通過編程促進(jìn)兒童創(chuàng)造性思維的養(yǎng)成

王海峰

摘? 要 在被大數(shù)據(jù)包裹的當(dāng)今社會，計(jì)算機(jī)編程思維是每個(gè)人都應(yīng)具有的一種思維能力。少兒編程因其可視化的圖形操作界面、完善的邏輯結(jié)構(gòu)，在兒童創(chuàng)造性思維培養(yǎng)過程中起著不可替代的作用。以少兒編程工具Scratch 3.0為例，通過具體的實(shí)例闡述少兒編程在兒童思維培養(yǎng)方面的具體體現(xiàn)，以期為少兒編程教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 少兒編程;Scratch;編程思維;創(chuàng)造性思維;信息技術(shù);素質(zhì)教育

中圖分類號：G623.58? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0064-04

1? 概念界定

1.1? 少兒編程

少兒編程教育并非如同高等教育那樣學(xué)習(xí)如何寫代碼、編制應(yīng)用程序，而是通過編程游戲啟蒙、可視化圖形編程等課程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新解難能力[1]。如學(xué)生在制作一個(gè)小動畫的過程中，自己拆分任務(wù)、拖拽模塊、控制進(jìn)度，從而理解“并行”“事件處理”“目標(biāo)實(shí)現(xiàn)”的概念。其核心理念是培養(yǎng)學(xué)生的思維模式、解決問題等綜合能力，與傳統(tǒng)意義上的編程有很大的區(qū)別：前者注重培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，后者更專注于技術(shù)。

1.2? 創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性思維的本質(zhì)是發(fā)散性思維，這種思維方式遇到問題時(shí)能從多角度、多側(cè)面、多層次、多結(jié)構(gòu)去思考，去尋找答案，既不受現(xiàn)有知識的限制，也不受傳統(tǒng)方法的束縛[2]。其思維路線是開放性、擴(kuò)散性的，解決問題的方法更不是單一的，而是在多種方案、多種途徑中去探索、選擇[3]。培養(yǎng)兒童的創(chuàng)造性思維能力，是目前素質(zhì)教育的主要任務(wù)，在教育過程中應(yīng)該有的放矢，建立良好的創(chuàng)造環(huán)境，正確對待創(chuàng)造型學(xué)生，注重創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練。

2? 研究概述

2.1? 軟件介紹

研究選用Scratch 3.0軟件作為工具進(jìn)行兒童編程思維訓(xùn)練。Scratch是由麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)開發(fā)的少兒編程工具，是小學(xué)生接觸編程的入門級軟件，軟件的可操作性強(qiáng)、界面豐富活潑，適合小學(xué)生進(jìn)行編程學(xué)習(xí)。通過讓學(xué)生創(chuàng)建游戲、制作動畫，達(dá)到教會他們簡易編程、激發(fā)編程興趣、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和問題解決能力的目標(biāo)[4]。該軟件自推出以來，已經(jīng)有來自世界各地的青少年編程并共享超過2 000萬個(gè)Scratch項(xiàng)目。Scratch 3.0于北京時(shí)間2019年1月3日正式發(fā)布，其基本界面設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2? Scratch在中國

少兒編程從2010年引入Scratch至今，已掀起一股學(xué)習(xí)Scratch編程、使用Scratch創(chuàng)作分享的熱潮[5]。Scratch

在國內(nèi)中小學(xué)信息技術(shù)課堂間的風(fēng)靡也讓人贊嘆，很多地區(qū)的學(xué)校已經(jīng)研發(fā)了配套的Scratch教材。2018年3月，江蘇省頒布《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要》，其中小學(xué)五年級學(xué)習(xí)少兒編程Scratch，除了有十三節(jié)軟件模塊的教學(xué)應(yīng)用之外，還添加了五個(gè)開源硬件模塊的教學(xué)設(shè)計(jì)，為信息技術(shù)課堂增添了不少活力。

2.3? 學(xué)習(xí)者分析

本案例的教學(xué)對象為小學(xué)五年級學(xué)生，他們已經(jīng)有2～3年的信息技術(shù)課程基礎(chǔ)，會基本的開關(guān)機(jī)操作、鼠標(biāo)鍵盤的基本操作，對打字以及辦公自動化也已經(jīng)有了初步的認(rèn)識，但對編程設(shè)計(jì)還屬于一片空白。對于這些“數(shù)字土著”來說，大部分人對電腦游戲已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，有些能夠熟練利用鼠標(biāo)和鍵盤的配合來完成一些游戲的過關(guān)，還有的甚至已經(jīng)是游戲玩家中的“高手”了，所以電腦的一些基本操作對他們來說不是什么難事。

從認(rèn)知發(fā)展情況來看，根據(jù)皮亞杰的兒童認(rèn)知發(fā)展階段理論，兒童和青少年的認(rèn)知發(fā)展被劃分為四個(gè)階段：感知運(yùn)動階段（0～2歲）、前運(yùn)算階段（2～-7歲）、具體運(yùn)算階段（7～12歲）和形式運(yùn)算階段（12～-15歲）[6]。五年的小學(xué)生已經(jīng)屬于形式運(yùn)算階段，能夠進(jìn)行一定的邏輯推理，但這時(shí)的邏輯推理還是具象的，需要借助具體的任務(wù)、情境來完成。

基于以上特點(diǎn)，如果課程設(shè)計(jì)中只通過文字說明和邏輯推理來完成，學(xué)生接受起來會比較困難，因此，此時(shí)的少兒編程應(yīng)采用游戲化的具體操作，這樣既有利于教學(xué)的開展，又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情。筆者選取學(xué)生平時(shí)生活中比較熟悉的“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲作為教學(xué)案例。

3? Scratch課程：以“克隆飛機(jī)大戰(zhàn)”程序設(shè)計(jì)為例

以Scratch課程“克隆飛機(jī)大戰(zhàn)”為例，通過火炮發(fā)射子彈，打下從天而降的飛機(jī)來完成游戲，主要通過三個(gè)角色（飛機(jī)、火炮、子彈）及各自上面的代碼來完成。飛機(jī)角色上需要通過控制、運(yùn)算模塊，在一定的時(shí)間內(nèi)克隆飛機(jī)，并按照指定的速度和方向從屏幕上方向下移動;火炮角色上通過運(yùn)動、控制模塊來控制屏幕下方的火炮方向及發(fā)射子彈;子彈角色則通過控制、偵測模塊來控制子彈的運(yùn)動軌跡，以及擊中飛機(jī)后，飛機(jī)角色的狀態(tài)變化，如圖2所示。

3.1? 大膽嘗試，創(chuàng)設(shè)寬松的教學(xué)情境

通過演示幾款“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲，創(chuàng)設(shè)直觀的教學(xué)情境，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。課本實(shí)例只有一個(gè)，教師如果按部就班，就容易禁錮學(xué)生的想象空間?？梢越o他們展示幾款飛機(jī)、火炮造型，有利于學(xué)生在進(jìn)行角色設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)自己的興趣和愛好，充分發(fā)揮想象力、大膽嘗試，設(shè)計(jì)出形式多樣的角色造型，培養(yǎng)大膽嘗試、勇于創(chuàng)新的精神。此階段主要是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其保持好奇心，拓寬設(shè)計(jì)思維。特別是在角色的外觀造型上應(yīng)該讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力，樹立敢于創(chuàng)造的自信心，為創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2? 化繁為簡，利用流程圖設(shè)計(jì)程序流程

對于整個(gè)游戲的設(shè)計(jì)制作不要急于求成，學(xué)習(xí)根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行角色動作分解?？梢詫W(xué)生按照六人一個(gè)小組進(jìn)行分配，把三個(gè)角色的造型設(shè)計(jì)任務(wù)再分配給組內(nèi)的三組成員各自來完成，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。根據(jù)教師的演示，學(xué)生進(jìn)行討論交流，分析完成自己所選角色上的任務(wù)需要哪些流程，理清設(shè)計(jì)思路。

如以飛機(jī)角色為例，在該角色上需要完成的任務(wù)有：不斷地克隆自己，并從屏幕的上方按照指定的速度往下移動;飛機(jī)在飛行過程中如果碰到子彈，造型變化并消失;如果飛行過程中一直沒有碰到子彈，則飛機(jī)飛行到屏幕最下方一定的位置時(shí)也自動消失。學(xué)生根據(jù)以上分析，畫出合適的流程圖。教師應(yīng)鼓勵(lì)大家根據(jù)自己的想法大膽設(shè)計(jì)，只要能夠完成目標(biāo)，可以設(shè)計(jì)出多種樣式的流程圖，以便后期一起學(xué)習(xí)、對比、提高。最后，教師給出飛機(jī)角色的運(yùn)行流程圖，如圖3所示。

該過程主要是讓學(xué)生歸納所選角色的動作實(shí)現(xiàn)方法，并化繁為簡、理清思路，為接下來的代碼搭建提供依據(jù)。通過流程圖激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的欲望，大家積極參與，展示自己解決問題的方法和途徑。流程圖的應(yīng)用還可以幫助學(xué)生更好地理解條件、判斷、循環(huán)等語句，為以后更為復(fù)雜的編程奠定基礎(chǔ)。

3.3? 主動探究，將流程圖轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)代碼

這一過程是根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)，完成腳本的編寫。此過程是讓學(xué)生對問題有更為深入的理解。案例中涉及的條件語句、循環(huán)語句、偵測、隨機(jī)數(shù)等概念在角色的代碼設(shè)計(jì)中都將融入其中。游戲中飛機(jī)角色的克隆、飛行位置的移動、被子彈擊中后的變化等，需要學(xué)生全方位思考，不斷地進(jìn)行嘗試、調(diào)整。學(xué)生學(xué)習(xí)角色的動作采用哪種語句來完成既方便又高效，并不斷進(jìn)行調(diào)試、自主探究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，鍛煉解決實(shí)際問題的能力。教師這時(shí)應(yīng)在課堂上巡回觀察，發(fā)現(xiàn)有困難的學(xué)生并給予適當(dāng)幫助，提升他們的自信心。在流程圖的基礎(chǔ)上，學(xué)生一般都能夠選擇合適的積木組合，搭建出完成對應(yīng)角色動作的代碼。根據(jù)圖3所示流程圖，很容易得出飛機(jī)角色代碼圖，如圖4所示。

3.4? 提高擴(kuò)展，逐步形成編程思維

學(xué)生在實(shí)現(xiàn)了游戲的功能后肯定很興奮，這時(shí)候教師應(yīng)該趁熱打鐵，保持住學(xué)生的興趣。對學(xué)生完成的程序進(jìn)行比較，不難發(fā)現(xiàn)不同的小組完成同一功能模塊可能采用了多種不同的方式;同樣的模塊，只要稍做修改，就能取得類似的甚至相反的效果;完成同一項(xiàng)任務(wù)有時(shí)代碼簡短，但執(zhí)行效率反而高。在這樣的分析、比較后，讓學(xué)生學(xué)會舉一反三、拓寬思路，并形成一定的編程思維，進(jìn)而逐步培養(yǎng)創(chuàng)新思考和解決實(shí)際問題的能力。

3.5? 總結(jié)評價(jià)，分享創(chuàng)作過程中的體悟

評價(jià)的主要目的是進(jìn)行展示、交流，取長補(bǔ)短，共同進(jìn)步。這時(shí)，教師應(yīng)把主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生分享創(chuàng)作的想法，學(xué)習(xí)他人創(chuàng)意，找出作品中可能存在的漏洞，發(fā)現(xiàn)更優(yōu)的解決方案，逐步完善作品。同時(shí)，這也是給創(chuàng)意設(shè)計(jì)者一個(gè)展示的平臺，提升其自信心，增強(qiáng)設(shè)計(jì)者的榮譽(yù)感和獲得感。

4? 少兒編程促進(jìn)兒童創(chuàng)造性思維培養(yǎng)應(yīng)注意的問題

4.1? 正確引導(dǎo)，變堵為疏

兒童必將在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)接觸電子產(chǎn)品、接觸游戲，若家長不能正確引導(dǎo)，甚至有的學(xué)生會癡迷于游戲，與其到時(shí)候?yàn)榇硕^疼，還不如給他們提供一個(gè)更高階的活動——基于編程創(chuàng)造游戲。那樣游戲打得再好也不是最能吸引學(xué)生目光的，開發(fā)設(shè)計(jì)出更好玩的游戲才是最能吸引他們注意的。讓學(xué)生也能跳出玩游戲的框架，從設(shè)計(jì)的視角去看待電子游戲，相信這樣才會有更多的正反饋。

4.2? 循序漸進(jìn)，尊重兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律

少兒編程涉及數(shù)學(xué)、邏輯、科學(xué)、美術(shù)、音樂、仿真等相關(guān)知識，有一定的認(rèn)知提升度。教師需要根據(jù)學(xué)生當(dāng)前思維發(fā)展?fàn)顩r，專門設(shè)計(jì)對應(yīng)的教學(xué)案例、教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)難度要符合兒童當(dāng)前認(rèn)知水平，循序漸進(jìn)、逐步提高。

4.3? 注重主體，關(guān)注個(gè)性化差異

根據(jù)兒童教育學(xué)家皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，兒童認(rèn)知發(fā)展的過程是作為學(xué)習(xí)主體的兒童在外部環(huán)境的不斷作用下提升認(rèn)知。在少兒編程教學(xué)過程中，教師要堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，適時(shí)地給予他們合適的外部刺激，培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力。另外，在教學(xué)過程中應(yīng)該正確認(rèn)識和看待學(xué)生的個(gè)體化差異，因材施教，爭取讓每個(gè)兒童在自己的基礎(chǔ)上都有所發(fā)展。

5? 總結(jié)

兒童階段是創(chuàng)造性思維開發(fā)的黃金時(shí)期，也是人類最富創(chuàng)造性的階段。少兒編程把數(shù)學(xué)、邏輯、美術(shù)、音樂等多個(gè)學(xué)科進(jìn)行了很好的跨界融合，在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、解決復(fù)雜問題能力方面做了很好的探索，對學(xué)生將來的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用;但還存在一定問題，如部分課程內(nèi)容同質(zhì)化嚴(yán)重、師資力量不足、服務(wù)體系不完善等。這就需要廣大一線教育工作者不斷努力，深耕行業(yè)，多出精品課程，為兒童創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)貢獻(xiàn)自己的力量。

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