【摘要】編程在人類生產(chǎn)生活中占據(jù)著非常重要的位置,相應(yīng)地,編程也成為小學(xué)信息技術(shù)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。文章以Scratch教學(xué)為例,重點討論了如何在Scratch編程教學(xué)中鍛煉學(xué)生的思維。
【關(guān)鍵詞】編程;Scratch;思維
作者簡介:吉敏慧(1984—),女,江蘇省揚州市江都區(qū)大橋中心小學(xué)。
在科技快速發(fā)展的今天,數(shù)字支付、智能醫(yī)療、在線教育、無人駕駛等構(gòu)成了新的生活方式,而編程就是連接人與計算網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁,同樣也是構(gòu)建信息社會的重要工具。芬蘭前教育部長這樣描述編程的重要性:“如果您的孩子懂編程,他將成為未來世界的創(chuàng)造者;如果他不懂,那么他就是用戶?!盵1]
讓學(xué)生學(xué)習(xí)編程并非一定要讓學(xué)生成為程序員,而是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)編程的過程中提高其能力及思維,使學(xué)生的思維邏輯更加嚴密。
我國很重視學(xué)生編程能力的培養(yǎng),編程教學(xué)已經(jīng)納入中小學(xué)必修課程體系,Scratch教學(xué)已經(jīng)走進許多地區(qū)的小學(xué)信息技術(shù)課堂。
Scratch是由美國麻省理工學(xué)院設(shè)計開發(fā)的,它將復(fù)雜的編程過程變得像搭積木一樣簡單,帶領(lǐng)無數(shù)兒童敲開了編程設(shè)計的大門。如今,Scratch課程的內(nèi)涵越來越豐富,被成千上萬的兒童用來制作動畫、游戲、互動藝術(shù),成為培養(yǎng)兒童邏輯思維的典范[2]。
一、在Scratch編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維的策略
(一)質(zhì)疑思維
質(zhì)疑思維是指創(chuàng)新主體在原有事物的條件下,通過“為什么”(否定或假設(shè))的提問,綜合應(yīng)用多種思維改變原有條件而產(chǎn)生的新事物(新觀念、新方案)的思維。巴甫洛夫認為,質(zhì)疑思維是創(chuàng)新的前提,是探索的動力。質(zhì)疑能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,讓學(xué)生通過不懈地學(xué)習(xí)、探求、追問,直至找到問題根源并解決問題,不斷獲得新知識?!霸诳梢啥灰烧撸辉鴮W(xué);學(xué)則須疑?!痹趯W(xué)習(xí)中,對于應(yīng)該懷疑或有疑問的地方而不懷疑,不求甚解地接受,就等于沒有學(xué),因為有的知識不追根溯源,只靠死記硬背是無法真正掌握的。學(xué)生只靠機械地記憶,無法做到融會貫通,更談不上創(chuàng)新,所以學(xué)生在學(xué)習(xí)時要有質(zhì)疑的精神。
Scratch有很強的邏輯性。學(xué)生理解了每個控件的作用,就能在編寫腳本時做到得心應(yīng)手;理解了每段腳本的含義,就能利用Scratch編寫出一個大型的腳本。在Scratch教學(xué)中,教師要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑思維,讓學(xué)生真正理解編程,并能將其運用到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中。
如在教學(xué)小學(xué)五年級信息技術(shù)第10課“小貓出題”時,教師根據(jù)教材的要求,讓學(xué)生能建立變量,并能利用變量進行加法、減法、乘法、除法的計算。到此,教師已經(jīng)基本完成本課的教學(xué)目標,這時有一名學(xué)生提出疑問:“老師,我們平時做的計算題都是既有加減運算也有乘除運算,那在Scratch中,能不能讓‘小貓出示既有加減運算又有乘除運算的口算題呢?”又有一名學(xué)生舉手發(fā)言:“還有三個數(shù)字的混合計算,還有帶括號的口算,都可以實現(xiàn)嗎?”還有一名學(xué)生提出疑問:“編程出示了一道口算題,我把答案輸進去,‘小貓判斷出對錯,接著再出示下一題,這時上一題的答案應(yīng)該消失,可實際上,上一題的答案還在,答案能消去嗎?”想不到學(xué)生竟然這么有想法,筆者把這些問題寫在黑板上,特地留出一節(jié)課的時間讓學(xué)生選擇其中一個問題去解決,學(xué)生們學(xué)習(xí)熱情高漲。學(xué)生們反復(fù)嘗試、交流后,這幾個問題基本得到了解決。在教學(xué)中,教師要鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑,并為了解決疑問進行多方嘗試,這樣既能提高學(xué)生的信息水平,又能鍛煉學(xué)生的思維,為他們進行其他學(xué)科的學(xué)習(xí)提供樣板。
(二)思維的嚴謹性
嚴謹性是指研究問題時要嚴格遵守邏輯規(guī)則,做到概念清晰、判斷正確、推理有據(jù),它反映了思維活動的縝密程度。嚴謹包括嚴密和謹慎,是一種態(tài)度,任何一個細微的變化都可能導(dǎo)致結(jié)果大相徑庭,來不得一點小的疏忽。所以在Scratch教學(xué)中,教師要讓學(xué)生們在編寫程序時思考得多一些,盡量做到面面俱到,無遺漏,無偏差。
在小學(xué)五年級信息技術(shù)第6課“花朵繽紛”的教學(xué)中,學(xué)生順利地利用Scratch畫出了一朵花,接著利用“重復(fù)執(zhí)行”控件繪制出了更多花。這時,有一些學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問題,每一朵新繪制出的花后面都帶著一條“小尾巴”,即一條直線,特別難看。筆者特地讓學(xué)生停下來,將這段程序投影到大屏上,讓學(xué)生一起來分析為什么會出現(xiàn)這個問題。有的學(xué)生在自己的電腦上實驗,有的學(xué)生對照書本看是不是多加了控件,終于,有一個學(xué)生找到了原因,繪制時少了“提筆”控件,所以當移動到舞臺區(qū)某個隨機位置時,筆在舞臺區(qū)是滑動的,自然會多一條直線。從這個小插曲中,學(xué)生們知道了一丁點疏忽就會讓結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差。學(xué)習(xí)編程可以讓學(xué)生的思維更加嚴謹,讓學(xué)生無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活中,想問題更加周密細致,面面俱到。
(三)思維的邏輯性
思維的邏輯性是指能采用科學(xué)的邏輯方法進行思維活動,準確而有條理地表達自己的思維過程的能力,無論是思維的過程,還是思維的形式、方法,總是有理有據(jù),條理分明,層次清晰,前后連貫一致,不自相矛盾、混亂、跳躍或含糊不清。
編程作為信息技術(shù)的一個分支,不僅是一門可操作的技術(shù),更是一種邏輯性強的語言,教師不應(yīng)只研究其中某個環(huán)節(jié)或階段,更應(yīng)該注重過程的完整推導(dǎo)。
在小學(xué)信息技術(shù)五年級上冊教材中,1—6課介紹了Scratch的基本運用方法和控件,從第7課“穿越迷宮”開始讓學(xué)生接觸邏輯性較強的控件,如“如果,那么”控件、“如果,那么,否則”控件、“變量”控件、偵測模塊中的“回答”控件……教師要綜合利用這些控件,并將之有條理、有規(guī)則地聯(lián)系在一起,以完成教學(xué)任務(wù)。筆者認為,教師在講授這幾課時,不能像前幾節(jié)課那樣只是簡單介紹這些控件,接著為學(xué)生示范,讓學(xué)生跟著練習(xí),而應(yīng)該更注重邏輯思維的滲透。
以第9課“賽車游戲”為例,賽車在行駛過程中有三種情況:1.在賽車道中前行;2.偏離賽車道后糾正方向;3.到達目的地。在帶領(lǐng)學(xué)生畫好賽車的舞臺和賽車角色后,筆者沒有直接告訴學(xué)生應(yīng)該怎樣搭建程序,而是讓學(xué)生討論賽車在行駛過程中會遇到哪些狀況,然后一一在模塊中尋找合適的控件,從而完成整個賽車過程的程序搭建,最后讓學(xué)生總結(jié)編寫賽車游戲程序的流程,以及在此過程中接觸到的控件的作用。AE514F2F-9F5D-4F01-B4F6-01F5FB51E0D1
在學(xué)習(xí)編程的過程中,學(xué)生能夠逐步養(yǎng)成全面、有條理地解決問題的習(xí)慣,能考慮到可能發(fā)生的種種狀況,并在查錯反思中,提升思維的邏輯性。
(四)思維的靈活性
思維的靈活性表現(xiàn)在能根據(jù)客觀實際的變化而對原來的工作計劃或解題思路做適當?shù)恼{(diào)整或改變,因地制宜是思維靈活性的表現(xiàn),客觀事物總是處于不斷運動、變化的狀態(tài)中,因客觀條件和目的的變化而變化。
信息技術(shù)教材介紹了一些Scratch控件的搭建方法,如在“畫正多邊形”一課中,教材介紹了如何用Scratch畫正三角形,筆者在教授完教材內(nèi)容后,讓學(xué)生試著用Scratch畫正四邊形、正五邊形,很多學(xué)生一開始畫不出來,他們認為繪制正四邊形和繪制正三角形之間的區(qū)別僅僅在于重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)是3次還是4次,而忽略了畫筆角度的變化,筆者通過引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生通過多次計算、嘗試,得出了畫正N邊形時應(yīng)該將畫筆右轉(zhuǎn)360/N度的結(jié)論。至此,學(xué)生們完成了從只會畫正三角形到能靈活畫任意正多邊形的轉(zhuǎn)變。
再如,“青蛙過河”一課讓學(xué)生掌握了如何讓角色根據(jù)設(shè)定好的路線進行跳躍,“花朵繽紛”一課教會學(xué)生如何利用圖章控件復(fù)制出一朵朵鮮花,學(xué)完這兩課后,筆者讓學(xué)生綜合利用這兩課的知識,制作出樹上的鮮花一朵朵地綻放,一只蝴蝶從一朵花飛到另一朵花上的動畫。
如果學(xué)生只是掌握了書本中的知識,但不能將其遷移到其他情景中,那么這樣的學(xué)習(xí)無疑是失敗的。Scratch軟件中的控件是固定的,如果學(xué)生能將各個控件靈活組織在一起,就能編寫出各種不同的程序。
(五)創(chuàng)造性思維
創(chuàng)造性思維是一種具有開創(chuàng)意義的思維活動,即開拓人類認識新領(lǐng)域、開創(chuàng)人類認識新成果的思維活動。
Scratch為學(xué)生搭建了一個實現(xiàn)自己想法的平臺,它鼓勵學(xué)生打破常規(guī),充分發(fā)揮奇思妙想,用自己的雙手設(shè)計出自己的小程序。在編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,關(guān)鍵在于營造讓創(chuàng)造力萌芽、生長的氛圍。教師應(yīng)該先讓學(xué)生心中有一個想法,然后圍繞這個想法選擇需要的角色、舞臺、控件,并通過搭建、測試、修改等達到預(yù)期的目標,鼓勵學(xué)生將成果展示給大家,讓學(xué)生得到反饋意見后進一步反思和修改。在這個過程中,學(xué)生會不斷遇到困難,同時也會不斷產(chǎn)生新的點子,創(chuàng)造性思維得到很大提升。
例如,在基本完成教學(xué)任務(wù)后,筆者向?qū)W生展示了一些優(yōu)秀的Scratch編程作品,如節(jié)日賀卡、模擬紅綠燈、聲控電燈等,讓學(xué)生從這些優(yōu)秀的作品中尋找靈感,確定自己的創(chuàng)作方向和主題。通過幾節(jié)課的努力,很多學(xué)生做出了令筆者驚奇的成果,有禮炮升空,有青蛙捉蟲。雖然也有部分學(xué)生沒能出色地完成任務(wù),但在這一過程中,學(xué)生的創(chuàng)造力得到了很大提升,這也是信息技術(shù)課程要達到的目標之一,即嘗試利用信息技術(shù)富有創(chuàng)造性地解決日常生活和學(xué)習(xí)中的具體問題。
二、Scratch編程教學(xué)的原則
如何將編程發(fā)展學(xué)生思維的這一作用發(fā)揮到極致,筆者認為需要把握以下幾個原則。
(一)具備編程素養(yǎng)重于掌握單一的知識
素養(yǎng)是經(jīng)過長期的學(xué)習(xí)和實踐后在某一學(xué)科上所達到的水平。信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要組成部分,對學(xué)生的發(fā)展有至關(guān)重要的作用。而編程素養(yǎng)作為信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)的一個分支,指的是理解技術(shù)與人類文明的有機聯(lián)系,具有學(xué)習(xí)掌握技術(shù)的興趣和意愿;具有工程思維,能將創(chuàng)意和方案轉(zhuǎn)化為有形物品或?qū)σ延形锲愤M行改進與優(yōu)化等。
在教學(xué)中,筆者注重引導(dǎo)學(xué)生理解編程思想,讓學(xué)生不光知其然,還知其所以然。Scratch不需要像傳統(tǒng)的編程軟件那樣編寫一行又一行的命令,但就是這種拼搭積木似的編程方式,筆者也沒有忽略幫助學(xué)生理解每個模塊、每個命令的意義和內(nèi)涵。每當學(xué)生搭建好一個腳本,筆者都會讓學(xué)生用語言描述整個腳本的運行過程,幫助學(xué)生理清“搭積木”的思路和原理,久而久之,就能提升學(xué)生的編程素養(yǎng)。
(二)合理運用教材而不是硬搬照抄教材
信息技術(shù)教材是信息技術(shù)教育領(lǐng)域的杰出人士根據(jù)教學(xué)大綱編寫的,能系統(tǒng)科學(xué)地反映信息技術(shù)各模塊內(nèi)容的教學(xué)用書,是教學(xué)大綱的具體化,是教學(xué)的主要依據(jù),是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要材料。教材不能只是擺設(shè),運用好教材可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。計算機知識日新月異,各種軟件更是迭代更新,教師傳授的知識僅僅是滄海一粟,要想達到終身學(xué)習(xí)的目的,教材會是一個很好的幫手。因此在scratch教學(xué)過程中,教師不光要依托教材將知識傳授給學(xué)生,也要教會學(xué)生如何利用教材自學(xué),如通過閱讀教材了解操作方法來搭建腳本,還要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材中點綴的“寶石”,如每頁左右側(cè)的小虛線框中的一些小知識、小技巧,讓學(xué)生養(yǎng)成閱讀的好習(xí)慣,如果是操作上的小技巧,可以讓學(xué)生上機試一試,盡可能地發(fā)掘出書本的價值。
同時,教師可以在不影響整體教學(xué)效果的情況下,結(jié)合教學(xué)實際,適當?shù)卣{(diào)整教材內(nèi)容,從而更好地鍛煉學(xué)生的思維。
如第3課“火柴人跳舞”的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握繪制角色造型和切換造型的方法。然而,第一個班的學(xué)生學(xué)完“火柴人跳舞”后,不理解造型的意思,教學(xué)效果不佳。到第二個班上課時,筆者盡可能地用生活中的例子來解釋,學(xué)生還是有些茫然。筆者仔細分析,覺得應(yīng)該是因為學(xué)生剛接觸Scratch,對此還比較陌生,對一個角色的幾個造型就更難理解了,所以腳本搭建只能依葫蘆畫瓢。在之后幾個班的教學(xué)中,筆者把“火柴人跳舞”的教學(xué)順序往后調(diào)整了幾節(jié)課,等學(xué)生對Scratch比較了解后再教這一課,效果就好了很多。
(三)教師的引導(dǎo)與學(xué)生的學(xué)習(xí)相輔相成
教學(xué)是學(xué)生和教師的雙向活動,教學(xué)目標的達成離不開教師的教和學(xué)生的學(xué)。在信息技術(shù)課上,教師要和學(xué)生有效互動,讓學(xué)生得到知識上、思維上、素養(yǎng)上的發(fā)展。
學(xué)生在教學(xué)中的主體地位無可取代,如果不能讓學(xué)生主動參與課堂、積極探索,就無法取得良好的教學(xué)效果。教師要調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生在掌握知識的同時發(fā)展思維、提高素養(yǎng)。教師在課堂上要發(fā)揮引導(dǎo)作用,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下去思考、嘗試、鍛煉。
教師在進行Scratch教學(xué)時通常采用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式,一節(jié)課一個任務(wù)。對于每一個任務(wù),筆者總是先讓學(xué)生試著用自己的語言描述步驟,幫他們理清搭建腳本的過程,提煉出腳本的框架,等腳本搭建好后,筆者會引導(dǎo)學(xué)生分析腳本的運行規(guī)則。對于學(xué)生在操作過程中遇到的典型問題,筆者不會直接告訴學(xué)生答案,而是與學(xué)生一起分析探討,解決問題。筆者還利用書中的“探究屋”“討論坊”,讓學(xué)生進行有方向的探究,充分鍛煉學(xué)生的思維。
Scratch作為圖形化編程工具,能夠讓學(xué)生像搭積木那樣方便地進行編程,快速制作出動畫、游戲、交互程序,提高學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣,所以教師應(yīng)在教學(xué)的過程中充分鍛煉學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,讓學(xué)生從Scratch的使用者變?yōu)閯?chuàng)造者。
【參考文獻】
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[2]郭威,張雯霏.兒童Scratch課程研究現(xiàn)狀、熱點及前沿趨勢分析—基于CNKI2009-2019年文獻的知識圖譜分析[J].中國教育信息化,2020(04):33-38.AE514F2F-9F5D-4F01-B4F6-01F5FB51E0D1