姚炯

積木編程軟件簡單易學，成為低齡學生編程學習的主要手段。但是在更深入的編程學習中，算法和程序設計教學的主要載體還是代碼編程。從積木到代碼，盡管有基礎知識的共通點，但其編程方式和風格存在著巨大差異。那么，學生之前積木編程的知識經(jīng)驗能否進行遷移，從而促進以后代碼編程的學習呢？同時，這些知識經(jīng)驗的遷移效果又是怎樣？能夠多大程度化解學生代碼學習的困難呢？

● 編程教學現(xiàn)狀

就目前而言，積木式編程軟件采用的游戲化教學手段，推崇趣學、趣玩、趣創(chuàng)造的教育理念，風靡了整個少兒編程教育領域，成為低年齡段編程教學的主要手段。目前廣泛使用的積木式編程軟件有Scratch、App inventor、Swift Playgrounds、IRobot虛擬機器人、Micro：bit等。隨著時間的推移、技術的發(fā)展，積木式編程軟件的游戲性和創(chuàng)造性越來越突出，產(chǎn)品種類越來越豐富，例如，網(wǎng)易卡搭、極客戰(zhàn)記、編程貓等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得少兒編程在積木軟件選擇上有了更大的空間。積木式編程在三至七年級非常普及，算法的很多概念都是通過這種方式教給學生，對低年齡段學生算法學習和計算思維的發(fā)展有很大幫助。而且，在積木編程環(huán)境中，學生能夠通過簡單的模塊拼接，代替專業(yè)的代碼編寫，從而迅速創(chuàng)作出屬于自己的作品。更多的孩子因此獲得了成功的體驗，喜歡上了積木編程的學習。但到了更高的學習階段，八九年級、高中、大學甚至專業(yè)領域，代碼編程仍然是目前算法學習和程序設計的主要教學載體。與積木編程的趣學趣玩不同，不少學生在代碼編程學習過程中遇到的困難要大得多。

那么，預先進行積木式編程教學，之后再緊接著進行代碼編程教學，學生積木編程的經(jīng)驗能否進行遷移，從而化解他們代碼編程學習的困境呢？在風靡小學的積木式編程和面向較高學習階段的代碼編程之間，編程的知識技能和問題解決經(jīng)驗有多大程度可以相互貫通、轉化遷移呢？對此我進行了研究，希望能為編程學習的“遷移而教”提供參考。

● 經(jīng)驗遷移實驗

1.編程的經(jīng)驗類型

“為遷移而教”是當今教育界流行的一個很有吸引力的口號。根據(jù)教育心理學資料研究，遷移是一種學習對另一種學習的影響。具體地說，遷移就是一種學習獲得的知識、技能、學習方法與態(tài)度對另一種學習的影響。學生在積木式編程中學到的知識基本可歸納為以下三種類型：第一種是陳述性知識，是指編程的一些概念和專有名詞的理解，如變量、列表、事件、函數(shù)等。第二種是自動化基本技能，主要是能按照語法規(guī)則寫出代碼，并根據(jù)提示調試程序的操作性技能。第三種是認知策略，主要是對問題進行分析建模，然后利用計算機特性設計出問題解決的步驟。那么，在更高學習階段的代碼編程中，這些知識的遷移效果又如何呢？

2.實驗過程

調查摸底：

七年級第二學期開學，我對任教的6個班級學生進行了調查摸底：約三分之一的學生在小學四年級或五年級有且僅有Scratch編程學習經(jīng)歷，距今兩年左右，對Scratch的印象主要停留在讓角色動起來。

教學過程：

第一階段：設立實驗班級和對比班級，進行一個學期的Scratch教學。以我任教的8、9、10三個班級作為對比班級，教學內容為浙教版七年級下冊（PS、PPT和多媒體素材處理）。以我任教的另外三個班級5、6、7班作為實驗班，教學內容為校本教材Scratch。盡管Scratch教材版本較多，教學范例有差別，但知識和技能的細目是大致相同的。附表1為我進行Scratch教學所用的雙向細目表，其中黑色加粗部分共17處，是我預想應該可以遷移到VB編程學習中去的知識。

在第一階段教學結束時，我進行了操作考試，實驗組整體通過率達97.8%。

第二階段：我對任教的六個班級進行VB編程教學，此時學生處于八年級第一學期，所用的教材為浙教版初中信息技術。附表2為浙教版VB編程教學內容的雙向細目表，其中黑色加粗部分共8處。在這些知識內容的教學中，我發(fā)現(xiàn)實驗班在師生互動中優(yōu)于對比班級，對課堂問題的響應較好。

從課堂觀察來看，這8處知識內容大多分布在學生VB編程的概念學習階段，較少涉及認知策略。學生在積木編程中訓練較多、運用較熟練的條件分支語句、循環(huán)語句以及運用這些語句解決問題的能力，卻沒能在代碼編程的練習中較為明顯地體現(xiàn)出優(yōu)勢來。簡言之，積木式編程的經(jīng)驗遷移還僅限于概念、記憶等陳述性知識類型上，遷移達成的能力層次相對不高。對于編程教學中普遍看重的結構語句的運用能力、問題解決能力以及熟練程度，在代碼編程學習上沒有發(fā)現(xiàn)顯著關聯(lián)。經(jīng)過21次課，我將18次平時作業(yè)和3次測試情況（含期末考試）進行了歸結，如上圖所示。

通過圖表可以發(fā)現(xiàn)，流程圖測試和順序結構環(huán)節(jié)，實驗組和對比組存在不太顯著的差異。在循環(huán)結構環(huán)節(jié)兩組分化較為明顯。推測實驗組學生先前學習的積木編程經(jīng)驗對VB循環(huán)結構章節(jié)的掌握起到了積極的推動作用。在越過循環(huán)結構，進入枚舉算法學習和解題訓練階段，兩組差距縮小，最后在期末考試時通過率幾乎一樣。（兩組平均分有所區(qū)別，分數(shù)區(qū)間分布和先前積木編程是否有關系，需要進一步研究）

從本次實驗結果推測：學生所掌握的積木編程經(jīng)驗，對VB學習能夠產(chǎn)生一定的積極影響，其影響范圍較為有限。在學生對新知的理解上有促進作用;在代碼編寫、算法設計等內容上，沒有發(fā)現(xiàn)與之相關的明顯促進作用。相比積木編程時97.8%的高通過率，實驗組在代碼編程上通過率下降了33%。盡管是入門級的代碼學習，但對于不少學生而言仍舊比較困難。

● 分析和結論

（1）積木編程經(jīng)驗遷移的局限性，顯示出編程學習中的不同知識類型轉化和遷移的區(qū)別。識記及概念等陳述性知識遷移效果較好，提升了學生吸收消化新知識的速度。而作為一門實踐學科，編程中大量用到的自動化基本技能和認知策略卻難以順利遷移。不少學習過積木編程的學生，在代碼編程中仍遇到較多的學習困難。

（2）任何算法的實現(xiàn)都需要借助語言表述，而代碼和積木在其語言表述上存在巨大差異，使其成為兩種不同的自動化基本技能。學生在積木編程學習中習得的拼圖表述方式，無法遷移到以單詞表述為主的代碼學習過程中。學生對代碼編程的困難在于單詞難記，語法難學，語句難寫。同時，積木式編程和代碼編程所解決的問題類型不同，認知策略也不一樣。積木編程解決的問題類型通常為編寫游戲或故事，是面向對象的編程，以小貓（Scratch）為主角進行的包括移動、對話、控制、觸碰等一系列面向對象的編程行為，與學生的日常認知習慣相近。而代碼編程是以數(shù)學問題為研究領域，是面向過程的編程，解決包括數(shù)值比較、累加累乘、窮舉、排序查找等問題，同時在設計算法的過程中，學生還受到數(shù)學學科思維的干擾。因此，無論學生之前是否學習過積木編程，他們在代碼編程中遇到的許多問題都是新問題。

綜上所述，以Scratch游戲化編程進行的教學，對學生VB代碼編程的影響較為有限。積木編程最吸引學生的角色扮演和游戲編程，對學生今后數(shù)學問題建模及編程的能力塑造影響甚微。如果要更多地為遷移而教，也許應該在積木編程中多些算法訓練，但這些內容是枯燥的，遠不如游戲編程那么趣學、趣玩、趣創(chuàng)造。