王少峰
作為21世紀學生應具備的關鍵能力,計算思維與其他思維技能的不同在于突出計算原理、思想和方法的應用,計算思維能力培養(yǎng)的關鍵在于抽象能力。但從學的角度來說,學生在學習知識、形成技能、解決問題的過程中所表現(xiàn)出來的學習動力、學習能力、學習毅力、學習轉(zhuǎn)化力、學習創(chuàng)造力等綜合品質(zhì),是支持學習活動的基礎能量,也就是學習力。學科思維的形成與學習力生長兩者和諧共生,互相促進,是當下信息技術課堂教學需要重點研究的問題。南京市瑯琊路小學王蕾老師執(zhí)教的《走進Scratch——許愿花》一課,很好地詮釋了如何將兩者緊密結合。
● 多線索交織,促問題解決
課堂教學中的線索是貫穿在教學活動過程中的本質(zhì)性聯(lián)系。一般的課堂教學,會包含若干條線索,如教師教的思路、學生學的思路和教學內(nèi)容中各知識點之間的本質(zhì)聯(lián)系等。教學活動的成功與否,在很大程度上取決于課前預設和課內(nèi)生成的線索的成功與否。
這堂課的教學活動是充分預設與動態(tài)生成互相交織的過程。教師準確地提煉出問題、知識和任務三個維度的線索,科學地把握了線索之間的內(nèi)在聯(lián)系,將線索與線索之間,以及線索的要點之間,都做好了相應的投射。并且,在此基礎上教師將它們很好地揉和,巧妙地設計了師生互動的教學流程,體現(xiàn)出一種形散神聚的教學效果。
問題:一花一世界→五彩爛漫時→動態(tài)花精彩→我花表心愿
知識:圖章復制→色彩調(diào)整→動畫效果→角色定位→界面認知
任務:一朵花→色彩鮮艷的花→光彩四射的花→我的許愿花
多線索交織的教學活動,體現(xiàn)出教師的匠心獨運。學生運用計算機科學領域的思想方法,在多線索的學習活動中不斷形成并優(yōu)化問題解決的方案,從而產(chǎn)生一系列思維活動和創(chuàng)造實踐。在這個過程中,學生的學習能力得到潛移默化的提升,學習創(chuàng)造力得以彰顯。
● 多弱構任務,見行為迭代
弱構通常是相對于良構而言的,也就是非良構。日常生活中人們所面臨的問題大都是非良構問題。例如,如何為班級櫥窗設計一張信息豐富、布局美觀的課程表?在具體的情境中,一般很難對生活中的問題進行明確的界定,問題的陳述對問題的解決也沒有太多幫助。在解決弱構問題的過程中,目標的數(shù)量是很難清晰界定的,有利于解決者的信息通常也是不完整的、不正確的和模糊的(Wood,1993)。同時,解決弱構問題所需要的概念、規(guī)則和原理都是不確定的,而且三者之間是不協(xié)調(diào)的和有矛盾的。
許愿花這一課的教學設計,是在情境統(tǒng)領下的四個系統(tǒng)化的弱構任務開始的(如圖1所示)。教師通過學習情境提出目標需求,再通過四個弱構任務將目標細化,不斷推進,整合與之緊密關聯(lián)的多個學習內(nèi)容,包括從LOGO遷移而來的基本語句的調(diào)用、圖章的使用、顏色的使用、變量的賦值等。任務的完成需要學習內(nèi)容作為基礎,學習內(nèi)容則以這種弱構任務為載體。
在本堂課學生的學習活動中,教師設計的弱構任務具有較好的系統(tǒng)性,在學生的實踐操作中體現(xiàn)出較好的迭代的思想。迭代是重復執(zhí)行一系列運算步驟,從前面的量依次求出后面的量的過程,本次過程的結果依靠的是前一次所得結果施行相同的運算步驟而來。系統(tǒng)設計的弱構任務則規(guī)避了重復的步驟,相當于保存了前一次的運行結果,從而使行為迭代輕松而有趣。而這,恰又是計算思維中模式化運行的一種高效體現(xiàn)。
● 多要素重疊,展思維進階
模塊起始內(nèi)容如何實施,一直是教師們不斷思考并探索的重點。到底應該如何帶領學生走進Scratch?對于剛剛接觸圖形化積木式的編程工具的學生,是簡單地進行界面介紹并帶著做一點皮毛的操作,還是深入其中大膽嘗試實踐?在這個過程中,如何看到思維的過程?
在這堂課里,教師走出一條非比尋常的路線。圍繞前一模塊LOGO語言的基礎,教師將循環(huán)語句、角度轉(zhuǎn)換、參數(shù)設置、圖章使用等內(nèi)容重疊交織在一起,促進學生在實踐之前先進行思考,再進行判斷、假設、推理,進而嘗試設計與實踐。例如,在找到某個控件的操作中,教師不是告訴學生這個控件在哪個模塊中,而是引導學生根據(jù)所屬的功能,判斷、推理其應該歸屬哪個模塊,再嘗試找到這個控件,這無疑更為促進思維。
由此可見,在計算思維層面,教師的設計符合霍斯科等(Hoskey&Zhang;,2017)所提出的計算思維能力的從低層次走向高層次。低層次計算思維是編碼和執(zhí)行,而高層次計算思維則是問題解決、設計和建模。
而在抽象思維方式層面,教師的設計跳過點狀思維,體現(xiàn)出線性、網(wǎng)狀、系統(tǒng)、策略思維階段。因為在點狀思維的階段,知識結構是碎片化的,知識點之間的聯(lián)系非常少,這也不符合作為Scratch起始課的定位。抽象思維由線狀走向網(wǎng)狀,是將多種要素進行關聯(lián),構成體系,通過發(fā)現(xiàn)及運用規(guī)律而超越了本課知識內(nèi)容本身,學生從而能夠運用更為上位的策略來解決問題。
在這里,多個要素密切重疊,實踐操作與思維緊密融合,從問題提出到關鍵要素的抽象、提取,再到設計與問題解決,我們看到了不同角度的思維的進階,更看到了學生學習轉(zhuǎn)化力得以提升。
● 多學習樣態(tài),促學習發(fā)生
學習是一種在已有的經(jīng)驗基礎之上的建構,需要支持性的環(huán)境和條件。學習的發(fā)生有表現(xiàn)全新的行為、改變已有行為的頻率等幾點特征(如圖2右欄所示)。本堂課中,教師設計了多種學習樣態(tài),通過問題導向式的探究、任務驅(qū)動的實踐操作、項目式的團隊合作,讓我們可以學習在課堂上已然發(fā)生,具體表現(xiàn)如圖2所示。
在“我花表心愿”的創(chuàng)作環(huán)節(jié),學生將復制、變色、動畫、多角幾個基本動作進行整合,新建角色并導入,定位好旋轉(zhuǎn)中心,復制并修改程序,實現(xiàn)了學習力的自主發(fā)展,體現(xiàn)了學習力的生成過程。
學生的學習就是在路上行走,但只有在高速公路上才能走得順暢,也才會很快到達目的地。要走上高速公路,必須先找到入口處,而尋找高速公路入口處是在教師指引下的一種探究、發(fā)現(xiàn)、辨別方向和選擇的過程,需要能力和合適的方式,需要思維的參與,且行且思。