谈在Scratch环境下学生创新能力的培养

谈到创新能力，大家耳熟能详，其重要性毋庸置疑。当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是人的创新能力的竞争。但在我国，对学生创新能力的培养不容乐观。据相关数据分析，我国在49个主要国家中，科技创新综合实力处于第28位，也就是中等偏下水平。杨振宁博士曾做过这样的对比：中国学生的学习成绩比一起学习的美国学生好得多，然而十年后，科研成果却比人家少得多。原因何在？就在于美国学生思维活跃，动手能力和创新能力强。因而如何培养学生的创新能力成为当代教育工作者重点攻关的重要课题。研究表明，学生创新动力源自教师的启发引导，学生的创新能力源自教师的教学创新。作为教师，就应该在教学工作中结合学科特点多思考、多探究、多实践，努力创设环境促进学生创新能力的培养。为此，本人从2010年开始将Scratch引入信息技术课堂。通过实践我们发现，Scratch对培养学生的创新能力有着积极的意义。

Scratch是一款什么软件

Scratch英文单词包含凑合、抓等意思。Scratch一词亦源自嘻哈（Hip-Hop）唱片师用手反复转动唱片，以极富创作性的方式把音乐片段组合在一起。今天跟大家介绍的Scratch，是美国麻省理工学院开发的、专为八岁以上儿童设计的一款图形化开源编程软件，其语言很简单，以搭积木的方式来完成程序的编写。另外它还有一个视觉图像库，能将不同类型的媒体，如图像、音乐、声音等互相组合。它能以编程的方式完成各种交互类的游戏、动画、故事片、音乐，并能模拟物理现象，非常适合小学生学习，为信息技术课堂增添了新的活力。通过实践我们发现，Scratch为培养学生的逻辑思维能力、解决问题能力提供了帮助，更重要的是，通过Scratch教学，学生创新能力的培养得到了很好的落实。

Scratch为何能培养学生的创新能力

创新能力是通过发散性思维而表现出流畅、变通与独特的解决问题的能力，它是在智力发展的基础上形成的一种综合能力。要培养学生的创新能力，教师应在激发学生的学习兴趣、培养学生的想象力、提升学生的分析问题能力等方面入手，努力营造创新环境与创新氛围。Scratch平台的引入，为培养学生的创新能力提供了良好的环境和平台，它在以下几方面具有明显的优势。

1.创新的起点：满足了学生的学习兴趣

兴趣是求知的源泉，是直接推动学习的内部动力。在以往的信息技术教学中，媒体创作深受学生喜爱，而与Scratch相比，则显得逊色不少了。在Scratch课堂教学中，学生能专心致志地投入到自己最感兴趣的创作活动中去。学生的专注度、兴趣度超过任何模块的学习。

操作简单，趣味性强。Scratch以其形象、直观的积木式指令代替了枯燥的代码指令，在利用Scratch编程中，学生不需要大量记忆，能根据指令的名称了解其意义。编程就像搭积木，只要用鼠标拖动指令就能编写程序，大大降低了学习的门槛，使每个学生在Scratch创作中都有不错的表现。Scratch还支持多种媒体导入，大大方便了学生的创作，他们可随心所欲地用Scratch表达自己的想法。

所见即所得，刺激感官。该平台以实验的方式架构，当学生编写完程序后可在“舞台”看到效果，方便学生猜测、尝试、验证与调试。这一特点大大刺激了孩子的感官，使其眼、耳、手都得到了刺激，从而使学生体验到奇妙的效果，大大激发了学生创作的欲望。

功能强大，应用广泛。在Scratch中媒体的应用是十分丰富的，其中输入类媒体应用包括声音侦测、鼠标侦测、键盘侦测、第三方传感等，输出类包括音乐、动画、马达等。强大的功能自然涉及领域广泛，可创作的体裁丰富，涉及数学、科学、语言、逻辑、美术、音乐等多个学科，极大地满足了学生求新、求异和求变的个性需要。

指令多样，交互性强。类别共计一百多条指令把程序设计所需要的基本技巧囊括其中，包括建模、控制、动画、事件、逻辑、运算、交互性等。学生有能力通过编程的方式创作出各类交互性的游戏、动画、故事等，弥补其他信息技术模块交互性不强或没能力实现交互的遗憾，使学生得到了全新的体验并从中收获了成功的喜悦。

2.创新的翅膀：易于激发学生的想象力

想象力是创造性思维最重要的元素。它是一种催化剂，能够活化知识，开发智力，拓展思维，使学生系统地发掘事物，不断丰富自己的知识。

在Scratch创作中，学生必须经历先想象、再创作的过程。学生在创作作品前，首先需要通过想象，在脑海中构画出作品的设计方案。在实际创作过程中，这个方案就是他们创作作品的参考标准。比如，要制作一个“打地鼠”游戏，每个孩子都会在大脑中想象老鼠在什么情况下出没、老鼠是什么形象、用什么工具打、打着后它会怎样……因此在创作之前，学生必须通过想象，在自己的脑海中形成一个“剧本”。

同时Scratch所具有的指令丰富性和媒体多样性等特点，支持学生运用已学的知识进行再创造。因此，这对学生来讲是一次再想象与再创造的过程。在再创作活动中，学生对已获取的知识进行选择、加工、改组，结合自己的生活经验再次想象与创作，整个创作过程是创造出新形象、提出新设想的过程。例如，当学生完成了“打地鼠”游戏后，会根据本游戏的特点梳理出本课的指令特点和角色之间的逻辑关系，如侦测、改变造型等指令，此时学生会想象哪些场景会用到该指令，并很快能联想出“拍苍蝇”、“切西瓜”、“打靶”等交互类游戏，再创造活动又一次发挥了学生的想象力。

3.创新的手段：促进学生积极思考

Scratch教学最大的特点就是，让学生一直处于不断思索的过程中。学生是有能力去思考的。小学阶段是学生长身体、长知识、长智慧的时期，其思维从具体形象逐步向抽象逻辑过渡，但抽象逻辑思维在很大程度上仍以感性经验为主，具有直观性。Scratch图形化的编程方式，为学生思维从具体走向抽象搭建了脚手架。学生在完成具体任务的过程中，通过对任务的分析、规划，梳理出各对象间特有的逻辑关系；再通过指令的搭建、测试与调整，逐步实现了从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡。Scratch的架构符合学生的认知特点与能力水平，实践表明，学生在Scratch平台上有足够的能力对同一问题提出新的见解，寻找新的答案。其实，学生敢于假设想象、产生质疑、提出新的见解、探索新答案的过程，就是培养创新意识的过程。学生创作的过程还是一个不断思考的过程。Scratch是一个面向对象的编程软件，学生要完成每个对象的脚本，必须经历想象与分析、观察与理解、假设与调试、反思与质疑，发现问题所在并将其解决，因此学生始终处于发现问题、分析问题与解决问题的动态学习之中，在想象与思考间不断寻求平衡与挑战。

4.创新的关键：训练学生的发散性思维

发散思维是一种不依常规、寻求变异、从多方面寻求答案的思维方式。美国心理学家吉尔福特认为，发散思维与创造力有直接关系，它可以使学生思维灵活，丰富学生的想象力。由于Scratch系统架构的合理性和指令的丰富性，为有效地训练学生发散思维提供了良好的环境，因此学生利用Scratch进行创作时，可发散的内容很多。

一是同一问题解题的方法是多样的。在Scratch创作中，学生根据对问题的理解和对Scratch的掌握程度会编写出独特的脚本来实现某个功能。由于思考问题的角度不同，经常会出现一题多解的情况。如“带条件的重复循环”这一问题，教师往往习惯于应用“重复执行……直到……”指令来实现，而学生则能想出三四种解决方法，如“重复执行指令中嵌套如果……否则……指令”等，给教师带来惊喜。

二是解决同一问题采用的解题思路也是多样的。由于Scratch给学生可发散的东西太丰富了，因此解决问题的策略也是多样的。大部分学生都坚持自己的独立见解，往往最终能形成不同的解决方案。如在“F1赛车”中，针对“如何让小车顺利通过弯道”问题时，学生能根据自己的生活经验提出各种解决方案，如按键让赛车减速、改变赛道的材质、在反方向加速度、撞击路边的护栏……最可贵的是，学生能将自己的想法通过Scratch来呈现。

三是完成同一任务最终的结果是多样的。教师会利用Scratch灵活、多样的特点，在教学中安排一个开放性任务，让学生运用已学的知识进行再创造。如当完成“F1赛车游戏”后，教师会安排如何让该游戏更精彩的任务。学生展开想象，凭借自己的智慧和能力多方面、多角度地思考问题，最终呈现出多样化的结果，如有的增加赛车，变成二车对抗赛；有的自己设计赛道、设置有趣路障等。

5.创新的要素：提高学生分析问题能力

分析能力是把研究对象的各个部分结合成一个整体进行考察和认识的技能和本领，把事物的各个要素、层次和规定用一定线索联系起来，从中发现它们之间的本质关系和规律，这是学生创新必须具有的素养。在以往的小学信息技术教学中，这方面的能力很难落实，但在Scratch学习中，学生要完成一个具体的任务，必须对这一任务进行系统的规划与分析。

一是统筹规划，从大到小整体设计。学生在用Scratch编故事、做游戏伊始，首先需要将所创作的事件进行整体规划与设计，分析如何将不同角色、不同事件组合成统一的整体。在分析的过程中，学生需要探究如何把它的每个对象的动作、事件在头脑中暂时分割开来，由大化小、由繁至简，再分别进行分析和研究，梳理出各对象之间特有的逻辑关系。

二是局部分析，从点到面逐个击破。在整体规划的基础上，需要学生对局部内容进行分析，弄清楚每个对象的性质、对象之间的相互关系。学生首先对每个对象的造型、脚本、状态逐个分析，再到每句指令、参数、先后执行顺序的分析与搭建，由表及里、由浅入深、由易到难地分析事物和问题，从而训练了分析问题的能力。

Scratch教学如何启发学生创新

Scratch仅是一个图形化的编程工具，要快速有效地提升学生的创新能力，教师需要创新教学方式、变革教学思想，发挥自己的聪明才智，努力创设良好的环境。因此，在教学中应注意以下几个问题。

1.给学生更多思考与想象的空间

Scratch引入课堂教学的目的不只是让学生掌握指令操作或明白指令意义，它真正的意图是将学生聪明的想法用Scratch来表达，因此在教学中要做到以下两点：一是任务设计要注重其开放性和拓展性，让学生能根据自己的生活经验与知识背景去思考问题，以自己独特的方式去寻求解决问题的方法与策略，让他们在思考中有所悟、有所得。二是在教学中可将“半成品”给学生，让学生在“半成品”的基础上展开想象与创作，不要每个任务都让学生从“零起点”开始，这样的设计避免了学生把宝贵的时间与精力花在简单而重复的操作上，如创设舞台、设计对象等，让他们有更多的时间去想象、去思考、去创新，在有限的时间内有更多创新的机会。

2.改变以往的教学方式

Scratch以实验的方式架构，所见即所得的特点为学生探究性学习提供了可能，因此在教学中教师应改变以往的教师注入、学生接受的教学模式，要多给学生分析、猜测与尝试的机会，在教学中多创设质疑情境，变“机械接受”为“主动探究”，通过“质疑—探究—解疑”方式来组织课堂教学，让学生感受、理解知识产生和发展的过程。同时，在教学中要真正落实学生的主体地位，鼓励学生不强求一致，勇于创新、敢于质疑、善于发现问题、大胆发问质疑。在教学方式上根据“可接受原则”，选择真正适合大部分学生的教材，着重培养学生获取、运用、创造知识的意识和能力。

3.加强合作学习在课堂中的应用

有效的合作学习能够唤醒学生沉睡的潜能，开启幽闭的心智。实践表明，在基于Scratch平台的学习中，学生合作学习的意义极大。一是小组合作学习为学生提供了一个较为轻松、自主的学习环境，学生有更多的机会发表自己的看法，自主发挥的空间更为广阔，有利于创新思维的形成。二是在小组合作学习的过程中，学生为了完成共同的学习目标而相互研究、讨论、启发，学生间会产生很多联想，同时伙伴之间相互补充、影响，使他们的思考更为全面、深入。三是较好地解决了学生差异性问题。在Scratch教学中，由于学生的兴趣不同、学习能力不同，彼此间的差异性尤为明显，而在同伴互助、“知识共享”的学习氛围中，学习能力强的学生将自己获得的经验以易于接受与理解的方式传授给能力弱的学生，使他们也能体验到创新的乐趣。

总之，Scratch启发孩子的创新之道就是“聪明的想法”+“简单的操作”，让“操作”变得简之又简，让“创新”的力量发挥到极致，让学生在实践中获取灵感，在体验中获得成功。

（作者单位：江苏苏州市平江区教育信息中心）