基于STEM的scratch跨學科教學應用研究

一、?研究背景

Scratch 是由 MIT 終身幼兒園團隊所設計開發的可視化編程工具。Scratch 的出現使全球信息技術教育領域掀起了一陣又一陣的狂潮，它成為了培養小學生編程興趣、提高創新創造意識和能力的最有效工具之一。?

在我國，scratch 得到了越來越多的重視和認可，被廣泛應用于中小學信息技術課堂中。但是，基于 scratch 的創造教育漸漸陷入瓶頸。許多課程打著“創新”的名義，走的卻是“案例模仿”這樣的老方法。雖然學生確實能夠在案例模仿中設計出有創意的作品，但是這種創新只是局限在這門課上所完成的作品而已，學生難以學到真正的創造創新的方法，并將其運用到其他學科中。最終學生的創新能力，特別是跨學科性的發散性橫向思維幾乎沒有得到很大的提升。?

而發源于美國的 STEM 教育，則是將不同學科進行交叉整合，極大程度地培養了學生利用不同學科的知識來分析問題、解決問題，并利用不同學科的觀點來思考問題的能力。并通過項目、案例的完成來提高學生的實踐能力。近幾年來，STEM 教育逐漸成為各國各地區提高教育水平、提高學生素養的重要切入點，像臺灣和香港均在 2016 年前后，大力引入并推廣STEM 教育，并取得了一定的成效。?

二、研究內容

構建基于 STEM 的 Scratch 課程設計模式，以豐富 Scratch 在 STEM 教育中的 應用模式，并使之形成項目化、系列化，更重要的是突出 STEAM 教育所強調的跨 學科性。利用該模式，可以清晰方便地使用 Scratch 這一教學媒體中，豐富的多 學科資源來進行跨學科教育應用，從真正意義上實現在 Scratch 媒體平臺上實現 跨學科教育。同時培養學生應用跨學科的知識解決實際中的問題的橫向思維能 力?。

子課題一：STEM教育模式和跨學科教育理念的研究現狀。

子課題二：Scratch教育案例和STEM教學案例分析。

子課題三：基于STEM的Scratch跨學科教育應用模式總結和案例設計。

三、 研究意義

（一）理論價值：?

（1）將 STEM 教育理論與 scratch 編程教學進行結合，并分析提煉出合適的 Scracth教學的教學模式，找到該媒體與學科結合的契合點；?

（2）補充當期 Scratch 教學與 STEM 結合的研究空白，為后續的研究提供借鑒與方向。?

（二）實踐意義：?

（1）使用 Scratch 作為 STEM 教學中的教學媒體，有利于 STEM 教育模式與理念在中國的普及與推廣，同時又可以減少因媒體技術的投入而帶來的資金的大量投入。同時，Scratch簡單易學、容易上手，使得基于 STEM 的 Scratch 跨學科教學的普及可能性更大，更能夠受到更多教師和學生的青睞和接受；?

（2）Scratch 作為少兒可視化編程的代表，它不僅適用于在 STME 教育中作為多媒體資源與功能的提供平臺，而且其本身所具有的編程功能能夠在一定程度上培養小學生的設計思維與計算思維，讓學生能夠更多地從技術、設計的視角來分析現實世界中的復雜問題。?

四、研究方法

（一）文獻研究法?

通過進行文獻研究，了解當前的 STEM 教育理念與跨學科教育方式模型，完成對子課題一的認識與研究。接著通過觀察和研究優秀的 STEM 課程或 Scratch 課程案例，總結出其教學模式，并基于此分析如何將 Scratch 這一教學媒體應用在 STEM 課程教學中。總而言之，文獻研究法為我們提供了最基礎的理論依據以及最好的教學案例來源。?

（二）案例分析法?

在文獻研究的基礎上，針對搜索找到的優秀的 STEM 教學案例，分析其跨學科教學方式。通過對 Scratch 的教學模式進行研究分析，探索 STEM 這一類跨學科教學方式與教學媒體Scratch 之間相互融合的契合點，為接下來的使用模式設計打好一定的基礎。?

（三）訪談分析法?

結合本次研究主要的研究受眾是小學生，從小學生的認知風格和認知水平出發分析，我們決定使用訪談分析法對當前的 scratch 教學現狀進行調研，而不是采用不太適合小學生的問卷調查法。?

（四）實例觀摩與課后訪談?

我們通過與校外的 scratch 課外興趣教學團隊的老師進行合作，在某 scratch 教育機構中進行實例觀摩，分析其 scratch 課程的實際教學方法，并對其教學效果，學生課堂學習行為特征表現進行分析，最后在課后對上課學生進行簡單的課后訪談，以初步了解教學的實際情況。?

（五）基于設計的研究?

最后，基于以上所有的研究和調查內容，我們將基于設計的研究的基本方法進行模式設計，對利用 Scratch 作為教學媒體的 STEM 課程教學模式進行設計，以得出利用 scratch 這一教學媒體合理地運用與 STEM 教學中的運用模式，同時給予兩個實際案例一共參考分析。

五、創新之處

（一）基于 STEAM 的 Scratch 跨學科教學應用模式設計：建立一個具體的、程序 化的教學策略模式，而不是一種傳統的、過于寬泛的教學流程框架，能對教師的課堂活動起到一定的輔助和推進作用。?

（二）以改變思維方式為切入點提高學生的橫向思維能力（跨學科思考）：通過 引導學生使用思維導圖等思維工具，同時將 Scratch 中的功能模塊進行分類設計 與學科性質和功能分析，從學科的角度出發思考問題解決的方向與途徑，從改善 學生的思維方式出發，提高學生應用跨學科知識的意識，提高學生的橫向思維能 力。

六、研究結論

通過這一項目研究發現，基于 STEM 的跨學科教學會與情境化的實際主題進行聯系。在案例分析中，教師會以生活中常見的現象作為教學的切入點，利用 STEM 跨學科的思想設計教學過程，有利于培養學生的橫向思維，而且在教學中結合實際有利于構建共同經驗，吸引學生的學習興趣，從而提高課堂效率。?

教學中的實際項目和 Scratch 各功能模塊的結合，利用了 scratch 這一媒體的低成本，高效能的特點，使 stem 教學發揮更大的用處。這有利于鞏固和深化學生的知識，提高其動手實踐能力和培養計算機思維。?

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