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示范區(qū)機(jī)器人編程課程從SCRATCH開始-淺談初中學(xué)生編程思想的培養(yǎng) 從SCRATCH開始-淺談初中學(xué)生編程思想的培養(yǎng) 作者：江蘇省常熟市辛莊中學(xué) 張波 來源：考試周刊 摘 要： 學(xué)習(xí)編程最重要的是編程思想的培養(yǎng)，教師要在程序?qū)W習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生利用編程解決問題的能力。使用Scratch編寫的動(dòng)畫和游戲非常直觀，學(xué)生學(xué)會(huì)了編程的基本原理和方法后，有興趣也有能力將動(dòng)畫和游戲編寫得更逼真更好玩。在修改動(dòng)畫游戲腳本的過程中，學(xué)生不斷地提出問題、解決問題，能夠根據(jù)自己的需求進(jìn)行分析，設(shè)定合適的角色與相應(yīng)的腳本，最終實(shí)現(xiàn)程序。 關(guān)鍵詞： Scratch 編程思想 初中信息技術(shù)教學(xué) 江蘇省初中信息技術(shù)教學(xué)大綱中規(guī)定，在初中階段信息技術(shù)教學(xué)中，教師要先從信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)著手，再教授學(xué)生Windows的基本操作和各類常用軟件的使用，在初二學(xué)年還要進(jìn)行Visual Basic編程語(yǔ)言的教學(xué)，課程時(shí)間跨度為兩個(gè)學(xué)年。我擔(dān)任初中信息技術(shù)教學(xué)工作十余年，近幾年來，初中學(xué)生的信息素養(yǎng)和計(jì)算機(jī)操作水平隨著家用電腦的普及有了很大提高，通過中小學(xué)的信息技術(shù)課程教學(xué)，大部分學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)的基本操作，乃至常用軟件的使用，都能夠較為輕松地掌握。但Visual Basic編程語(yǔ)言的教學(xué)是初中信息技術(shù)課程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)。 Visual Basic是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語(yǔ)言，是一款面向?qū)ο蟮木幊誊浖?，其基本操作原理是用較為簡(jiǎn)單的前臺(tái)界面設(shè)計(jì)，再配合后臺(tái)代碼編寫，完成程序相應(yīng)功能，解決編程問題。在Visual Basic教學(xué)過程中，大部分學(xué)生能夠比較快地掌握界面設(shè)計(jì)，再逐漸學(xué)會(huì)各種參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行代碼編寫，完成程序調(diào)試，從而學(xué)會(huì)使用Visual Basic這個(gè)編程軟件。在實(shí)際教學(xué)中，由于學(xué)生本身數(shù)學(xué)知識(shí)的限制（初中二年級(jí)才開始接觸and，or，not邏輯關(guān)系），以及邏輯思維能力尚未完全成型，通過一個(gè)學(xué)年的學(xué)習(xí)，學(xué)生僅僅是掌握了Visual Basic軟件的使用，只能夠完成部分程序的調(diào)試，而并沒有真正掌握編程技巧和培養(yǎng)出編程思想，也沒有能力利用Visual Basic編程解決實(shí)際問題。鑒于此，如何提高學(xué)生的編程能力便成為信息技術(shù)教師一直思考的問題。 前兩年的時(shí)候，蘇州教育局在我市各中小學(xué)推廣由我國(guó)自主研發(fā)的、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的龍芯電腦，這種電腦一體機(jī)上安裝了Linux版本的一些編程軟件，從這時(shí)，我開始接觸了Scratch這一有趣的編程軟件。Scratch是一款由麻省理工學(xué)院（MIT）設(shè)計(jì)開發(fā)的一款面向少年的簡(jiǎn)易編程工具，又稱為積件式兒童編程軟件。它是一款開源免費(fèi)的編程軟件，這個(gè)編程軟件不同于VB、VC、JAVA等以編寫代碼為主、圖形界面為輔的編程軟件，而是針對(duì)8歲以上學(xué)生的認(rèn)知水平，以及對(duì)圖形動(dòng)畫界面的喜好，用類似于積木形狀的模塊實(shí)現(xiàn)構(gòu)成程序的命令和參數(shù)。操作相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生只需使用鼠標(biāo)拖動(dòng)相應(yīng)模塊到程序編輯欄后，再進(jìn)行部分參數(shù)的設(shè)定，就可以完成程序，實(shí)現(xiàn)一段動(dòng)畫、一個(gè)小游戲等。 相對(duì)于Visual Basic來說，用于初學(xué)者教學(xué)，我覺得Scratch有以下這些優(yōu)點(diǎn)：1.入門簡(jiǎn)單，無(wú)關(guān)原有編程基礎(chǔ)，適合中小學(xué)學(xué)生初次學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言時(shí)使用。2.內(nèi)容豐富，針對(duì)有興趣、喜愛繪畫的學(xué)生，提供角色繪制設(shè)計(jì)功能，為喜歡動(dòng)畫的學(xué)生提供情景設(shè)計(jì)功能，為喜歡游戲的學(xué)生提供簡(jiǎn)單游戲設(shè)計(jì)功能，甚至還能提供喜歡音樂的學(xué)生音頻處理的功能。3.通過使用Scratch，讓學(xué)生在動(dòng)畫、游戲設(shè)計(jì)過程中逐漸形成邏輯分析、獨(dú)立思考創(chuàng)新的思維方式，學(xué)會(huì)提出問題，解決問題。4.相比其他編程軟件，其更加直觀，學(xué)生能比較容易地看到自己的勞動(dòng)成果。 在Scratch中，我們可以銜接初一年級(jí)學(xué)習(xí)過的Flash知識(shí)，因?yàn)樵赟cratch中也引用了角色和舞臺(tái)的概念，整個(gè)舞臺(tái)寬480個(gè)單位，高360個(gè)單位，引入了XY坐標(biāo)軸，舞臺(tái)的中心即坐標(biāo)軸原點(diǎn)。角色則有造型、聲音和腳本三種屬性。我們可以在造型中設(shè)置角色不同的外觀，可以導(dǎo)入Scratch本身提供的動(dòng)畫造型，也可以使用Scratch自帶的繪圖功能，進(jìn)行角色DIY，方便易用。在聲音屬性中，Scratch支持各類常見音頻格式，可以將電子樂器的音頻導(dǎo)入到程序中。而在腳本部分，相對(duì)于其他編程軟件的純鍵盤文字程序輸入，Scratch只需在程序左側(cè)功能模塊中將各種編程部件拖移至腳本窗口內(nèi)，再進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置即可，相比其他軟件，這種“搭積木”的方式更加簡(jiǎn)單規(guī)范，降低了初學(xué)者的代碼編寫出錯(cuò)幾率。 在課堂實(shí)際教學(xué)中，我將Scratch課程安排在初一初二學(xué)習(xí)內(nèi)容交接部分，讓學(xué)生先于Visual Basic之前接觸Scratch這個(gè)編程軟件。果然，和以往學(xué)生相比，學(xué)生立即就喜歡上了Scratch這樣一個(gè)有趣的“搭積木玩具”，不管是開始的小貓走路動(dòng)畫，還是后面的乒乓球彈球游戲，所有學(xué)生都學(xué)習(xí)得津津有味。 如果要使用Visual Basic編寫一個(gè)乒乓球彈球的小游戲，則不僅要熟悉Visual Basic的代碼，還要熟悉圖形、動(dòng)畫、聲音等各個(gè)方面的編程，要真正用Visual Basic編寫出這個(gè)小游戲，一般要通過初二上學(xué)期二十節(jié)課的學(xué)習(xí)，在下學(xué)期才有可能成功。而使用Scratch，只需短短幾節(jié)課就可以完成。 學(xué)習(xí)編程最基本的是編程概念的掌握，Scratch雖然是以積木形式進(jìn)行的編程，但它的8個(gè)編程部件都包含了常見的編程概念，如程序的三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)，還有變量的定義和鏈表（數(shù)組）的使用等。Scratch在程序設(shè)計(jì)時(shí)引入了事件、線程、同步的概念。例如Scratch中包含多種事件，如判斷角色是否碰到邊界、是否遇見某種顏色等；而多線程則是讓舞臺(tái)上的不同角色各自執(zhí)行不同的腳本，互不妨礙；在程序中不同角色間可以通過發(fā)送廣播和接受到廣播實(shí)現(xiàn)同步。學(xué)生在使用過程中自然而然就掌握了正確的編程概念。 學(xué)習(xí)編程最重要的是編程思想的培養(yǎng)，要在程序?qū)W習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生利用編程解決問題的能力。用Scratch編寫的動(dòng)畫和游戲非常直觀，學(xué)生在學(xué)會(huì)了編程的基本原理和方法后，有興趣也有能力將動(dòng)畫和游戲編寫得更逼真，更好玩。在修改動(dòng)畫游戲腳本的過程中，學(xué)生不斷地提出問題，解決問題，能夠根據(jù)自己的需求進(jìn)行分析，設(shè)定合適的角色與相應(yīng)的腳本，最終實(shí)現(xiàn)程序。 目前，Scratch在我國(guó)還沒有完全普及開來，而在我國(guó)“臺(tái)灣”地區(qū)，中小學(xué)生的信息化課是就是以Scratch這個(gè)編程軟件為主來上的。通過教育研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)這款軟件的學(xué)習(xí)興趣很高，能夠比較容易走出簡(jiǎn)單的范例模范轉(zhuǎn)而進(jìn)行自由創(chuàng)作。學(xué)習(xí)Scratch不僅讓學(xué)生了解了程序設(shè)計(jì)的思想，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力也有很大幫助。有人說，如今很多中學(xué)生大學(xué)生沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲，是因?yàn)樗麄儧]有早早地接觸游戲編程，我覺得這有一定的道理，如果在我們中小學(xué)信息課程引入Scratch計(jì)算機(jī)編程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中自己編寫程序，設(shè)計(jì)游戲，家長(zhǎng)和老師在中間做正確的引導(dǎo)和介入，引導(dǎo)他們從被動(dòng)地玩到主動(dòng)地創(chuàng)造，讓他們體會(huì)到成功的快樂，那么，在面對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲的時(shí)候，他們就會(huì)有更強(qiáng)的抵抗力了。 初中階段的程序設(shè)計(jì)教學(xué)并不是要將所有學(xué)生都培養(yǎng)成為編程高手，而是要求能夠讓學(xué)生培養(yǎng)出一定的編程思想，更重要的是培養(yǎng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。Scratch使用“搭積木”的方式進(jìn)行編程的教學(xué)，對(duì)于中學(xué)生來說更加直觀，更加有趣。其能夠與其他學(xué)科對(duì)應(yīng)，用簡(jiǎn)單的程序論證物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)概念。適合在進(jìn)行Visual Basic教學(xué)前對(duì)學(xué)生教授，為日后學(xué)習(xí)更深層次的編程語(yǔ)言打好基礎(chǔ)。 |
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