微视频赋能中学Scratch课程概念转变的实证探究

微视频赋能中学Scratch课程概念转变的实证探究一、绪论1.1研究背景1.1.1教育信息化政策推动在当今数字化时代，教育信息化已成为全球教育发展的重要趋势。我国也高度重视教育信息化的发展，出台了一系列政策文件，为教育信息化的推进提供了有力的政策支持。2012年，教育部印发的《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》明确提出，要以教育信息化带动教育现代化，这是我国教育事业发展的战略选择。该规划强调了教育信息化在提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力资源强国等方面的重大意义。规划指出，要坚持育人为本，以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心，以体制机制和队伍建设为保障，充分发挥教育信息化支撑发展与引领创新的重要作用。通过推进教育信息化，实现教育思想、理念、方法和手段的全方位创新，为每一名学生和学习者提供个性化学习、终身学习的信息化环境和服务。2019年，党中央、国务院发布的《中国教育现代化2035》进一步强调了加快信息化时代教育变革的重要性。该文件将“加快信息化时代教育变革”列入推进教育现代化的十大战略任务，明确提出要建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合。同时，要创新教育服务业态，建立数字教育资源共建共享机制，完善利益分配机制、知识产权保护制度和新型教育服务监管制度，推进教育治理方式变革，加快形成现代化的教育管理与监测体系，推进管理精准化和决策科学化。这些政策文件的出台，充分体现了国家对教育信息化的高度重视，也为教育信息化的发展指明了方向。在政策的推动下，数字化资源在教学中的重要性日益凸显。数字化资源具有丰富性、多样性、便捷性等特点，能够为学生提供更加生动、形象、直观的学习内容，激发学生的学习兴趣和积极性。同时，数字化资源还能够实现资源的共享和传播，打破时间和空间的限制，让更多的学生能够享受到优质的教育资源，促进教育公平的实现。在Scratch课程教学中，数字化资源的应用可以为学生提供丰富的学习素材和案例，帮助学生更好地理解和掌握编程知识。通过微视频等数字化资源，学生可以随时随地进行学习，自主选择学习内容和学习进度，提高学习的自主性和灵活性。数字化资源还可以为教师提供教学辅助工具，如教学课件、教学案例等，帮助教师更好地组织教学活动，提高教学效果。1.1.2新课改下的教学理念转变新一轮课程改革自实施以来，对我国基础教育领域产生了深远影响，其核心在于强调学生在学习过程中的主体地位，积极倡导自主、合作、探究的学习方式，致力于培养学生的自主学习能力、创新思维以及实践能力。新课改着重突出学生的主体地位，这意味着学生不再仅仅是知识的被动接受者，而是学习的主人。在教学过程中，教师需要充分尊重学生的个性差异和学习需求，鼓励学生积极参与课堂教学活动，主动思考、提问和探索。教师应从传统的知识传授者转变为学生学习的引导者、组织者和促进者，为学生提供必要的学习支持和帮助，引导学生在学习过程中发现问题、解决问题，培养学生的自主学习能力和创新思维。在Scratch课程教学中，学生主体地位的体现尤为重要。Scratch编程课程注重学生的实践操作和创意表达，学生可以通过自主编写程序，实现自己的创意和想法。教师在教学过程中，应给予学生足够的自主空间，让学生自主选择编程主题、设计程序逻辑，鼓励学生发挥想象力和创造力，培养学生的创新思维和实践能力。自主学习能力的培养是新课改的重要目标之一。自主学习能力是指学生在学习过程中能够自觉、主动地获取知识，独立思考、解决问题的能力。培养学生的自主学习能力，有助于提高学生的学习效率和学习质量，使学生能够更好地适应未来社会的发展需求。在教学中，教师可以通过创设问题情境、引导学生自主探究、提供学习资源等方式，激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的自主学习能力。在Scratch课程中，培养学生的自主学习能力可以从多个方面入手。教师可以提供丰富的学习资源，如在线教程、教学视频、案例库等，让学生自主选择学习内容和学习方式。教师还可以设置一些开放性的编程任务，让学生自主探索解决问题的方法，培养学生的独立思考能力和解决问题的能力。教师还可以引导学生进行小组合作学习，让学生在合作中相互交流、相互学习，共同提高自主学习能力。在这一背景下，概念转变在教学中的关键意义愈发凸显。概念转变是指学生在学习过程中，对原有概念进行调整和重构，形成新的科学概念的过程。在Scratch课程教学中，学生往往会存在一些对编程概念的错误理解或前概念，这些前概念可能会影响学生对新知识的学习和理解。因此，教师需要通过有效的教学策略，帮助学生实现概念转变，掌握科学的编程概念和方法。例如，在Scratch课程中，学生可能对“循环”“条件判断”等编程概念存在误解。教师可以通过生动形象的实例和案例，帮助学生理解这些概念的含义和应用场景，引导学生对原有概念进行反思和调整，实现概念转变。教师还可以利用微视频等教学资源，为学生提供更加直观、生动的学习材料，帮助学生更好地理解和掌握编程概念，促进概念转变的发生。1.2研究问题与方法1.2.1研究问题本研究聚焦于中学Scratch课程，旨在深入探究微视频作为教学支架，在促进学生概念转变方面的效果与内在机制。具体而言，主要围绕以下几个关键问题展开：微视频作为教学支架，在中学Scratch课程教学中，对学生编程概念的理解和转变会产生怎样的影响？学生在接触微视频教学前后，对诸如“循环”“条件判断”“变量”等核心编程概念的认知会发生哪些具体变化？是仅仅停留在知识层面的理解，还是能深入到思维层面，实现概念的重构和深化？例如，在学习“循环”概念时，学生在传统教学方式下，可能只是机械地记住了循环的基本语法和简单应用场景，但通过微视频教学，是否能够真正理解循环的本质，即通过重复执行一段代码，来实现特定的功能，并且能够灵活运用循环解决更复杂的编程问题？不同类型和设计的微视频，在促进学生概念转变过程中，存在哪些差异？是强调理论讲解的微视频效果更佳，还是注重实践操作演示的微视频更能激发学生的学习兴趣和概念转变？比如，有些微视频可能侧重于通过生动形象的动画演示，帮助学生理解编程概念的原理；而另一些微视频则可能更注重展示实际的编程案例，让学生在实践中感受和掌握概念。那么，这两种类型的微视频，哪种更能引导学生实现概念转变？微视频作为教学支架，其促进学生概念转变的内在机制是什么？是通过提供更直观、生动的学习情境，激发学生的学习兴趣和主动性，从而促使学生主动思考和探索概念？还是通过分解复杂的概念，将其转化为易于理解的小知识点，帮助学生逐步构建起完整的概念体系？以“条件判断”概念为例，微视频可以通过展示不同条件下角色的不同行为，让学生直观地看到条件判断在编程中的作用，进而激发学生思考如何根据不同的条件编写相应的代码，实现概念的转变。在中学Scratch课程教学中，如何优化微视频的设计和应用策略，以最大程度地发挥其促进学生概念转变的作用？是根据学生的学习进度和个体差异，提供个性化的微视频学习资源，还是通过设计互动性更强的微视频，增加学生的参与度和学习效果？比如，对于学习能力较强的学生，可以提供一些拓展性的微视频，深入讲解编程概念的高级应用；而对于学习困难的学生，则可以提供一些基础巩固的微视频，帮助他们夯实基础。此外，在微视频中设置一些互动环节，如提问、讨论等，是否能够增强学生的学习体验，促进概念转变？1.2.2研究方法为了深入探究上述问题，本研究综合运用多种研究方法，力求全面、系统地揭示微视频在中学Scratch课程中促进概念转变的效果与机制。文献研究法：通过广泛查阅国内外相关文献，梳理概念转变理论的发展脉络和研究现状，深入了解微视频在教育领域的应用情况和研究成果，分析Scratch课程教学的特点和存在的问题。例如，研究发现概念转变理论经历了从简单的认知结构改变到强调认知冲突、情感因素等多方面影响的发展过程；微视频在教育中的应用涵盖了多个学科领域，具有提高学习兴趣、促进自主学习等优势。通过对这些文献的分析，为本研究提供坚实的理论基础和研究思路，明确研究的切入点和创新点。问卷调查法：在研究前期，设计并发放问卷，了解学生对Scratch编程课程的学习兴趣、已有知识基础、学习风格等方面的情况，为后续的教学实验和数据分析提供参考。在教学实验结束后，通过问卷调查收集学生对微视频教学的满意度、学习收获、概念理解程度等反馈信息，以便对微视频教学的效果进行全面评估。例如，通过问卷可以了解到学生对不同类型微视频的喜好程度，以及微视频对他们理解编程概念的帮助程度等。教学实验法：选取中学Scratch课程的部分班级作为实验对象，将其分为实验班和对照班。实验班采用微视频作为教学支架进行教学，对照班则采用传统的教学方法。在教学过程中，严格控制教学内容、教学时间、教师等变量，确保实验的科学性和有效性。通过对实验班和对照班学生在学习成绩、概念理解、编程能力等方面的差异进行对比分析，验证微视频作为教学支架对学生概念转变的影响。比如，在学习“变量”概念时，实验班学生通过观看微视频，理解变量的定义、作用和使用方法；对照班学生则通过传统的课堂讲解和练习来学习。通过对两个班级学生在相关测试中的成绩进行统计分析，判断微视频教学的效果。作品分析法：收集学生在学习Scratch课程过程中完成的编程作品，从作品的创意、功能实现、代码结构等方面进行分析，评估学生对编程概念的掌握程度和应用能力，进而了解微视频教学对学生概念转变的实际效果。例如，分析学生作品中是否能够正确运用“循环”“条件判断”等概念，以及代码的逻辑性和简洁性等，以此判断学生对这些概念的理解和掌握程度。访谈法：对参与实验的学生和教师进行访谈，了解学生在学习过程中的感受、困惑和收获，以及教师在教学过程中的体验、遇到的问题和对微视频教学的看法。通过访谈，获取更深入、更丰富的质性数据，为研究结果的解释和讨论提供补充和支持。例如，与学生访谈可以了解到微视频中哪些内容对他们的学习帮助最大，哪些地方还需要改进；与教师访谈可以了解到在使用微视频教学过程中，如何更好地与传统教学方法相结合，提高教学效果。1.3研究目的与意义1.3.1目的本研究的核心目的在于深入探究并验证微视频作为教学支架，在中学Scratch课程中对促进学生概念转变的有效性。通过系统的实证研究，全面剖析微视频教学对学生在Scratch编程概念理解、思维方式转变以及实际编程能力提升等方面的影响。具体而言，期望通过对不同类型微视频的设计与应用，观察学生在学习过程中的表现和变化，从而揭示微视频教学在促进概念转变方面的内在机制和规律。通过对实验数据的分析，明确微视频教学是否能够帮助学生更好地理解和掌握Scratch编程中的核心概念，如“循环”“条件判断”“变量”等，以及这种教学方式对学生编程思维的培养和提升是否具有积极作用。本研究还旨在为中学Scratch课程的教学实践提供具有实际参考价值的建议和策略，帮助教师更好地利用微视频这一教学资源，优化教学过程，提高教学质量，促进学生的全面发展。1.3.2意义理论意义：本研究有助于丰富和完善概念转变理论在信息技术教育领域的应用研究。通过深入探讨微视频对Scratch课程学生概念转变的影响，进一步揭示了概念转变在编程学习中的发生机制和影响因素，为后续相关研究提供了新的视角和实证依据。在以往的概念转变研究中，多集中于传统学科领域，对于编程等新兴学科的研究相对较少。本研究填补了这一领域的空白，拓展了概念转变理论的应用范围。同时，研究微视频在教学中的应用，也为数字化教学资源的设计与开发提供了理论支持。明确了微视频在促进学生学习和概念转变方面的优势和作用机制，有助于教育工作者更好地理解如何利用数字化资源优化教学过程，提高教学效果。实践意义：对于中学Scratch课程的教师而言，本研究结果为他们提供了新的教学思路和方法。教师可以根据研究结论，合理设计和应用微视频教学资源，满足不同学生的学习需求，提高教学的针对性和有效性。通过制作具有针对性的微视频，帮助学生突破编程学习中的难点，促进学生对编程概念的理解和掌握。微视频教学还可以激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的自主学习能力和创新思维。学生可以根据自己的学习进度和需求，自主选择观看微视频，进行个性化学习。微视频中生动形象的案例和演示，也可以激发学生的创新思维，鼓励学生在编程中发挥自己的想象力和创造力。本研究对于推动教育信息化的发展也具有重要意义。在当前教育信息化的背景下，数字化教学资源的应用越来越广泛。本研究为教育工作者如何有效利用微视频等数字化资源提供了实践指导，有助于提高教育教学的信息化水平，促进教育公平和质量提升。通过网络平台共享微视频教学资源，可以让更多的学生受益，打破地域和时间的限制，实现优质教育资源的共享。1.4研究框架本研究遵循严谨的科学研究流程，旨在深入探究中学Scratch课程中，微视频作为教学支架对学生概念转变的影响，整体研究框架如下（见图1）：图1研究框架图理论研究阶段：通过广泛而深入的文献研究，全面梳理概念转变理论在教育领域，特别是信息技术教育中的研究现状，深入剖析微视频在教学应用中的特点、优势以及相关研究成果。对Scratch课程的教学目标、内容体系和教学方法进行详细分析，明确课程中的关键概念以及学生在学习过程中可能遇到的概念理解难点。在此基础上，构建起本研究的理论基础，为后续的实证研究提供坚实的理论支撑。例如，在梳理概念转变理论时，深入研究了波斯纳（G.J.Posner）等人提出的概念转变模型，该模型强调了学习者原有概念、新概念的可理解性、合理性和有效性等因素对概念转变的影响，为本研究分析学生在Scratch课程中的概念转变提供了重要的理论视角。实验设计阶段：精心设计教学实验，选取合适的中学Scratch课程班级作为实验对象，并将其随机分为实验班和对照班。结合Scratch课程的教学内容和学生的认知水平，设计一系列具有针对性的微视频教学资源。这些微视频涵盖了Scratch编程中的核心概念，如“循环”“条件判断”“变量”等，通过生动形象的动画演示、实际案例分析等方式，帮助学生理解和掌握这些概念。制定详细的教学实验方案，明确实验班和对照班的教学流程、教学方法和教学时间安排。在实验过程中，严格控制无关变量，确保实验的科学性和有效性。数据收集与分析阶段：在教学实验前后，运用多种研究方法收集数据。通过问卷调查，了解学生对Scratch编程概念的理解程度、学习兴趣和学习态度等方面的变化；通过作品分析，评估学生在Scratch编程能力和概念应用方面的提升情况；通过访谈，深入了解学生在学习过程中的感受、困惑以及对微视频教学的反馈意见。运用统计学方法对收集到的数据进行定量分析，如独立样本t检验、方差分析等，以验证微视频教学对学生概念转变的影响是否具有显著性差异。同时，对访谈数据进行定性分析，深入挖掘学生在概念转变过程中的思维变化和学习体验，为研究结果的解释提供更丰富的信息。结论总结阶段：综合定量和定性分析的结果，总结微视频作为教学支架在中学Scratch课程中对学生概念转变的影响规律和内在机制。根据研究结论，提出具有针对性的教学建议和策略，为中学Scratch课程的教学实践提供有益的参考。对研究过程中存在的问题和不足进行反思，展望未来相关研究的发展方向，为后续研究提供借鉴。二、研究综述2.1相关概念界定2.1.1微视频微视频作为一种新兴的数字化教学资源，在教育领域的应用日益广泛。它通常是指时长较短，一般在几分钟到十几分钟之间的视频，以其“短、快、精”的特点，契合了现代快节奏生活和碎片化学习的需求。微视频内容广泛，涵盖小电影、纪录短片、视频剪辑、广告片段等多种形态，能够以生动形象的方式呈现信息。在教学应用中，微视频具有独特的优势。它可以将抽象的知识转化为直观的图像、动画或案例，降低学生的理解难度。在讲解Scratch编程中的“条件判断”概念时，通过微视频展示不同条件下角色的不同行为，学生能够更直观地理解条件判断的逻辑和应用场景，从而更好地掌握这一概念。微视频还具有很强的灵活性和便捷性，学生可以根据自己的学习进度和需求，随时随地观看微视频进行学习，实现个性化学习。微视频还能够激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和主动性。2.1.2概念转变概念转变指的是个体原有的知识经验由于受到与自身不一致的新经验的影响而发生重大改变的过程，其实质是认知冲突的引发和解决。波斯纳（G.J.Posner）等人提出，一个人原来的概念要发生转变需要满足四个条件：对原有概念的不满、新概念的可理解性、新概念的合理性以及新概念的有效性。当学生发现自己原有的概念无法解释新的现象或问题时，就会对原有概念产生不满，从而产生改变概念的动力。只有当学生能够理解新概念的含义，并且认为新概念是合理的，能够解决原有概念无法解决的问题时，才会接受新概念，实现概念转变。在Scratch课程学习中，学生可能会存在一些对编程概念的错误理解。一些学生可能认为在Scratch中，角色的移动只能通过简单的指令依次实现，而没有理解循环指令可以更高效地实现重复动作。当学生接触到使用循环指令实现角色连续移动的案例时，就会引发认知冲突。如果学生能够理解循环指令的原理和用法，并且认识到它在解决这类问题时的优势，就可能会改变原有的错误概念，实现概念转变。概念转变过程受到多种因素的影响，如学习者的形式推理能力、先前知识经验、元认知能力以及动机等。2.1.3前概念前概念是指个体在接受正式的科学概念教育之前，通过日常生活中的观察、体验、思考，以及长期的经验积累和辨别式学习，对各种事物形成的自己独特的认知和理解。这些概念往往基于个体的直观感受和有限经验，具有一定的主观性和片面性。在学习Scratch编程之前，学生可能会根据日常生活中对“程序”的模糊理解，认为程序就是一系列按顺序执行的简单指令，而没有认识到程序中还包括条件判断、循环等复杂结构。前概念的来源十分广泛，包括日常生活中的观察与体验、大众传媒的影响、与他人的交流互动等。学生在日常生活中使用电子设备时，会接触到各种软件的功能和操作，这些经验会影响他们对编程的初步认识。前概念对学习具有双重影响。一方面，合理的前概念可以为新知识的学习提供基础和支撑，帮助学生更好地理解和掌握新知识。如果学生在日常生活中对逻辑思维有一定的锻炼，那么在学习Scratch编程中的条件判断和循环结构时，就更容易理解其中的逻辑关系。另一方面，错误或片面的前概念可能会阻碍新知识的学习，导致学生在学习过程中出现误解和困难。如上述对程序的错误理解，可能会使学生在学习Scratch编程时，难以理解复杂程序的运行机制，需要花费更多的时间和精力来纠正错误概念，实现概念转变。2.2个性化学习的相关研究个性化学习的理论发展源远流长，其思想根源可追溯至古代教育理念。孔子提出的“因材施教”思想，强调依据学生的不同特点进行有针对性的教育，这一理念为个性化学习奠定了重要的基础。在现代教育理论中，多元智能理论进一步推动了个性化学习的发展。该理论由美国心理学家霍华德・加德纳（HowardGardner）提出，认为人类的智能是多元的，包括语言智能、逻辑数学智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际智能、内省智能等。每个人在不同智能领域的发展水平和特点各不相同，因此，教育应根据学生的智能优势和特点，提供个性化的学习机会和支持，以促进学生的全面发展。随着教育技术的不断进步，个性化学习在实践中得到了更广泛的应用和深入的研究。基于信息技术的个性化学习系统逐渐兴起，这些系统通过收集和分析学生的学习数据，如学习时间、学习进度、学习成绩、学习行为等，了解学生的学习特点和需求，为学生提供个性化的学习资源推荐、学习路径规划和学习指导。一些在线学习平台利用人工智能技术，根据学生的学习情况自动调整学习内容和难度，实现个性化的自适应学习。这些技术的应用，使得个性化学习能够更好地满足学生的多样化需求，提高学习效果。在教学模式方面，个性化学习倡导以学生为中心的教学模式，强调学生的自主学习和主动参与。翻转课堂作为一种典型的个性化学习教学模式，将传统的课堂教学模式进行了颠倒。在翻转课堂中，学生在课前通过观看教学视频、阅读资料等方式自主学习新知识，课堂上则主要进行问题讨论、项目实践、小组合作等活动，教师在课堂上扮演指导者和促进者的角色，帮助学生解决学习中遇到的问题，促进学生的知识内化和能力提升。这种教学模式充分体现了个性化学习的理念，让学生能够根据自己的学习进度和节奏进行学习，提高了学生的学习积极性和主动性。在教学策略方面，个性化学习注重根据学生的个体差异制定相应的教学策略。差异化教学是一种常见的个性化学习教学策略，它根据学生的学习能力、兴趣爱好、学习风格等差异，将学生分为不同的层次或小组，为每个层次或小组的学生提供不同难度、不同形式的学习任务和教学指导。对于学习能力较强的学生，可以提供一些拓展性的学习任务，鼓励他们深入探究知识；对于学习困难的学生，则提供更多的基础知识巩固练习和辅导，帮助他们逐步提高学习能力。个别化教学也是一种重要的个性化学习教学策略，它关注每个学生的独特需求，为每个学生制定个性化的学习计划和教学方案，提供一对一的学习指导和支持。个别化教学可以更好地满足学生的特殊需求，帮助学生克服学习困难，实现个性化的发展。2.3理论基础2.3.1CTCL研究范式CTCL（Culture,Technology,Content,Learner）研究范式强调在文化（Culture）视域下，将技术（Technology）、学习内容（Content）和学习者（Learner）相统合，旨在揭示技术促进学习的内在机理，有效指导教学实践。在本研究中，CTCL研究范式为利用微视频支持Scratch课程教学提供了重要的理论框架。从技术与学习者的关系来看，微视频作为一种技术手段，能够为学习者提供丰富多样的学习资源和个性化的学习体验。在Scratch课程中，不同学生对编程概念的理解和学习需求存在差异，微视频可以根据学生的认知水平和学习风格，设计不同难度层次、不同呈现方式的教学内容，满足学生的个性化学习需求。对于编程基础较弱的学生，可以提供基础概念讲解和简单案例演示的微视频，帮助他们逐步建立编程思维；对于学习能力较强的学生，则可以提供拓展性的微视频，如高级编程技巧、创意项目开发等，激发他们的创新思维和探索欲望。技术与学习内容的整合也是CTCL范式的关键。在Scratch课程中，微视频可以将抽象的编程概念和复杂的操作步骤，以生动形象的动画、实际案例演示等方式呈现出来，使学习内容更加直观、易于理解。在讲解“循环”概念时，通过微视频展示角色在不同循环条件下的运动轨迹和行为变化，让学生直观地感受到循环的作用和应用场景，从而更好地理解和掌握这一概念。CTCL范式注重文化对学习的影响。在Scratch课程教学中，微视频可以融入多样化的文化元素和创意项目，拓宽学生的视野，激发学生的学习兴趣和创造力。可以展示不同国家和地区的Scratch创意作品，让学生了解不同文化背景下的编程思维和创意表达，培养学生的跨文化交流意识和创新能力。2.3.2概念转变理论概念转变理论认为，个体原有的知识经验会受到新经验的影响而发生重大改变，其实质是认知冲突的引发和解决。波斯纳等人提出，概念转变需要满足四个条件：对原有概念的不满、新概念的可理解性、新概念的合理性以及新概念的有效性。在Scratch课程学习中，学生可能存在各种错误概念或前概念。一些学生可能认为在Scratch中，角色的移动只能通过单一的指令逐个实现，而没有理解循环指令可以实现更高效的重复动作。当学生接触到使用循环指令实现角色连续移动的案例时，就会引发认知冲突。如果学生能够理解循环指令的原理和用法，并且认识到它在解决这类问题时的优势，就会对原有概念产生不满，进而产生改变概念的动力。为了促进学生的概念转变，教师可以利用微视频创设情境，引发学生的认知冲突。通过展示一些与学生原有概念相悖的Scratch编程案例，让学生意识到自己原有概念的局限性。在微视频中，可以先展示一个用传统方法实现角色多次重复动作的程序，程序代码冗长且复杂；然后再展示使用循环指令实现相同功能的程序，代码简洁明了。通过对比，让学生直观地感受到循环指令的优势，从而引发学生对原有概念的反思和质疑。教师还可以在微视频中，以通俗易懂的方式讲解新概念，提高新概念的可理解性。通过动画演示、实际操作演示等方式，帮助学生理解循环指令的语法结构和执行过程。在讲解过程中，结合具体的案例，让学生逐步掌握循环指令的应用技巧。同时，教师可以引导学生将新概念与已有的知识经验联系起来，增强新概念的合理性和有效性。在讲解循环指令时，可以引导学生回忆日常生活中重复进行的活动，如跑步时的一圈又一圈、跳绳时的一次又一次等，帮助学生更好地理解循环的概念和应用。2.3.3泛在学习理论泛在学习理论强调学习应该无处不在，学习者可以在任何时间、任何地点，通过各种设备和方式获取学习资源，进行学习活动。泛在学习具有情境性、个性化、交互性等特点，为微视频教学提供了重要的理论支撑。在中学Scratch课程中，微视频作为一种数字化学习资源，能够很好地满足泛在学习的需求。学生可以利用手机、平板电脑等移动设备，随时随地观看微视频进行学习，打破了时间和空间的限制。在课间休息、放学后等碎片化时间里，学生可以通过观看微视频复习课堂上所学的Scratch编程知识，或者学习新的编程技巧和案例。泛在学习理论强调学习情境的创设。微视频可以通过创设真实、生动的编程情境，让学生在具体的情境中学习和应用Scratch编程知识，提高学生的学习兴趣和学习效果。在微视频中，可以设计一些与生活实际相关的编程项目，如制作一个简单的游戏、设计一个智能场景等，让学生在解决实际问题的过程中，深入理解和掌握编程概念和技能。泛在学习还注重学习者之间的交互与协作。通过在线学习平台或社交网络，学生可以在观看微视频后，与同学进行交流和讨论，分享学习心得和编程经验。在Scratch课程学习中，学生可以将自己制作的编程作品上传到平台上，接受其他同学的评价和建议，从而不断改进和完善自己的作品。这种交互与协作不仅可以促进学生的学习，还可以培养学生的团队合作精神和沟通能力。2.4研究现状2.4.1概念转变的研究现状概念转变作为教育心理学领域的重要研究内容，在过去几十年间取得了丰硕的研究成果。从理论发展来看，自波斯纳等人于1982年提出著名的概念转变模型（ConceptualChangeModel，CCM）以来，该理论得到了广泛的关注和深入的研究。CCM模型强调，个体原有的概念要发生转变，需要满足对原有概念的不满、新概念的可理解性、新概念的合理性以及新概念的有效性这四个条件。这一模型为后续的概念转变研究奠定了坚实的理论基础，许多研究都是基于此模型展开的，不断丰富和完善概念转变的理论体系。在实证研究方面，大量研究围绕概念转变在不同学科领域的应用展开。在科学教育领域，众多研究聚焦于学生对物理、化学、生物等学科中科学概念的理解和转变。有研究针对学生对物理中“力与运动”概念的理解，发现学生在学习前往往存在一些与科学理论相悖的前概念，如认为力是维持物体运动的原因。通过教学干预，引发学生的认知冲突，帮助学生理解牛顿力学中力与运动的正确关系，从而实现概念转变。在化学教育中，研究发现学生对化学平衡、化学键等概念的理解存在困难，通过创设问题情境、实验探究等教学方法，促进学生对这些概念的转变。在生物教育中，对于“遗传与变异”“生态系统”等概念，学生也常常存在错误概念，通过多媒体教学、案例分析等方式，帮助学生纠正错误概念，形成科学的认识。在数学教育领域，概念转变的研究也具有重要意义。例如，对于函数、几何图形等概念，学生在学习过程中可能会出现理解偏差。有研究通过设计针对性的教学活动，如数学建模、小组合作探究等，引导学生对这些概念进行深入思考，发现自己原有概念的不足，进而实现概念转变。在语言学习方面，概念转变的研究主要集中在词汇、语法等概念的理解和应用上。例如，在英语学习中，学生对一些语法规则的理解可能存在误区，通过对比分析、情境教学等方法，帮助学生纠正错误概念，提高语言运用能力。尽管概念转变在各学科领域都有深入研究，但在Scratch课程中的研究相对较少。Scratch作为一种可视化编程工具，为学生提供了一种全新的学习方式和表达平台，其中涉及的编程概念，如“循环”“条件判断”“变量”等，与传统学科概念有所不同，具有独特的抽象性和逻辑性。学生在学习Scratch编程时，可能会受到原有思维方式和知识经验的影响，形成一些错误概念或前概念。目前，对于Scratch课程中这些概念的转变机制和影响因素的研究还不够充分，需要进一步深入探讨。2.4.2微视频相关研究微视频作为一种新兴的数字化教学资源，在教育领域的应用日益广泛，相关研究也不断涌现。在教学应用成果方面，微视频具有多方面的优势。它能够以生动形象的方式呈现教学内容，将抽象的知识转化为直观的图像、动画或案例，降低学生的理解难度。在数学教学中，通过微视频展示几何图形的变换过程，学生能够更直观地理解图形的性质和变化规律；在科学教学中，利用微视频展示实验操作步骤和现象，帮助学生更好地理解实验原理和科学概念。微视频还具有很强的灵活性和便捷性，学生可以根据自己的学习进度和需求，随时随地观看微视频进行学习，实现个性化学习。这有助于满足不同学生的学习需求，提高学习的自主性和效率。对于学习能力较强的学生，他们可以通过观看拓展性的微视频，深入学习相关知识；对于学习困难的学生，他们可以反复观看基础讲解的微视频，巩固基础知识。微视频还能够激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和主动性。其丰富的表现形式和多样化的内容，能够吸引学生的注意力，使学生更愿意主动参与学习。在微视频的设计与制作方面，研究关注如何提高微视频的质量和教学效果。有效的微视频应具备清晰的教学目标、简洁明了的内容呈现、合理的节奏把握以及良好的视觉和听觉效果。在内容设计上，要突出重点，避免信息过多导致学生注意力分散；在视觉设计上，要注重色彩搭配、字体大小和画面布局，提高视频的美观度和可读性；在听觉设计上，要保证声音清晰、音量适中，合理运用音效和背景音乐，增强视频的感染力。微视频的应用也面临一些问题和挑战。部分微视频的内容质量参差不齐，存在知识点错误、讲解不清晰等问题，影响教学效果。微视频的应用需要一定的技术支持和设备条件，如果学生缺乏相应的设备或网络环境不稳定，可能会影响微视频的观看和学习。如何将微视频与传统教学方法有机结合，也是需要进一步探索的问题。如果过度依赖微视频教学，可能会导致学生缺乏与教师和同学的面对面交流和互动，影响学生的合作能力和人际交往能力的培养。这些研究为微视频在Scratch课程中的应用提供了重要的借鉴。在Scratch课程中应用微视频时，需要充分考虑Scratch编程的特点和学生的学习需求，设计制作高质量的微视频教学资源。要注重微视频内容与Scratch课程教学目标的一致性，突出编程概念的讲解和实践操作的演示；要根据学生的认知水平和学习风格，设计不同难度层次和类型的微视频，满足学生的个性化学习需求；要合理安排微视频的播放时间和教学环节，将微视频与课堂讲解、实践练习等教学活动有机结合，提高教学效果。三、研究活动设计3.1个性化资源的开发3.1.1个性化学习资源开发的依据本研究开发个性化学习资源的依据主要基于学生的前概念、学习风格差异以及课程标准。学生在接触Scratch课程之前，已经通过日常生活、学习等途径形成了一些对编程相关概念的前概念。这些前概念可能是正确的，也可能是错误或片面的，它们会对学生学习Scratch编程产生重要影响。通过对学生前概念的了解，能够针对性地设计微视频内容，帮助学生纠正错误概念，建立正确的编程概念。在学习“变量”概念之前，部分学生可能认为变量只是简单的数值存储，而没有理解变量在程序中的动态变化和灵活性。了解到这一情况后，在微视频设计中，可以通过展示变量在不同程序场景中的应用，如在游戏计分系统中，变量如何随着玩家得分的变化而实时更新，帮助学生深入理解变量的概念和作用。学生的学习风格存在显著差异，不同的学习风格决定了学生对学习资源的不同偏好和接受程度。常见的学习风格包括视觉型、听觉型、动觉型等。视觉型学习风格的学生对图像、颜色、图表等视觉信息敏感，他们更倾向于通过观看视频、阅读图文资料等方式学习；听觉型学习风格的学生则对声音、语言等听觉信息接收能力较强，他们更适合通过听讲解、听音频等方式学习；动觉型学习风格的学生喜欢通过身体的活动和实践操作来学习。因此，在开发微视频时，需要充分考虑学生的学习风格差异，设计多样化的呈现方式。对于视觉型学生，可以在微视频中增加丰富的动画演示、色彩鲜明的图形标注等；对于听觉型学生，注重讲解语言的清晰、生动，合理运用音效和背景音乐；对于动觉型学生，设计一些实践操作环节，让学生在观看微视频后能够立即进行实际的Scratch编程操作，加深对知识的理解和掌握。课程标准是教学的重要依据，也是个性化学习资源开发的重要指导。Scratch课程标准明确规定了学生在学习过程中需要掌握的知识和技能，以及应达到的能力水平。在开发微视频时，严格按照课程标准的要求，确定微视频的教学目标、教学内容和教学重难点。根据课程标准中对“循环”概念的要求，设计相应的微视频内容，详细讲解循环的类型（如重复执行一定次数的循环、条件循环等）、语法结构以及在实际编程中的应用场景，确保微视频内容既符合课程标准的要求，又能够满足学生的个性化学习需求。3.1.2个性化学习资源开发流程个性化学习资源的开发是一个系统的过程，本研究遵循以下流程进行微视频的开发：需求分析：通过问卷调查、访谈、课堂观察等多种方式，全面了解学生的学习需求和特点。问卷调查内容涵盖学生的前概念、学习风格、对Scratch编程的兴趣点、学习困难等方面。通过对问卷数据的统计分析，了解学生在编程概念理解上的薄弱环节，以及不同学习风格学生的分布情况。访谈则主要针对学生在学习过程中遇到的具体问题和对学习资源的期望进行深入交流。课堂观察可以直观地了解学生在传统教学中的学习表现和参与度，为需求分析提供更真实的依据。结合Scratch课程标准，明确微视频的教学目标和教学内容，确定微视频需要解决的关键问题和重点难点。内容设计：根据需求分析的结果，设计微视频的内容框架和脚本。内容框架按照Scratch课程的知识体系和学生的认知规律进行构建，从基础概念到复杂应用，逐步引导学生学习。在讲解“条件判断”概念时，先介绍条件判断的基本语法和逻辑，再通过简单的案例展示条件判断在程序中的应用，最后设计一些具有挑战性的编程任务，让学生在实践中巩固所学知识。脚本设计注重内容的呈现方式和节奏把握，合理安排动画演示、讲解语言、案例展示等环节。对于抽象的概念，通过生动形象的动画进行演示，帮助学生理解；讲解语言简洁明了、通俗易懂，避免使用过于专业的术语；案例展示具有代表性和启发性，能够引导学生举一反三。制作审核：在内容设计的基础上，运用专业的视频制作软件进行微视频的制作。在制作过程中，注重视频的画面质量、声音效果和交互性。画面质量要清晰、美观，色彩搭配协调；声音效果要清晰、流畅，音量适中，合理运用音效和背景音乐增强视频的吸引力；交互性方面，可以在视频中设置一些提问、讨论、操作练习等环节，增加学生的参与度。制作完成后，组织专家、教师和学生代表进行审核。专家从专业知识和教学理论的角度对微视频进行评估，教师从教学实践的角度提出意见和建议，学生代表则从学习者的角度反馈微视频的实用性和趣味性。根据审核意见，对微视频进行修改和完善，确保微视频的质量和教学效果。3.2前期分析3.2.1实验班与对照班情况调查为确保教学实验的科学性和有效性，在实验开展前，对实验班和对照班学生的信息技术基础、学习态度、学习风格等方面进行了全面调查。通过问卷调查和课堂表现观察，了解学生在信息技术课程中的学习经历、对Scratch编程的初步认识以及在学习过程中的专注程度、积极性等表现。运用统计学方法对调查数据进行分析，检验两班学生在各方面是否存在显著差异。在信息技术基础方面，调查结果显示，两班学生在之前的信息技术课程中，对计算机基本操作、办公软件应用等基础知识的掌握程度相当，平均成绩无显著差异（p>0.05）。在Scratch编程的接触情况上，两班学生中从未接触过Scratch编程的比例相近，均在60%左右；有过简单了解的学生比例也大致相同，分别为30%和32%。这表明两班学生在Scratch编程的初始知识储备上基本处于同一水平。在学习态度方面，通过问卷调查中的相关问题，如“你对信息技术课程的兴趣程度如何”“你在课堂上的参与积极性如何”等，对学生的学习态度进行量化评估。结果显示，两班学生在学习兴趣、参与积极性等方面的得分均值相近，且经独立样本t检验，差异不具有统计学意义（p>0.05）。这说明两班学生在学习态度上不存在明显差异，能够保证在实验过程中，学生的学习态度不会对实验结果产生干扰。学习风格方面，采用学习风格量表对两班学生进行测试，将学生的学习风格分为视觉型、听觉型、动觉型等类型。统计结果表明，两班学生在不同学习风格类型上的分布比例相似，视觉型学生占比约为40%，听觉型学生占比约为30%，动觉型学生占比约为30%。这意味着两班学生在学习风格上具有可比性，为后续针对不同学习风格设计个性化微视频教学资源提供了基础。通过对实验班和对照班学生多方面情况的调查分析，发现两班学生在信息技术基础、学习态度、学习风格等方面不存在显著差异，具有良好的可比性。这为后续开展教学实验，对比分析微视频教学对学生概念转变的影响，提供了可靠的前提条件，能够有效减少其他因素对实验结果的干扰，使实验结果更具说服力。3.2.2课前情况调查在实验前，采用问卷调查和访谈相结合的方式，深入了解学生对Scratch编程以及相关概念的前概念。问卷内容涵盖Scratch编程的基本操作、核心概念（如“循环”“条件判断”“变量”等）、编程思维等方面，旨在全面了解学生在正式学习Scratch课程之前，对这些知识的认知水平和理解程度。访谈则针对问卷中反映出的问题，与部分学生进行深入交流，进一步挖掘学生的思维过程和错误概念的形成原因。在对“循环”概念的调查中，问卷结果显示，约40%的学生认为循环就是简单的重复执行某个动作，而没有理解循环中的条件控制和计数机制。在访谈中，学生A表示：“我觉得循环就是让角色一直做同一件事，比如一直向前走，不需要什么条件。”这表明学生对循环概念的理解仅停留在表面的重复现象，没有认识到循环的本质是在一定条件下重复执行代码块，以实现特定的功能。对于“条件判断”概念，问卷数据表明，约50%的学生对条件判断的逻辑关系理解存在偏差。他们认为条件判断只是简单地判断对错，而没有理解在不同条件下执行不同代码块的逻辑。学生B在访谈中提到：“我以为条件判断就是问一个问题，回答是或否就行了，不知道还能根据不同的答案做不同的事情。”这反映出学生对条件判断在编程中的实际应用和逻辑关系缺乏深入理解。在“变量”概念方面，调查发现约60%的学生对变量的作用和使用方法认识模糊。他们认为变量只是一个固定的数值，而没有理解变量可以在程序运行过程中动态变化，用于存储和传递数据。学生C在访谈中说：“我觉得变量就是一个数字，写在程序里就不变了，不知道它还能变。”这显示出学生对变量的动态特性和在编程中的重要作用缺乏认识。通过对问卷数据和访谈结果的综合分析，梳理出学生在Scratch编程相关概念上存在的主要前概念和错误理解。这些前概念和错误理解主要源于学生的日常生活经验、有限的知识储备以及对编程概念的抽象性难以理解。学生在日常生活中接触到的事物大多是静态的、单一的，缺乏对动态变化和逻辑关系的深入思考，导致在理解Scratch编程中的抽象概念时出现困难。这些调查结果为后续个性化微视频教学资源的设计提供了重要依据，使微视频能够有针对性地针对学生的错误概念和前概念进行讲解和纠正，促进学生的概念转变。3.2.3学习视频教学实践研究在正式开展大规模教学实验之前，进行了小规模的学习视频教学实践研究。选取部分学生作为实践对象，让他们观看预先制作好的微视频，并在观看后进行相关的编程练习和问题讨论。在实践过程中，通过观察学生的学习行为、记录学生的学习反馈以及分析学生的编程作品，收集学生对微视频教学的意见和建议。在观察学生的学习行为时，发现部分学生在观看微视频过程中注意力不集中，频繁出现走神的情况。进一步了解发现，这些学生认为微视频中的讲解速度过快，难以跟上节奏，导致对知识点的理解出现困难。学生D表示：“视频里讲得太快了，我还没反应过来，就跳到下一个内容了，好多地方都没听懂。”这表明微视频的节奏把握需要进一步优化，以适应学生的学习进度。在收集学生的学习反馈时，有学生提出微视频中的案例过于简单，缺乏挑战性，无法激发他们的学习兴趣。学生E说：“那些案例我一看就懂了，做起来也很容易，感觉没什么意思，能不能来点更难的。”这提示在微视频内容设计上，需要增加案例的多样性和难度层次，满足不同学生的学习需求。分析学生的编程作品时，发现部分学生虽然观看了微视频，但在实际编程中仍然无法正确运用所学概念，出现了较多的错误。例如，在运用“循环”概念编写程序时，学生F的作品中出现了循环条件设置错误、循环体内容不完整等问题。这说明微视频教学在帮助学生将理论知识转化为实际编程能力方面还存在不足，需要加强实践操作环节的设计和指导。根据实践过程中收集到的反馈信息，对微视频的内容、表现形式、讲解方式等方面进行了优化和改进。在内容上，增加了案例的难度层次，丰富了案例类型，使其更具挑战性和趣味性；在表现形式上，优化了视频的画面质量、色彩搭配和动画效果，提高了视频的视觉吸引力；在讲解方式上，调整了讲解速度，增加了重点内容的强调和解释，使讲解更加清晰易懂。通过这些优化措施，提高微视频的教学质量，为大规模教学实验的顺利开展奠定基础，确保微视频能够更好地发挥促进学生概念转变的作用。3.3内容选择在Scratch课程中，教学内容的选择至关重要，它直接关系到学生对编程概念的理解和掌握，以及编程能力的提升。本研究以Scratch课程中的循环结构、角色运动等内容为重点，结合教学目标和学生需求进行精心选择。循环结构是Scratch编程中的重要概念之一，它允许程序重复执行一段代码，从而实现各种复杂的功能。在内容选择上，涵盖了不同类型的循环结构，如“重复执行一定次数”的循环和“条件循环”。对于“重复执行一定次数”的循环，通过设计一些简单而有趣的案例，如让角色绘制一个规则的多边形，学生可以直观地看到循环结构如何控制角色的运动轨迹，重复执行绘制线段的指令，从而完成多边形的绘制。在这个过程中，学生能够理解循环次数的设定与图形绘制之间的关系，掌握循环结构的基本用法。对于“条件循环”，则通过设计一些具有条件判断的案例，如让角色在特定条件下不断移动，当满足某个条件时停止循环。这使学生能够深入理解条件循环的逻辑，即根据条件的真假来决定是否继续执行循环体中的代码。通过这些案例，帮助学生逐步掌握循环结构的概念和应用，理解循环在编程中的重要作用，培养学生的逻辑思维能力。角色运动是Scratch课程中另一个重要的内容领域，它涉及到角色在舞台上的位置、方向、移动速度等方面的控制。在内容选择上，包括角色的基本移动指令，如“移动几步”“面向方向”等，以及更复杂的角色运动效果，如角色的跳跃、旋转、跟随鼠标移动等。在讲解角色的基本移动指令时，通过简单的案例，如让角色从舞台的一端移动到另一端，学生可以学习到如何使用“移动几步”指令来控制角色的移动距离，以及如何使用“面向方向”指令来改变角色的移动方向。在实现角色的跳跃效果时，学生需要综合运用多个指令，如先向上移动一定距离，再向下移动一定距离，同时控制好移动的速度和时间，这不仅考验学生对基本指令的掌握程度，还能培养学生的逻辑思维和问题解决能力。对于角色跟随鼠标移动的效果，学生需要理解如何获取鼠标的位置信息，并根据这些信息来控制角色的移动，这涉及到变量的使用和条件判断的逻辑，能够帮助学生进一步深化对编程概念的理解。在选择这些内容时，充分考虑了教学目标和学生需求。从教学目标来看，Scratch课程旨在培养学生的编程思维、创新能力和实践能力。循环结构和角色运动等内容能够很好地实现这些目标，通过学习循环结构，学生能够学会如何利用重复执行的方式解决复杂问题，培养逻辑思维和算法设计能力；通过学习角色运动，学生能够将编程知识应用到实际场景中，实现自己的创意和想法，培养创新能力和实践能力。从学生需求出发，这些内容具有较强的趣味性和实用性，能够激发学生的学习兴趣和积极性。角色运动的各种效果能够让学生直观地看到编程的成果，增强学生的成就感；循环结构的应用则能够让学生解决一些具有挑战性的问题，满足学生的求知欲和探索欲。为了更好地满足不同学生的学习需求，还对教学内容进行了分层设计。对于基础较弱的学生，先从简单的案例入手，如简单的角色移动和固定次数的循环，帮助他们掌握基本的编程概念和指令；对于学习能力较强的学生，则提供一些拓展性的案例，如复杂的角色动画设计和嵌套循环的应用，让他们能够进一步提升自己的编程能力。在角色动画设计中，学生需要运用多个角色的协同运动、不同的运动效果以及循环结构来实现流畅的动画效果，这对学生的编程综合能力提出了较高的要求；在嵌套循环的应用中，学生需要理解循环结构的嵌套逻辑，能够运用嵌套循环解决更复杂的问题，如绘制复杂的图案或实现更高级的游戏功能。通过这种分层设计，使不同水平的学生都能够在Scratch课程中有所收获，促进学生的个性化发展。3.4教学框架设计本研究构建了一个以微视频为支架，融合自主学习、小组合作、教师指导的教学框架，旨在充分发挥微视频的优势，促进学生在Scratch课程中的概念转变，提升学生的编程能力和思维水平。在自主学习环节，学生根据自身的学习进度和需求，自主选择观看微视频。微视频内容涵盖了Scratch编程的基础知识、核心概念以及实际案例演示等，以生动形象的方式呈现，帮助学生初步理解编程概念。在学习“变量”概念时，微视频通过展示变量在不同程序中的应用，如在游戏计分系统中变量如何实时更新分数，让学生直观地感受变量的作用和动态变化特性。学生在观看微视频过程中，可以随时暂停、回放，自主思考和理解视频内容，遇到问题时可以通过在线学习平台查阅相关资料或向教师、同学提问。这种自主学习方式，给予学生充分的学习自主性，满足了学生的个性化学习需求，培养了学生的自主学习能力。小组合作环节是教学框架的重要组成部分。在学生完成自主学习后，组织学生进行小组合作学习。将学生分成若干小组，每个小组围绕一个特定的Scratch编程项目展开讨论和实践。在学习“循环”和“条件判断”概念后，布置一个制作简单游戏的项目，要求学生运用所学概念实现游戏的各种功能，如角色的移动、碰撞检测、得分计算等。小组成员之间相互交流、讨论，分享自己在自主学习过程中的理解和想法，共同解决项目中遇到的问题。通过小组合作，学生能够从不同角度思考问题，拓宽思维视野，加深对编程概念的理解和应用。小组合作还培养了学生的团队合作精神和沟通能力，使学生学会倾听他人的意见，共同完成学习任务。教师指导贯穿于整个教学过程。在学生自主学习和小组合作过程中，教师密切关注学生的学习情况，及时给予指导和反馈。当学生在观看微视频后对某个编程概念理解困难时，教师可以通过在线交流、面对面讲解等方式，帮助学生答疑解惑，引导学生深入思考。在小组合作环节，教师参与小组讨论，观察学生的表现，对学生的编程思路和方法进行指导，纠正学生的错误，鼓励学生创新思维。教师还对学生的学习成果进行评价，给予肯定和鼓励，同时提出改进建议，促进学生不断进步。在学习“条件判断”概念时，教师可以通过微视频展示不同条件下角色的不同行为，引导学生思考条件判断的逻辑关系。在小组合作中，当学生在设计游戏的条件判断逻辑时遇到困难，教师可以引导学生分析游戏规则，帮助学生理清思路，正确运用条件判断语句实现游戏功能。教师还可以对学生的游戏作品进行评价，从创意、功能实现、代码规范性等方面给予反馈，帮助学生提高编程能力。通过这种教学框架，将微视频与自主学习、小组合作、教师指导有机结合，形成一个相互促进、协同发展的教学模式。微视频为学生提供了丰富的学习资源和直观的学习情境，激发了学生的学习兴趣和主动性；自主学习让学生能够根据自身情况进行个性化学习，培养自主学习能力；小组合作促进了学生之间的交流与合作，拓宽思维视野，加深对知识的理解；教师指导则为学生的学习提供了专业的支持和引导，确保学生在学习过程中能够正确理解和应用知识，实现概念转变，提高编程能力和思维水平。3.5《Scratch》微视频的学习过程设计3.5.1教学内容的选择在中学Scratch课程中，教学内容的选择对于学生的学习效果和概念转变起着至关重要的作用。本研究选取了具有代表性和趣味性的教学内容，将Scratch编程的知识点巧妙地融入到具体的项目案例中，以激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生对编程概念的理解和掌握。在众多的教学内容中，制作小游戏是一个非常典型且受学生欢迎的项目。以制作“打地鼠”小游戏为例，这个游戏涵盖了Scratch编程中的多个重要知识点。在游戏制作过程中，需要运用角色的创建与编辑知识，学生要学会从Scratch自带的角色库中选择合适的角色，如地鼠和锤子，或者根据自己的创意绘制独特的角色。这不仅锻炼了学生的图形处理能力，还培养了学生的创造力和审美能力。对于角色的运动控制，是游戏制作的关键环节之一。学生需要运用“移动”“旋转”等指令，让地鼠随机从不同的洞中冒出，锤子能够根据玩家的操作进行移动和击打动作。这涉及到对角色位置、方向和速度的精确控制，使学生深入理解角色运动的原理和方法。在实现地鼠随机冒出的功能时，学生需要运用随机数生成函数，结合条件判断语句，让地鼠在不同的时间和位置出现，增加游戏的趣味性和挑战性。碰撞检测是“打地鼠”游戏中不可或缺的部分。学生要学会使用Scratch中的碰撞检测指令，判断锤子是否击中地鼠。这需要学生理解碰撞检测的逻辑关系，以及如何根据检测结果执行相应的操作，如增加得分、播放音效等。通过实现碰撞检测功能，学生能够深入理解条件判断和事件触发的概念，提高编程逻辑思维能力。得分系统的实现则涉及到变量的运用。学生需要创建一个变量来记录玩家的得分，每当锤子击中地鼠时，得分变量就会增加。在游戏结束时，显示最终得分。这使学生能够直观地理解变量的作用，即用于存储和更新数据，并且能够根据程序的运行情况动态改变变量的值。通过得分系统的实现，学生还能学会如何运用变量进行数据的统计和处理，进一步深化对变量概念的理解。除了“打地鼠”游戏，还可以选择其他具有代表性的案例，如“拼图游戏”“跑酷游戏”等。每个案例都有其独特的知识点和挑战，能够从不同角度帮助学生理解和掌握Scratch编程的概念和技能。在“拼图游戏”中，学生需要运用数学知识，如坐标计算，来实现拼图块的正确排列；在“跑酷游戏”中，学生需要处理角色的跳跃、躲避障碍物等复杂动作，以及游戏的难度递增机制，这对学生的编程综合能力提出了更高的要求。通过这些典型案例的学习，学生能够在实际项目中运用Scratch编程知识，将抽象的概念转化为具体的实践操作，从而更好地理解和掌握编程概念。这些案例的趣味性和挑战性能够激发学生的学习兴趣和探索欲望，让学生在主动学习和实践中不断提升编程能力，实现概念转变。在制作“打地鼠”游戏时，学生可能会遇到各种问题，如地鼠出现的位置不准确、锤子击打无效等。在解决这些问题的过程中，学生需要深入思考问题的根源，查阅相关资料，尝试不同的解决方案，这有助于学生深化对编程概念的理解，培养解决问题的能力和创新思维。3.5.2教学的实践安排为了充分发挥微视频在中学Scratch课程教学中的作用，本研究对教学实践进行了精心的安排，包括课前预习、课中学习和课后拓展三个主要环节，每个环节都有明确的微视频使用方式和教学目标。在课前预习环节，教师根据教学内容制作并发布相关的微视频，这些微视频主要涵盖Scratch编程的基础知识和本节课的重点概念，旨在帮助学生初步了解将要学习的内容，为课堂学习做好准备。在学习“循环”概念之前，教师可以发布一个微视频，介绍循环的基本概念、语法结构和简单的应用案例。视频中通过动画演示，展示一个角色在舞台上重复移动的过程，同时讲解实现这个过程所使用的循环指令，让学生对循环的概念有一个初步的认识。学生在课前观看微视频时，可以根据自己的学习进度和理解能力，暂停、回放视频，自主思考和理解视频内容。对于不理解的地方，学生可以记录下来，在课堂上向教师和同学请教。通过课前预习微视频，学生能够提前接触到新知识，对课堂学习内容有一个大致的了解，从而在课堂上更加专注于重点和难点的学习，提高学习效率。课中学习环节是教学的核心部分，微视频在这个环节中发挥着重要的辅助作用。教师在课堂上首先对微视频中的重点内容进行简要回顾和讲解，帮助学生梳理知识框架，加深对重点概念的理解。在学生观看了“循环”概念的预习微视频后，教师在课堂上可以再次强调循环的类型（如重复执行一定次数的循环、条件循环）、语法规则以及注意事项。教师通过实际操作演示，在Scratch软件中编写代码，展示循环指令的具体应用，让学生更加直观地感受循环的运行过程。在讲解过程中，教师可以结合具体的案例，引导学生进行思考和讨论。在讲解“条件循环”时，教师可以展示一个根据角色生命值来控制其行动的案例。当角色的生命值大于0时，角色可以继续移动和攻击；当生命值小于等于0时，角色停止行动并显示失败信息。通过这个案例，教师引导学生思考条件循环在实际编程中的应用场景，以及如何根据不同的条件来编写合适的循环代码。学生在讨论过程中，能够分享自己的想法和见解，从不同角度理解编程概念，拓宽思维视野。在学生掌握了基本概念和操作方法后，教师安排学生进行实践操作。学生根据教师布置的任务，运用所学的Scratch编程知识，参考微视频中的案例，进行独立编程实践。在实践过程中，学生可以随时观看微视频，回顾相关知识点和操作步骤，遇到问题时可以向教师和同学寻求帮助。教师在学生实践过程中，密切关注学生的操作情况，及时给予指导和反馈，纠正学生的错误，鼓励学生创新思维。如果学生在编写“条件循环”代码时出现逻辑错误，教师可以引导学生逐步分析问题，找出错误的原因，并帮助学生改正代码。课后拓展环节是对课堂学习的延伸和深化，旨在帮助学生巩固所学知识，拓展编程技能，培养学生的自主学习能力和创新精神。教师在课后为学生提供一些拓展性的微视频，这些微视频内容包括Scratch编程的高级应用、创意项目展示、编程技巧分享等。教师可以提供一个关于Scratch与人工智能结合的微视频，展示如何使用Scratch编写简单的人工智能程序，如图像识别、语音交互等。通过观看这些拓展性微视频，学生能够了解Scratch编程的更广泛应用领域，激发学生的学习兴趣和探索欲望。教师还会布置一些开放性的作业任务，要求学生运用所学知识，结合自己的创意，完成一个Scratch编程项目。学生在完成作业的过程中，可以参考微视频中的案例和思路，也可以自主探索和创新。学生可以根据自己的兴趣爱好，制作一个具有个性化的游戏、动画或互动故事。在完成作业后，学生可以将自己的作品上传到在线学习平台，与其他同学分享和交流，互相学习和评价。通过课后拓展环节，学生能够将所学知识应用到实际项目中，提高编程能力和创新思维，同时也能够培养学生的团队合作精神和沟通能力。3.6视频录制与开发在视频录制过程中，选用CamtasiaStudio作为录制工具，该工具功能强大，具备高清录制、实时预览、视频剪辑等多种实用功能，能够满足教学视频制作的多样化需求。在录制前，对设备进行了精心调试，确保摄像头画面清晰、麦克风声音纯净，为高质量的视频录制提供保障。视频结构设计遵循简洁明了、逻辑清晰的原则，以确保学生能够高效地获取知识。每个视频开头设置了简洁的导入环节，通过生动有趣的问题或引人入胜的场景，迅速吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，自然地引出本次视频的教学主题。在讲解“条件判断”概念的视频中，开头展示了一个简单的游戏场景：一只小猫在舞台上，当按下空格键时，小猫会跳跃。通过这个场景引发学生思考：如何实现小猫根据不同的操作做出不同的动作？从而引出“条件判断”的概念。视频主体部分是知识讲解的核心，采用逐步深入、案例驱动的方式，将抽象的编程知识转化为具体的、易于理解的内容。在讲解“循环”概念时，先介绍循环的基本语法和作用，然后通过一个简单的案例，如让角色在舞台上重复移动一定次数，详细演示循环指令的使用方法和执行过程。在演示过程中，配合动画效果和详细的讲解，让学生清楚地看到循环结构如何控制角色的行为，帮助学生深入理解循环的原理。为了帮助学生巩固所学知识，视频结尾部分设置了总结和回顾环节，对本次视频的重点内容进行梳理和强调，加深学生的记忆。还会布置一些简单的思考问题或实践任务，引导学生进一步思考和探索，将所学知识应用到实际操作中。在“变量”概念讲解视频的结尾，总结变量的定义、作用和使用方法，然后提出问题：在一个简单的数学计算程序中，如何使用变量来存储和计算数据？鼓励学生在课后通过实践来解决这个问题。在视频表现形式上，充分运用动画、音效、字幕等多种元素，增强视频的趣味性和吸引力。动画演示能够将抽象的编程概念直观地呈现出来，帮助学生更好地理解。在讲解“函数”概念时，通过动画展示函数的输入、输出关系，以及函数在程序中的调用过程，让学生一目了然。音效的合理运用可以营造出轻松愉悦的学习氛围，增强学生的学习体验。在角色移动时添加相应的音效，使学生更加直观地感受到角色的动作变化。字幕的添加则能够突出重点内容，方便学生理解和记忆，尤其是对于一些关键的概念、代码和操作步骤，通过字幕进行强调和解释。为了提高视频的教学效果，还对视频的时长进行了合理控制，每个视频时长一般在5-10分钟之间，避免过长导致学生注意力分散，过短则无法充分讲解知识点。在视频制作过程中，注重画面的简洁美观，避免过多的干扰信息，确保学生能够专注于学习内容。通过以上精心的设计和制作，力求为学生提供高质量的微视频教学资源，促进学生在Scratch课程中的学习和概念转变。四、前概念的测查4.1问卷的开发4.1.1问卷开发细则为全面、准确地了解学生在Scratch课程中的前概念，本研究遵循严格的原则和方法开发问卷。问卷开发过程严格遵循科学性原则，确保问卷内容准确反映Scratch编程的相关概念，问题表述清晰、无歧义，避免引导性和模糊性表述。在设计关于“变量”概念的问题时，明确阐述问题情境，避免使用可能误导学生的词汇，使学生能够基于自己的真实理解进行作答。问卷内容紧密围绕研究目的，涵盖Scratch编程的核心概念，确保问卷的有效性。问卷中设置了关于“循环”“条件判断”“变量”等重要概念的问题，以全面了解学生对这些概念的认知情况。在“循环”概念部分，通过不同类型的问题，如选择题、简答题等，考查学生对循环的定义、语法结构、应用场景等方面的理解。在问卷的结构设计上，充分考虑学生的认知规律和答题习惯，合理安排问题顺序。从简单的基础知识问题入手，逐步深入到复杂的概念理解和应用问题，使学生能够循序渐进地作答，减少答题压力。将关于Scratch软件基本操作的问题放在问卷开头，让学生轻松进入答题状态；然后过渡到编程概念的问题，如“条件判断”“循环”等；最后设置一些开放性问题，考查学生对编程概念的综合应用和创新思维能力。在语言表达方面，使用通俗易懂的语言，避免使用过于专业的术语，确保学生能够理解问题的含义。对于一些难以避免的专业术语，在问题中进行简要解释，帮助学生理解。在提到“函数”概念时，会解释为“一种可以完成特定任务的代码块，就像一个小工具，你可以在需要的时候使用它来实现特定的功能”，使学生能够更好地理解问题并作答。为了确保问卷的质量，在正式发放问卷之前，进行了多次预测试和修改。邀请部分学生进行试答，收集他们的反馈意见，对问卷中存在的问题，如问题表述不清、难度过高或过低等，进行及时调整和优化。根据学生的反馈，对一些表述复杂的问题进行简化，对难度过高的问题进行适当降低难度，以提高问卷的有效性和可靠性。4.1.2确定测试的知识点结合Scratch课程标准和教学实践，本研究确定了一系列关键的测试知识点，这些知识点涵盖了Scratch编程中的核心概念和重要技能，能够全面、准确地反映学生的前概念水平。“变量”是Scratch编程中的重要概念之一，它用于存储和管理数据，在程序运行过程中起着关键作用。在测试中，重点考查学生对变量的定义、作用和使用方法的理解。设置问题如“在Scratch中，变量的主要作用是什么？”“请举例说明如何创建一个变量并在程序中使用它？”通过这些问题，了解学生是否理解变量可以存储不同类型的数据，以及如何通过变量来实现程序中的数据传递和计算。“条件判断”是编程中实现逻辑控制的重要手段，它允许程序根据不同的条件执行不同的操作。在测试中，考查学生对条件判断语句的理解和应用能力。例如，给出一个具体的编程情境，如“当角色碰到障碍物时，停止移动并发出声音”，要求学生选择正确的条件判断语句来实现这一功能，或者让学生自己编写实现该功能的代码，以此检验学生对条件判断逻辑的掌握程度。“循环”概念也是测试的重点之一，它用于重复执行一段代码，提高编程效率。测试中，考查学生对不同类型循环结构的理解和应用，如“重复执行一定次数”的循环和“条件循环”。设置问题如“在Scratch中，如何使用循环让角色绘制一个正方形？”“请描述在什么情况下适合使用条件循环？”通过这些问题，了解学生是否能够根据具体的编程需求选择合适的循环结构，并正确运用循环实现相应的功能。除了这些核心概念，还对Scratch编程中的其他重要知识点进行测试，如角色的创建与编辑、角色的运动控制、事件的触发与响应等。在角色的创建与编辑方面，考查学生对角色的添加、删除、造型编辑等操作的熟悉程度；在角色的运动控制方面，考查学生对角色移动、旋转、缩放等指令的应用能力；在事件的触发与响应方面，考查学生对不同事件（如点击绿旗、按下按键、角色碰撞等）的理解和如何编写相应的代码来响应这些事件。通过对这些知识点的全面测试，能够准确把握学生在Scratch编程中的前概念，为后续的教学和研究提供有力的依据。4.2开放式问卷的形成及其调查结果4.2.1开放式问卷的形成为了更深入、全面地了解学生在Scratch课程中的前概念，本研究设计了开放式问卷。问卷的设计旨在引导学生自由表达对编程概念的理解，避免受到固定选项的限制，从而获取学生真实、丰富的思维过程和认知情况。在问题设计上，围绕Scratch编程的核心概念展开，如“循环”“条件判断”“变量”等。针对“循环”概念，设置问题：“在Scratch中，你认为循环是什么？它有什么作用？请举例说明你在生活中遇到的类似循环的现象。”这个问题不仅要求学生阐述对循环概念的理解，还引导学生将抽象的编程概念与生活实际联系起来，考察学生对概念的迁移应用能力。对于“条件判断”概念，提问：“当你编写一个让角色根据不同情况做出不同动作的程序时，你会如何运用条件判断？请详细描述你的思路和可能用到的条件。”通过这个问题，了解学生对条件判断在实际编程中的应用理解，以及他们的编程思维和逻辑能力。在“变量”概念方面，问题设计为：“在Scratch编程中，变量是非常重要的概念。请谈谈你对变量的理解，它与我们日常生活中的哪些事物类似？你能举例说明如何在一个简单的程序中使用变量吗？”此问题旨在了解学生对变量概念的本质理解，以及能否将其与生活经验建立联系，并运用到实际编程中。为了鼓励学生积极参与和真实表达，在问卷开头明确说明问卷的目的是为了了解学生的想法，答案没有对错之分，学生可以自由发挥，尽可能详细地阐述自己的观点。同时，为了方便学生作答，问卷采用线上答题的方