàng)作出有趣的互動故事、動畫和游戲，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。易學(xué)易用：Scratch"的編程方式簡單直觀，學(xué)生可以快速掌握編程的基本概念和方法。培養(yǎng)創(chuàng)新思維：Scratch"鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，通過編程實現(xiàn)自己的創(chuàng)意和想法。支持團隊協(xié)作：Scratch"項目可以由多個學(xué)生共同完成，能夠培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。（二）與傳統(tǒng)教學(xué)方式的比較與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，Scratch"項目式學(xué)習(xí)具有以下優(yōu)勢。以學(xué)生為中心：傳統(tǒng)教學(xué)方式通常以教師為中心，教師講授知識，學(xué)生被動接受。而"Scratch"項目式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，學(xué)生在項目制作過程中主動探索和學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。注重實踐能力：傳統(tǒng)教學(xué)方式注重理論知識的傳授，而"Scratch"項目式學(xué)習(xí)注重學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)。學(xué)生通過實際項目制作，將理論知識與實踐相結(jié)合，提高了知識的應(yīng)用能力。培養(yǎng)創(chuàng)新思維：傳統(tǒng)教學(xué)方式往往注重知識的記憶和模仿，而"Scratch"項目式學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，通過編程實現(xiàn)自己的創(chuàng)意和想法，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。促進團隊協(xié)作：在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，學(xué)生通常獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)。而"Scratch"項目式學(xué)習(xí)可以由多個學(xué)生共同完成，促進了學(xué)生之間的團隊協(xié)作和交流。二、Scratch項目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)社團中的運用范圍在小學(xué)科學(xué)社團中，Scratch被用來模擬科學(xué)實驗和探索自然現(xiàn)象。以下是一些實例。（一）物理實驗?zāi)M在小學(xué)科學(xué)社團中，Scratch"可以被用來模擬各種物理實驗，如小球拋物線、光的折射和反射等。通過編程模擬物理實驗，學(xué)生可以更直觀地觀察物理現(xiàn)象，加深對物理原理的理解。（二）生物模擬Scratch"還可以用于模擬生物生長過程、動物遷徙等自然現(xiàn)象，幫助學(xué)生探索生物的生長規(guī)律和生態(tài)系統(tǒng)的運行規(guī)律。例如，在模擬生物生長的過程中，學(xué)生可以通過編程控制生物的生長速度、形態(tài)變化等參數(shù)，觀察生物的生長過程，從而了解生物的生長規(guī)律。在模擬動物遷徙的過程中，學(xué)生可以通過編程控制動物的移動速度、方向和環(huán)境因素等參數(shù)，觀察動物的遷徙行為，從而了解動物遷徙的原因和規(guī)律。（三）地球科學(xué)模擬Scratch"可以模擬地震、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象，讓學(xué)生了解地球的結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律。例如，在模擬地震的過程中，學(xué)生可以通過編程控制地震的震級、震源深度和地震波的傳播等參數(shù)，觀察地震對地面建筑物的影響，從而了解地震的危害和防御措施。在模擬火山噴發(fā)的過程中，學(xué)生可以通過編程控制火山的噴發(fā)強度、巖漿流速和火山灰的擴散等參數(shù)，觀察火山噴發(fā)對周圍環(huán)境的影響，從而了解火山噴發(fā)的原因和規(guī)律。三、Scratch項目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)社團中的運用優(yōu)勢（一）提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣Scratch"的趣味性和互動性能夠激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。在"Scratch"項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過編程創(chuàng)作出有趣的科學(xué)作品，如動畫、游戲等，使學(xué)習(xí)過程變得更加生動有趣。（二）加深學(xué)生對科學(xué)的理解通過模擬實驗和探索，學(xué)生能夠更深入地理解科學(xué)原理和自然現(xiàn)象。Scratch"項目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生在實際操作中觀察和分析科學(xué)現(xiàn)象，將抽象的科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具體的實踐經(jīng)驗，從而加深對科學(xué)原理的理解。（三）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維Scratch"鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，通過編程實現(xiàn)自己的科學(xué)想象。在"Scratch"項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和創(chuàng)意，設(shè)計和制作各種科學(xué)作品。在這個過程中，學(xué)生需要不斷地思考和嘗試新的方法和技術(shù)，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決問題的能力。例如，在學(xué)習(xí)地球科學(xué)知識時，學(xué)生可以通過編程設(shè)計一個地震預(yù)警系統(tǒng)，通過模擬地震波的傳播和傳感器的檢測，實現(xiàn)地震預(yù)警功能。在這個過程中，學(xué)生需要運用所學(xué)的科學(xué)知識和編程技能，發(fā)揮創(chuàng)新精神，設(shè)計出一個具有實際應(yīng)用價值的作品。（四）提升團隊協(xié)作能力通過小組合作，學(xué)生可以互相協(xié)作，共同完成"Scratch"項目，提高團隊協(xié)作能力。在"Scratch"項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生通常以小組為單位進行項目制作。在小組合作中，學(xué)生需要分工合作，共同完成項目的設(shè)計、編程和測試等任務(wù)。在這個過程中，學(xué)生需要相互溝通、協(xié)調(diào)和配合，提高了團隊協(xié)作能力。然而，也存在一些挑戰(zhàn)，如需要足夠的硬件設(shè)施和教師指導(dǎo)，部分學(xué)生可能會遇到編程難度較大等問題。四、Scratch項目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)社團中的運用實例（一）《鳳仙花的一生》教學(xué)設(shè)計《鳳仙花的一生》是教科版科學(xué)四年級下冊第一單元的內(nèi)容，這一課主要學(xué)習(xí)如何種植與養(yǎng)護鳳仙花，了解鳳仙花各個器官組成，對鳳仙花的周期性生長有一個明確的概念。通過單純的理論講解和觀看視頻資料無法準(zhǔn)確直觀地獲得鳳仙花的生長周期，因此，融入Scratch教學(xué)方式以動畫制作的項目學(xué)習(xí)直觀地演示鳳仙花的周期生長過程，和編程中的排序原理類似。以程序塊排列預(yù)設(shè)的方式鍛煉學(xué)生的計算機思維能力和實踐操作能力，能夠加深其對知識的理解和記憶，并且通過Scratch的簡單操作與應(yīng)用，可以加強對編程中動畫角色、背景和功能程序塊的了解，提高操作能力。教學(xué)流程：本課的主要知識點和學(xué)習(xí)難點是要讓學(xué)生知道鳳仙花的生長過程：種子—發(fā)芽—莖葉—花蕾—開花—結(jié)果，并讓學(xué)生在探究的過程中培養(yǎng)邏輯思維能力和科學(xué)探究精神，認(rèn)識到自然界中的生物生長都有一定的規(guī)律，這和Scratch編程中的排序原理類似。教師在設(shè)計活動時可以通過提問的方式讓學(xué)生回答“鳳仙花的各個組成器官”，并引出鳳仙花的生長過程要經(jīng)歷哪些時期。由于在現(xiàn)實生活中無法全程親眼看見它的生長過程，因此通過Scratch可以直觀地看到。首先，教師通過將提前準(zhǔn)備好的動畫角色資料以Scratch舞臺呈現(xiàn)出來，明確地展示鳳仙花不同時期的動畫角色，分別是花蕾、果實、芽苗、莖葉、開花，通過直觀的圖像引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過Scratch簡單的編程排列設(shè)計鳳仙花的一生。其次，教師演示由于各個時期鳳仙花的生長周期不同，因此可以用不同的時間順序依次表示，于是在表示的時候就會出現(xiàn)一個問題：如何在下一個時期出現(xiàn)的時候讓上一個時期消失？這就可以通過程序塊中的隱藏和顯示功能控制動畫角色的出現(xiàn)和消失，通過教師的演示和指導(dǎo)，讓學(xué)生了解如何正確地使用編程中的程序塊。最后，讓學(xué)生自己嘗試動手操作，以便在實踐操作的過程中逐步理解編程中排序的原理以及程序塊的正確使用，并在項目學(xué)習(xí)的過程中加深對鳳仙花生長周期的理解。（二）《食物鏈與食物網(wǎng)》教學(xué)設(shè)計在教科版科學(xué)五年級下冊第一單元中《食物鏈與食物網(wǎng)》一課的教學(xué)中，學(xué)生通過前期觀察種子的發(fā)芽以及植物的生長，已對生物界的生長及發(fā)展規(guī)律有了一定的認(rèn)識?！妒澄镦溑c食物網(wǎng)》主要展現(xiàn)了生物界中的環(huán)境與種間關(guān)系，如果單純以講解或者觀看視頻資料的方式授課，學(xué)生并不能完全理解食物鏈、食物網(wǎng)、生產(chǎn)者、消費者的概念及其相互關(guān)系。由于自然界中這種捕食與被捕食的種間關(guān)系與計算程序中的序列原理有著極大的相似性，因此可以讓學(xué)生通過融入Scratch學(xué)習(xí)，自己動手設(shè)計生物界中的種間關(guān)系，以了解食物鏈、食物網(wǎng)、生產(chǎn)者、消費者的概念和關(guān)系，激發(fā)他們的想象力和邏輯思維能力，為培養(yǎng)其科學(xué)探索精神打下基礎(chǔ)。本節(jié)課的主要目標(biāo)是讓學(xué)生以Scratch表示食物鏈中的各營養(yǎng)級捕食關(guān)系，并體會生物之間的相互作用、生物與環(huán)境之間的關(guān)系。教學(xué)時要著重強調(diào)如何通過Scratch表述生物界中小動物之間的正確捕食關(guān)系，并明確食物鏈中各成分之間的相互作用。教學(xué)流程：《食物鏈與食物網(wǎng)》這一課需要學(xué)生掌握各生物之間的捕食關(guān)系，這里就需要有一個Scratch背景，而且還要有教材中所涉及的植物和小動物。如何將這些生物的種間關(guān)系用Scratch程序展現(xiàn)出來呢？這需要學(xué)生選擇自己喜歡的環(huán)境背景，并在這些生物當(dāng)中手動挑選自己所需要的動畫角色，如果沒有的可以手動搜索導(dǎo)入進去。教師先將提前準(zhǔn)備好的角色動畫和背景展示給學(xué)生，由于這一課內(nèi)容所用到的算法基本原理為序列，因此還是需要通過程序塊的設(shè)計來表示正確的種間關(guān)系。小草被蚜蟲吃掉，當(dāng)蚜蟲移向小草的時候，小草需要消失，同理，瓢蟲移向蚜蟲的時候蚜蟲消失。以此類推，需要用到的程序塊就是運動塊與控制塊，通過這兩個程序塊能夠正確地排布并表示各生物之間的捕食關(guān)系。那如何進行表現(xiàn)呢？我們希望蚜蟲在碰到小草的時候小草消失，因此可以將蚜蟲先移動到小草的位置，然后小草隱藏，之后瓢蟲、小鳥的過程依次也是這樣操作。接著教師給學(xué)生展示自己提前制作好的邏輯程序，在基本掌握了序列的概念之后，通過項目任務(wù)的方式逐步完善。教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生積極交流探討，并讓學(xué)生通過與教師所設(shè)計的程序進行對比，不斷調(diào)整自己的程序；也可以通過添加新的程序塊或者添加音樂的方式為動畫角色呈現(xiàn)不同的效果，并使其更加豐富生動、充滿活力。通過這幾種生物之間的種間關(guān)系，將算法原理與自然界中的現(xiàn)象相結(jié)合。以此類推，在復(fù)雜的情境事件以及自然關(guān)系背后，也能通過基本的算法原理來展現(xiàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力和邏輯思維