数字时代的到来和快速发展，对编程教育提出了更高的要求，不仅要学习编程的语法，借助这些语句、模块完成绘画、阅读、写作等描述性的编程应用，更重要的是通过编程学习和实践提高学习者发现问题、分析问题、解决问题的综合素养，培养多维度的思维能力。融入跨学科的理念和思路，可以让学习者通过计算工具加深对各领域知识的理解，激活和使用新知识，重构并获取新技能，促进编程教育与学科知识教育的协同发展。本文选取小学科学与编程教育的结合点，以“地球运动”知识点为例，介绍编程与小学科学教育融合的课程探究与设计。

教学背景

小学科学教育日益受到重视，最新修订的课程标准也体现了诸多与时俱进的变化，其中明确提出“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求”。信息技术天然带有工具类学科的属性，将其作为学习天文等科学知识的载体，可为教学引入一些新思路、新方法和新手段，尤其适用于传统教学中难以通过实物、实验开展学习或需长期观察的知识内容。同时，信息技术学科具备的计算思维和方法也将为问题解决、知识建构提供新的思路。

本课程设计选取的Scratch图形化编程软件面向儿童开发，相较文本编程，更利于小学阶段学习者理解和操作，支持媒体资源的添加和使用，便于教师搭建学习活动及场景。

遴选“地球与宇宙科学”的重要概念和基础知识，将图形化编程作为具像化的教学手段和学习工具，设计跨学科的课程内容和主题学习活动，有助于优化课程内容组织形式，帮助学生在学习学科核心概念的基础上，理解跨学科概念，促进知识在真实应用中的固化与提升。

教学实施

在教学实施中，引导学习者对复杂问题进行分析分解，设立任务目标，逐步探究“地球运动”的全貌。教师可提供图片、音乐等媒体资源作为探究对象的“造型”、背景等，搭建支撑探究活动的载体，根据学习者的基础，还可提供代码片段或样例，做好“脚手架”支撑。

教学过程

任务1：地球自转和昼夜交替

Scratch图形化编程软件中如何实现物体的变化运动？在Scratch媒体资源库选择几个角色，比如走路的小猫、狮子，观察和了解这些角色如何根据“造型”变化和“视觉暂留”原理展现动物行进的状态，进而引导学习者思考，如何由此展现地球的自转？观察平铺的世界地图和地球仪的异同，教师为学习者准备3张地球图片作为地球的“造型”，按照正确顺序拼接可形成一幅完整的地球图片。学习者思考和设置“造型”的出场顺序，使其在代码的控制下，能够从东向西展现地球各大洲的风貌，实现地球自西向东自转的模拟。使用“右转”代码，可模拟地轴的倾斜角度，使自转模拟更完整。

根据学习者的编程基础，教师可引导其自主编程，或为其提供太阳照射的代码，观察地球自转下的昼夜交替现象。