Scratch编程融入小学数学教学的实践研究

摘  要：Scratch是美国MIT开发的一种面向全世界学生的程序设计软件，其界面精美，可以让学生更容易地学习程序设计的知识。与此同时，它在培养青少年思维方面的能力，也引起了教育界的高度重视。很多学校都已经将Scratch融入日常的教学过程中，并且其在小学数学学科中的应用案例也较多。文章从课前引入、课中讲解、课后巩固和评价反馈等方面着手，结合人教版小学数学教材中的实际教学案例，探讨了Scratch编程融入小学数学教学中的策略，以期为未来的小学数学课堂改革提供参考。

关键词：Scratch编程；小学数学；教学实践

数学基本上涵盖了所有自然学科的起源，它也是人们认识世界的一种手段。数学的学习教育，从学前教育阶段就已经开始，并且在个人教育中一直占据重要的地位。在初等教育阶段，教育的重心是掌握扎实的基本功，旨在深化学生对数学本质的理解与掌握。Scratch编程工具是一款针对青少年的编程软件，它在提升小学数学课堂的趣味性、培养学生的思维活跃度、促进数学思维的及时生成方面有着非常重要的意义。

一、Scratch编程的概念及特点

Scratch的中文名为“环球儿童绘图程序”，是美国麻省理工学院专门针对儿童而研发的一款程序，目前已经在全世界范围内广泛使用。Scratch与目前市场上的主要编程工具软件，如Visual Studio、WebStrom等相比，它的编程方法更为简便，它使用了很多的视觉和听觉元素，包括照片、涂鸦、视频片段、音频片段等。在使用时，用户只需要将目标元素选择出来，然后将其拖曳到工作界面中，就可以完成程序模型的构建。这可以有效减少用户进行程序编写时的难度，提高用户编写程序的兴趣，从而使之能够在长时间的学习与锻炼过程中，培养思想的活力和逻辑性，这对开发青少年的大脑能力非常有利。Scratch还有一个突出的特色，那就是它拥有的社会特性，当用户在软件中编写好程序之后，可以通过按钮将它与这个软件的官网进行共享，用户还可以在这个官网上查看他人的作品，享受思维的碰撞与灵感的激发。平台内置的注释功能，更是打破了地域界限，让全球各地的用户能够即时交流反馈，共同促进作品质量的提升。

二、Scratch编程融入小学数学教学的实践策略

（一）课前引入：趣味元素聚焦学生注意力

小学生活泼好动，思想活动丰富，在上课时容易分心。如果在教师在上课时，学生的注意力不集中，那这会影响学生的学习效率，还会影响教师授课的流畅性，甚至可能削弱教师的教学热情，最终影响整体教学质量与氛围。在一些数学课堂上，教师面对学生注意力涣散的问题，往往采取直接批评的方式来短暂地集中学生的注意力，然而这种效果往往昙花一现，不久学生便又会自然而然地被其他事物吸引。因此，教师要想真正地提升学生在数学课堂上的学习兴趣，就应该积极地采取多样化的教学方式，而不是采取单一的强制性手段。这就要求数学教师深入了解小学生的心理状况和学习习惯，从而制订与之相适应的课堂教学策略，特别是要设计好课前的知识引入环节。

Scratch程序在输入命令时，不需要使用繁复的英文语言，而是使用了图片和彩色的对话框，并且在输入命令时，还可以使用声音这种特殊的输入方法，这样的方式自然会引起小学生的兴趣，所以教师可以通过使用Scratch程序，让学生产生一种强烈的好奇心，从而达到集中注意力的效果。比如，教师在给学生讲解“位置与方向”这门课程时，可以给学生示范操作过程，或者给学生一些提示，引导学生在虚拟坐标上实践，或是设定任务后，利用Scratch程序即时响应，这种互动模式可以拉近师生间的心理距离，促进了双方思维同步，为后续深入教学奠定了坚实基础。通过Scratch学生能直观观察教师的引导及目标位置的变化，自然而然地建立起对坐标系统中位置与方向的基本认知。这种趣味性设计可以让学生在享受学习过程的同时，不自觉地融入课堂，避免因传统授课方式而导致学生产生抗拒与厌恶心理，也让学生在接触简单编程的过程中，培养良好的数学习惯以及数学思维。

（二）课堂教学：增强师生互动

在过去的小学数学课堂中，仍然有一个常见的问题，即学生在课堂上的参与度不够，缺乏互动。这具体表现在，学生在课堂上的思想始终被教师所控制，教师成了课堂的焦点，而原本应该是课堂主角的学生却变得越来越边缘化，越来越“透明”。此现象非个别案例，它广泛存在于教育体系中，根源在于学校和教师没有充分认识到和尊重学生的主观能动性。长此以往，这种单向灌输的教学模式循环往复，导致学生的思想越来越僵化。随着新课程改革的深入和力度的加大，全国各地、各校、各科任教师纷纷响应，积极投身于教学改革的洪流中，努力打破传统框架，将改革的焦点对准增强学生课堂参与感和师生之间的互动。

Scratch编程软件作为一种新的教育手段，它在增强师生互动方面至关重要。在课堂上，教师可以引导学生围绕共同的兴趣点，如动画制作、小游戏设计等，开展项目式学习。这种基于兴趣的学习模式，可以激发学生的参与热情，师生在共同探索、解决问题的过程中，自然而然就建立了更为紧密的联系。

以“位置与方向”的教学为例，教师可以通过Scratch程序，收集有价值的信息，然后再通过一些简单的游戏，激发学生的求知欲和好奇心，让这些知识在教室里得到最大限度的发挥。在讲解坐标点在平面直角坐标系中的运动时，教师可以创设以下问题情景，给出平面直角坐标系中某点的前后两个位置状态，让学生考虑该点要实现从位置1到位置2的改变，可能有多少种移动方式。在提出问题后，教师可以让学生就近分组，进行小组讨论并竞赛，看看谁能在最短的时间内找到所有可能的变化路径。

研究表明，当学生在集体讨论的环境中交流思想时，其思维是最活跃的，通过交流他们的思想碰撞频繁，往往能激发出超越教师直接讲授的学习成效。讨论结束后，教师可以组织一次成果分享会，让学生亲自上台阐述小组讨论的见解与发现，这一过程不仅能促进学生积极参与知识的阐述与解释，还能逐步提升他们的学习积极性，进而对其跨学科学习乃至未来个人发展产生深远的影响。

除此之外，教师还可以让学生在教室里使用Scratch程序设计软件，感受程序设计的快乐。一次真实的实践，比十次理论课程讲解的效果更为显著，学生可以自己去探索这个软件的作用，创造一个完整的代码，这一过程不仅促进了他们对新知识的联想与记忆，还鼓励他们将理论知识与实际操作紧密融合，形成深刻的直观印象。这样的学习方式对提升学生的数学思维能力与应用能力，无疑具有显著的促进作用。

（三）课外整合：分层练习

在传统的观念中，课后的复习和巩固主要以书写方式完成，为适应大多数学生的学习进度，教师经常会采用一种相对折中的方式来安排作业，这样可以对学生进行统一管理。但是这种方式也有很多不足之处，比如，可能存在一定程度的无意义的重复练习，或者是作业单调乏味，不能很好地训练思维。所以，近年来，小学数学领域对实施分层教学的呼声日益高涨。所谓分层教学，是指在教学过程中，根据每位学生的个人特质、学习水平等实际情况设计有针对性的作业，对不同的学生，其课后作业也要体现出差异性，从而达到因材施教的教育目标。

Scratch软件简便易用，既是培养学生思考能力的工具，又方便教师对学生进行分层次教学。教师通过把一个数学习题库输入到这个程序中，再按照一定的逻辑来进行选题组合，从而使学生遵循既定规则构建自己的学习路径。如果一个学生已经连续做对10道基本定理题，那么他就可以进入一个更有挑战性的题库，并进行持续地训练。如果这名学生未成功地做对基本定理题，那么他需要在基本定理题库中不断地重复和练习，直至他准确地解答所有题目。这种类似于游戏“通关”的课后练习模式，将原本的练习巩固模式彻底解构，用一种寓教于乐的方法，让学生可以完整地练习所有题目。更关键的是，它还可以实现课后练习的智能化分层管理，无需教师直接干预，学生便能根据自身掌握情况，反复练习薄弱环节，直至成功掌握。这种游戏化的特性有效缓解了学生对学习的抵触心理，让教师可以针对学生的具体表现进行精准施教。

需要注意的是，虽然使用Scratch软件进行编程难度较小，但是其逻辑设计还是较为复杂和零散的，这就要求教师要不断扩充题库资源，并适时替换被淘汰的题目，确保内容的时效性与丰富性。除此之外，为有效构建难度递增的问题体系，以适应不同水平的学生的训练需求。教师必须深入钻研其中的跳转逻辑，精心设计，使之层次分明。此外，加强教师间的合作，将Scratch的实用性与教师的个性化教学策略巧妙融合，不仅能够增添数学学习的趣味性，还能显著提升教学效率与质量。

（四）评价反馈：挖掘潜能培养思维

在教育过程中，评价反馈是一个必不可少的环节。在教育的连续进程中，评价反馈构成了至关重要的一环。它促使学生及家长基于对学生学习进展的定期评估，深入审视学习态度、策略等，进而采取调整措施，防止盲目追求导致的学习效率滑坡。

此外，教师的教学效能也能借由学生的反馈得以提升，当教师关注并回应学生在课堂上的体验与反馈时，能有效避免单向传授的局限性。当前，教育界普遍倾向于以笔试成绩作为评价标准，这种“分数至上”的观念在学校中屡见不鲜。

在小学数学教育中引入Scratch编程软件，为教师提供了期末考核的新思路——以编程项目替代传统笔试，开启评估方式的创新篇章。通过对学生阶段性学习成果的评价，学生和学生家长可以对学生的学习态度、方法等进行反思并加以调整，防止因为盲目学习而导致学习效率下降。除此之外，教师还可以通过学生的反馈来提高自己的教学质量，如果教师能关注学生在课堂上的反馈，那么教师就不会陷入单向的教学状态。

比如，完成六年级关于“圆”的教学后，教师可以带领学生开展一场特别的“实践检验”，让学生尝试编写一个计算周长和面积的软件代码，或者是通过周长和面积的计算来求出直径。学生若想要成功地编写出这个程序，要认真复习先前学习的有关圆的知识，其难度与传统的书面考试相比非但没有减少，反而更高。学生不但要对理论知识有全面的了解，而且要弄清半径、直径、周长、面积、圆周率之间的关系，这样他们才可以在程序设计中展现出正向与逆向思维的灵活运用能力，在代码中实现逻辑的无缝对接与转换。测试完成后，教师根据测试结果进行评分。在评分时，教师应该扩大评分的标准，不但要分析程序的客观性，还要综合评价程序本身的美观程度、底层逻辑、音画配合程度等方面，力求全面评价学生的综合素质，把学生培育成为一个拥有扎实的理论基础，又有娴熟的信息操作能力及创新思维能力的复合型人才，通过挖掘并拓展学生在不同领域的潜力，进而促进其数学思维与综合能力的显著提升。

三、结语

总而言之，Scratch编程工具在训练学生的逻辑思维方面发挥了重要的作用，其在实际数学教育中的成功应用证明了它的重要性和价值。但是，Scratch毕竟只是一种工具，教师应以一种更加客观的态度来看待它，让技术和软件能够“为我所用，为我服务”，始终围绕学生的个性化发展为核心，以免陷入过度依赖信息化工具的陷阱中。除此之外，在将Scratch编程工具与小学数学教育相结合的过程中，教师也要注重提高学生运用信息技术的能力，确保学生明确过分依赖信息技术的负面影响。同时，家长和学校也要共同努力，合理控制学生使用Scratch编程工具的时间，避免学生利用该软件进行不良内容创作的行为。

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（责任编辑：郑  畅）