立足Scratch学习 提升创意计算能力

文／王丽丽

随着Scratch教学的日渐推广，涌现出了许多优秀作品和教学案例。从作品制作角度来看，一般分为”范例模仿、作品改良、自主创作”三个阶段。从教学目标来看，主要有两种导向：一种侧重于激发编程兴趣，学习编程方法；另一种则强调创意制作，重视创造。笔者认为可以将两者融合，并将教学目标提高至思维层面，即立足Scratch学习，提升创意计算能力。创意计算能力主要包括设计思维和计算思维。在Scratch作品创作的过程中，这两种思维相互依存、相互促进。具体来说，就是运用设计思维，实现作品的创意设计，并通过计算和编程的方式制作作品；在作品制作的过程中，获得有关计算的知识、策略和能力，提升计算思维。下文将从设计思维和计算思维两个维度，例谈Scratch教学中培养学生创意计算能力的策略。

1．想象

从脑科学的角度看，人类的右脑擅长想象和视觉化信息的处理。因此，我们可以充分利用右脑创造性视觉的特点，甚至使用非常手段，激发学生的想象力，帮助创意设计。

(1)用故事情境激发想象。基于设计( Design-based)的、内容具有游戏化色彩的学习，更易激发学生的学习兴趣，启发其创造性思维。例如，在《闯关大冒险》一课中，笔者以“迪士尼宝藏湾”为情境引入，并播放Scratch动画片头。在欢快的背景音乐中，杰克船长走到山洞门前，连喊两声“芝麻开门”。随着“咯吱”声，沉重的洞门缓缓地向上打开。此时，出现“闯关大冒险”的字样，引出课题。神秘的故事情境，有声的动画片头，一下子就吸引了学生的目光，打开了想象的思绪。

(2)以冥想开启直觉想象。闭眼、冥想，能将干扰降到最低，帮助学生集中注意力，并开启直觉想象。例如，在《闯关大冒险》的构思环节，教师要求学生设计在山洞门打开后的闯关故事。先让学生安静、闭眼，再用缓慢的语速，引导学生以第一人称进行想象。“假如你就是杰克船长，当洞门缓缓打开后，呈现在你眼前的是什么？（停顿）是让人惊喜、恐惧、欢乐、忧伤的画面？还是另一个世界？”通过这种非常手段，帮助学生调动右脑想象的潜能，在脑海中“看”到自己的关卡故事。

(3)从多重角度展开想象。从不同角度观察、思考、想象，并提出多种作品构思方案。最后，综合考量，形成最佳方案。例如，在《诗韵中华》单元中，学生将选择一首自己喜爱的诗词，并利用Scratch进行创作表达。有的诗句内容具体，直接描写景物或以景寄情，画面感强，如“大漠孤烟直，长河落日圆”。有的诗句则内容抽象，需要教师引导学生理解诗句含义，并运用通感将其视觉化，如“海内存知己，天涯若比邻”，寓意知己和友情，可用牵手的形象来象征知己，用暖色调烘托友情。此外，引导学生针对一首诗词展开多种构思，或者多名学生针对同一首诗词各自构思，并互相交流，取长补短，改良方案。

(4)用可视化方式呈现想象。故事板形式能够很直观地呈现想象，让想象跃然纸上，为后续制作做好准备。在《诗韵中华》单元中，学生以故事板的形式，绘制出主要画面（至少4幅），用视觉化的手段呈现构思，再配以说明。相比文字剧本，这种形式让想象变得直观形象，还能呈现景别等信息，更方便了构思的交流和修改。

2．创造

(1)通过协作联合创造。鼓励系统协作，合理分工，通过小组讨论或全班交流的形式进行思维碰撞，利用群智的力量联合创造。例如，在《闯关大冒险》中，鼓励学生将教师提供的Scratch片头作品与自己的闯关关卡进行拼接，进行再创造。还鼓励小组协作，将多位学生设计的关卡拼接起来，形成多关卡的闯关作品。因此，从构思设计时，学生就应考虑关卡的连续性、内容难度等诸多问题，进行相对系统的设计。在此过程中，学生不仅提高了创意设计的能力，还能够体会系统协作的重要性，感受软件工程模块化设计的思想。

(2)借助硬件拓展创造。我们还可以借助Scratch外设板进行更多样化的设计和创造。利用外接设备，不仅可以实现简单的人机交互，如利用滑杆实现接鸡蛋游戏；还可以模拟现实，如利用滑杆和键盘，模拟抓娃娃机的效果。Scratch外设板和各种感应器拓展了Scratch作品创作的空间，让设计和创造变得更加有趣、更加丰富。

(3)结合生活，按需创造。Scratch还可以和生活相结合。如利用Scratch制作教师节贺卡、新年贺卡等，并发送给师长亲朋。通过这种方式，鼓励学生关心身边的人，勇于表达情感。此外，鼓励学生关注身边事物，通过观察生活，发现问题，探究解决方法，并用Scratch来尝试呈现解决方案。如针对“电子废弃物、低碳环保”等社会问题，用Scratch展示解决方案，并走进社区，宣传和实施，促进社区健康发展。总之，联系身边的人和物，联系生活实际，可使Scratch有更多创造性的设计和应用。

1．算法思维

算法是信息科技学科高中阶段的学习内容，初中并未要求，但算法思维在生活中多有体现，掌握算法思维对初高中信息科技课程的衔接和学生未来发展均有裨益。利用图形化编程软件Scratch，在基于作品设计与创作的过程中，渗透算法思维，是一种行之有效的方法。笔者主要研究将三种基本算法结构（顺序、分支、循环）融入Scratch教学中，帮助初中学生理解和运用算法思维。

(1)从具体到抽象来感悟算法。通过“范例欣赏脚本分析流程图比对”的方式，从具体到抽象，有效地帮助学生理解算法的执行过程，提升算法思维。例如，在创作“早发白帝城”作品时，为表现“彩云”的持续变幻，需要利用循环结构，产生持续的颜色特效。通过比对，学生非常直观地感受算法执行的效果，非常容易理解循环多次执行颜色增加的过程。就这样，从易到难，从简单到复杂，在经历多次作品分析和类比后，学生逐渐加深了对于循环算法的理解，并能加以合理运用。

(2)通过比较同一问题的不同算法实现来吃透算法。针对同一个问题，可以利用不同的算法来实现。例如，在《迷宫》一课中，为了解决“键控时，角色穿墙而过”的问题，学生展开了激烈的讨论。问题的关键在于，如何使角色产生“遇墙止步”的效果。为此，学生讨论得出了多种算法设计。当然，不同的算法，运行效果会稍有差异，但重要的是学生在这样的激烈讨论和不断摆弄( Tinkering)的过程中，打开了编程的思路，更吃透了算法，这正是我们所期望达到的教学目标。

(3)依托单元内容结构图梳理算法。在每一个单元学习结束时，教师会带领学生进行总结，并配合单元内容结构图和范例脚本，归纳基本的算法结构。经过多轮学习总结，学生不仅能熟练掌握基本的算法结构，还能演绎算法的应用，逐步构建出自己的算法知识体系。

2．抽象与建模

在完成构思之后，实施编程之前，还有一项重要的工作——抽象与建模。首先，从复杂的故事设计中提炼出对象，并概括其属性，即从口头描述的故事或手绘的故事板中提炼出Scratch的舞台和角色，并明确相应的触发条件和动作。然后，再整合这些小部件，形成大作品。抽象与建模起到了连接自然描述语言和软件编程语言的作用，是学生在创作Saatch作品时的一大难点。

(1)选择熟悉的主题，帮助抽象与建模。对于初中生而言，抽象与建模有很大的难度。因此，我们在设计Scratch课程时，首先考虑从学生熟悉的身边事物谈起。因为熟悉，学生更容易从中抽象出故事的舞台、角色和相应的动作脚本。如下表中的主题都是学生感兴趣和熟悉的内容。因此，在作品创作中，学生思维活跃，参与度高，更容易将自然描述的生活故事转化为用Scratch软件语言表达。

(2)问题引导，理清思绪，促进抽象与建模。用提问的方式，引导学生进行抽象与建模。重点在于如何设问，将复杂问题拆分为若干简单问题，引导学生梳理对象及其动作属性。例如，有一位学生的《闯关大冒险》关卡故事是这样构思的： “当洞门打开后，杰克船长看到一个金光灿灿的山洞，里面有一条龙和一箱珠宝。用方向键可以控制船长行走，但是要避开龙，否则龙会喷火，船长就死了。如果船长安全地走到宝箱前，宝箱会打开，并进入下一关卡。”通过教师简单的语言提示，“谁？有什么？在哪里？”学生能够比较容易地分解出故事角色（杰克船长、火龙、宝箱）和舞台背景（金光灿灿的山洞）。再通过一连串问题的引导，明确各个角色的触发条件和动作。就这样，在师生互动问答中，学生分解出了故事角色和舞台，明确了角色动作，并将其梳理为“当……时，角色会……”的Scratch语言结构，并实现建模。

(3)学习单促进自主思考，提升抽象与建模。在Saatch创意设计项目的实施中，学习单是一种常用的帮助学生自主学习的支架。在这个项目的实施过程中，学习单的设计遵循“从易到难”的原则。例如，第一单元《印象校园》的学习单中，只要求学生能用“角色、舞台、动作”简单描述出校园故事的一个画面。第三单元《闯关大冒险》中，则要求学生清晰地罗列各个角色、触发条件、动作。随着学习的深入，学生的思维程度亦伴随着学习单的难度呈阶梯状上升。

3．测试与调试

测试与调试，是Scratch创作的另一个重要环节，贯穿整个Scratch课程的学习过程，更体现了“摆弄”的重要性。学生在测试自己和同学作品的过程中，需要不断查错、纠错，甚至调整构思，采用不同的算法来实现效果。在“构思一编程一测试一调试”的循环往复的过程中，学生需要不断去解决各种问题，不仅增强了对计算概念的理解，也提高了计算实践的能力，还逐步养成了利用计算和编程的方法解决问题的意识。

在Scratch创意设计项目的学习过程中，学生的学习热情很高，尤其是当自己的创意构思能在软件中实现时，成功的喜悦满满地洋溢在脸上。回顾最初的范例模仿，到作品改良，到自由创作，再到结合传感器实现更多人机交互的创意作品，学生作品的复杂度在不断上升，学生解决问题的能力在不断提高，学生从构思到编程实现的过程在不断缩短……这些无不反映了学生的创意计算能力的提升。他们的收获还不仅如此，正如麻省理工Scratch项目负责人Mitchel Resnick在香港Saatch教材《游侠传》的序言中所说：“年轻人在创作Scratch作品的时候，并不只是学习如何编写计算机程序，而且是在学习如何创造性地思考，如何系统化地推理，以及如何共同协作，而这些都是未来他们取得成功和获取人生幸福的核心能力。”

（作者单位：上海市世界外国语中学）