突破Scratch编程教学疑难点案例举隅

陈海林

2017年7月，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，将人工智能发展上升到国家战略层面。而浙江省早在2014年就将人工智能作为浙摄版《小学信息技术》六年级下册教材的重要内容，安排了《Scratch趣味编程》《与机器人零距离》两个独立单元。随着编程教育的推进和普及，部分教师已经开始尝试在四、五年级甚至三年级就进行基础的编程教学，但对Scratch教学疑难点的突破鲜有办法。笔者在本文列举了Scratch教学中“X，Y坐标”“算术运算”“平面角度”“程序启动”这四个疑难点的突破案例，以期起到抛砖引玉之效。

一、搭建支架+巧设习题：解决“X，Y坐标”的知识难点

坐标是Scratch编程中非常重要的脚本之一，有“移动到X（），Y（），将X，Y坐标设定为（），将X，Y坐标增加（）”等脚本命令。如果学生不理解坐标的含义，也就无法精确控制角色在舞台中的位置和其他相关操作。

据了解，中年级学生尚未接触坐标概念，使得Scratch编程学习缺少数学理论的支撑。为了解决这一知识难点，教师可以利用表格搭建学习支架，结合Scratch坐标的特性，引入概念。

教师先绘制一张表格，用X表示列，Y表示行，且列数和行数都有负数和零的标记，因版面限制，只画10行和10列即可（见图1）。教师随意指出一个单元格的位置，请学生回答所在行和列的值。通过讲解和演示，帮助学生初步建立行和列的概念后，就可以比较顺利地迁移到Scratch中X，Y的坐标概念。

学生对刚刚建立的Scratch中“X，Y坐标”概念并不牢固，因此教师有意设计了一组练习题，用于巩固新知。

1.请将小猫往右移动10步，该用以下哪个脚本？

A.将y坐标设定为10   B.将x坐标设定为10

C.将y坐标增加10       D.将x坐标增加10

2.请将小猫往下移动10步，该用以下哪个脚本？

A.将y坐标设定为10   B.将x坐标设定为10

C 将y坐标增加10        D.将x坐标增加10

3.请将小猫移到舞台的中心点，该用以下哪个脚本？

A.将y坐标设定为0      B.将x坐标设定为0

C.将x，y坐标都设定为0

通过以上三道有层次的练习题，学生进一步明晰了“X，Y坐标”的概念，基本能掌握各脚本的使用场景。

二、厘清顺序+精准练习：破解“算术运算”的应用难点

Scratch中所有的运算符都是单个呈现的，如果要进行多步骤的混合运算就需要自行搭建混合运算积木。许多初学者对于Scratch中搭建混合运算积木不够熟悉，容易混淆逻辑顺序，出现意想不到且难以发现的错误，造成排除bug的障碍。

例如求正八边形的一个内角角度。求解公式为（8-2）×180/8。该公式中不仅有乘法、除法、减法，还有括号算法的优先级。正确的积木搭建如图2所示，求出角度值为135°。许多初学者在积木叠放顺序时就出现了各种搭建错误，图3就是一种常见的错误。究其原因，是学生不能理解Scratch进行混合运算时处理各个层叠积木块的先后顺序。

Scratch混合运算层叠积木块是按照从最上层开始，逐层往下的顺序处理运算过程的。当学生掌握了Scratch混合运算的规律后，就可以根据数学中运算的优先级来构建整个混合运算的叠放顺序，并通过脚本区的放大按钮审视各个层叠积木块的叠放顺序，避免“算术运算”的错误（见图4）。

为了巩固学生构建层叠积木块的叠放顺序，教师可以设计一些精准指向混合运算的习题，帮助学生掌握并牢记“算术运算”规律。

通过计算以上8个有代表性的混合运算习题，学生基本能够突破Scratch中数字和逻辑运算模块的应用难点。

三、大胆猜想+知识迁移：突破“平面角度”的认知难点

在Scratch编程中表示平面角度值，是用“0°”“180°”“-90°”“90°”分别表示“上”“下”“左”“右”（见图5）。但这也是学生“平面角度”的认知难点。教师可以鼓励学生大胆猜想，进行推理论证，再通过知识迁移，突破这一认知难点。

通过角度值的递增规律，学生很容易做出猜测——-90°等于270°，并可以通过两个简单的脚本来验证猜想（见图6）：先点击绿旗角色面向-90°方向，再按下空格角色面向270°方向。但学生运行程序后，角色并没有改变方向。学生查看角色信息，发现角色依旧面向-90°方向，所以先前的猜测是成立的。继而，scratch角度值可以在0°～360°的范围内，这样的表示更为简化，便于理解。

学生在低年级已经学过有关钟面的知识，而认知角度值和钟面有着许多交集区域（见图7），如：平面范围的一圈为360°和时针走一圈是12小时;顺时针角度值越来越大，反之越小;360°等价于0°，等等。所以，教师可以将钟面知识作为学生认知Scratch角度值的一个支架，突破“平面角度”的认知难点。

值得注意的是，2019年1月2日Scratch3.0正式版发布，其在角度方面的改版如图8所示，将平面范围分成左右两部分，左半部分为-180°～0°，右半部分为0°～180°，这样更有利于初学者对Scratch平面角度体系有清楚的认知。

四、归因反思+脚本调整：解除“程序启动”的顺序疑点

对于在Scratch教学过程中遇到的一些小问题、小疑惑，往往要在全面了解Scratch后才能快速找出答案。其中，程序启动的顺序问题就是一个让很多学生陷入困境的小问题，教师要引导学生进行归因反思，调整脚本，解除“程序啟动”的顺序疑点。

以“箭头射气球”程序为例，图9是箭头角色的主要程序，图10是气球角色的主要程序。程序设计为：当箭头克隆体触碰到气球时，箭头克隆体与气球同步消失。很多学生的作品似乎逻辑都很顺利，但实际操作后发现，箭头和气球只能消失其一。将脚本代入阅读后，学生发现箭头和气球上的两个消失脚本都是通过绿旗点击触发的，看似能够同步运行，实则不能同时进行。也就是说，Scratch处理脚本看似同步，但实际底层代码的运行并不同时，所以导致其中一个脚本相对滞后。

既然找到了出现bug的原因，就可以通过一个广播来解决这类问题，也可以编写一个程序来进一步确定Scratch运行脚本的先后顺序。因为程序运行顺序与建立脚本顺序有关，后建立的脚本先运行。由于篇幅限定，在此不做赘述。

恒者行远，思者常新。在Scratch编程教学中，教师需要不断学习和思考，专业能力才能得到不断提升，才能不断突破和创新，很多看似难以突破的瓶颈也就迎刃而解了。

（浙江省常山县第一小学   324200）