Scratch在中小学数学教学中的应用模式

臧晶晶 杜娟

摘 要：随着课外机器人培训的兴起，Scratch异军突起。小到3岁的孩子，大到本科生教学，Scratch作为可视化的入门级别的编程软件受到了大众的追捧。本文分析了这种现象的原因，并且深度解读了为什么要进行Scratch与学科教学的融合。以小学数学为例，例说两者融合的模式与策略。

关键词：Scratch 教学 应用模式

一、什么是Scratch

Scratch是由麻省理工学院推出的编程工具，是适合于全世界儿童学习编程和交流的工具和平台。其特点是，使用者可以不认识英文单词，甚至也可以不会使用键盘。构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现。

Scratch界面右边的部分是编辑好的程序代码，中间是可以用来选择的功能模块，左边上部是程序预览和运行窗口，左边下部是角色窗口。所谓的“编程”即用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以了。

Scratch下载是完全免费的。代码开源，并允许任意修改，发布和传播。目前最新的官方版本是3.5.0版。安装电脑系统需要win7系统以上。Scratch入门低，学起来简单易上手。无论是教师还是学生，在技术上几乎没有难度。这也成为其流行的重要原因之一。

二、为什么要与学科融合

1.教育信息化2.0的要求

通过实施教育信息化2.0行动计划，到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台，推动从教育专用资源向教育大资源转变、从提升师生信息技术应用能力向全面提升其信息素养转变、从融合应用向创新发展转变，努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式。Scratch开源、简单、创造等特性正好与这一理念相符合。

2.5C核心素养的要求

5C即Critical Thinking、Creativity、Communication、Collaborat-ion和Cultural Competency。翻译过来就是文化理解与传承素养、审辩思维素养、创新素养、沟通素养合作素养。Scratch在编程过程中的涉及的设计思维、工程思维和造物理念等均可以作为突破口。

3.编程思维培养的要求

这里的编程思维并不是指C，C+等计算机语言，而是泛指解决问题的方法。是指利用已有的知识和工具，把一个复杂的大问题，拆解成更可执行、更好理解的小步骤，从而高效解决细分问题。在Scratch的设计和实施中，正是体现了这种思维。即設计一步一步地解决路径，进而解决整个问题。编程思维的培养不仅仅是计算机专业的需要，而是所有学科的基础，是一种思维习惯的养成。应该在小学阶段开始培养。

三、Scratch在中小学数学教学中的应用模式与策略

这里的应用并不是指让教师利用Scratch来进行数学教学，而是通过学生的操作去内化和巩固学到的新知。本文选择两个教学案例去阐释如何在数学教学中融合使用Scratch。

1.画长方形

《画长方形》是人教版教材四年级上册第五单元的教学内容，是2013版小学数学教材新增加的内容之一。在此之前，学生已经认识了长方形、正方形，并通过操作直观感知了其特征。学生利用Scratch精准确定位置，通过长方形对边平行、对边相等、邻边垂直、四个直角等性质自己完成长方形的绘制。在练习中，学生还可以探究出正方形是特殊的长方形这一特性。如图1所示。

在直观的操作中，不是教师的灌输和乏味的定义背诵，而是通过自己的设计、编程和演示等实现了对教学内容的验证，以及对知识实现了内化，完成了新知的构建。

2.圆的面积

圆的精确面积是无法通过度量得出的。我们一般通过分割、拼合等办法将其转化成我们熟悉的图形。很多教师都是利用课件演示剪拼的过程，如图2所示。

这种讲解并没有问题，只是课件是演示型的，学生并没有亲手操作，参与到整个过程中来。个别学生的理解也是模棱两可，人云亦云。利用Scratch则可以自由设置角度和步长，清晰的观察出圆的面积是由若干三角形组成的。只是当角度和步长都足够小的时候，这些三角形就组成了近似的圆形。在教师讲授新知结束后，可以让学生利用Scratch自主探究和验证。反复输入不同的角度和步长，观察形状的变化。这种探究完成了传统课件教学不能突破的瓶颈，实现了学生有意义的探究。如图3所示。

结语

通过以上实例可以看出，Scratch不仅仅可以用于机器人编程教学，而且可以在中小学数学教学中发挥更大的作用。重点在于教师如何去认识，并有效利用它。

Scratch对于大部分学科教师而言是一个全新的领域，有着令人望而却步的全新视角。Scratch与学科教学的融合点，以及在课堂上使用的时间和效果等还有待于在今后的教学中去探索。