讓更多的學生走進程序設計和機器人的世界

　　提起程序設計人們津津樂道的是VB、VC、JAVA和最時髦的，NET，而我們的學生和教師卻對LOGO語言情有獨鐘，程育設計教學雖幾紅砍殺，小海龜卻始終不曾遠離欠們的視線。
　　談到機器人，人們更多提起的是機器人多么先進，多么強大，殊不知再先進的機器人也要人來控制，程序才是機器人的靈魂。
　　我國當前的中小學信息技術教育大多偏重于對微軟的Office軟件的學習，從小學、中學到大學，我們把大把的時間投入到應用軟件的使用上，卻忽略了對學生進行最基礎的程序語言教育。一位教育專家說過： “國外的教育是讓學生學會自己編軟件，而國內(nèi)的學生學習的是如何使用國外人編出來的軟件?！币徽Z道破了“應用與創(chuàng)新”才應是中小學信息技術教育的主旋律。“回歸LOGO”、“重視程序設計和機器人”的教學思想給我國中小學信息技術教育帶來了一片怡人春風。
　　自上個世紀80年代起，LOGO語言作為一門計算機教學的入門語言，進入了我國中小學計算機教育領域。教育部制定的《中小學計算機課程指導綱要》也把LOGO語言定為適合小學學習的一種計算機語言。隨著計算機硬件技術的發(fā)展和軟件水平的提高，LOGO語言自身也在不斷地進步和完善。
　　我國早期的LOGO語言教學，僅僅限于海龜畫圖，從理論高度分析不夠，沒有看到LOGO的本質(zhì)及其所具有的巨大發(fā)展前景和教學價值，加之當時所使用的中華學習機太過簡陋，知識的表達也僅限于文字和符號，應用起來枯燥無味，令人退避三臺。因此，在多媒體計算機的出現(xiàn)及各種內(nèi)在原因的共同作用下，我國的LOGO語言教學就此停滯下來。從另一個角度講，多媒體的出現(xiàn)又掩蓋了LOGO的使用價值，淡化了LOGO的寶貴思想。反觀國外，這些年來LOGO語言的教學活動不但沒有停止，而且繼續(xù)向縱深層次發(fā)展，如現(xiàn)在的微世界和各國的LOGO語言版本等等，向我們展示了LOGO語言的蓬勃生命力。
　　LOGO不僅僅是一種程序語言，更重要的是它所帶來的教育哲學思想以及相關的LOGO方法論。這是深層次的信息素養(yǎng)，在中小學信息技術的教學中，只有重視這種素養(yǎng)的培養(yǎng)，才能更有效地支持認知與創(chuàng)新，使學生得到真正意義上的現(xiàn)代化教育。
　　這里所說的LOGO方法論，是把學習的內(nèi)容分解為一組基本成分，以此為基礎，再進行多個層次的組合，即組合為各種模型、模式。就像搭積木，可以隨心所欲地靈活搭配。雖然組合而成的大部分可能沒有用處，卻會在偶爾之間發(fā)現(xiàn)少量非常有意義的模式，這樣便出現(xiàn)了創(chuàng)新。正是這一丁點兒的創(chuàng)新使“搭積木”的人備感成功的喜悅，因而趣味無窮。
　　“學習程序設計太過枯燥”，這是部分學生和教師的擔心。實踐證明，LOGO既是一種程序語言，又是一種“玩具”，它能用直觀的運動體現(xiàn)編程的結(jié)果?！霸谟螒蛑兴伎迹谌の吨袑W習”才是學生對LOGO語言的真實感受，如果不親自體驗一下，是很難理解的。這也是小海龜始終不曾遠離我們的原因所在。
　　還有些人擔心學習程序設計太難，尤其小學生很難學會。只要你了解了LOGO語言的理念“沒有門坎，沒有天花板”，就完全可以打消這種疑慮。LOGO語言小學生可以學，計算機專家也可以用。它就像人類語言一樣，嬰兒和小孩有他們簡單的童言童語，當他們漸漸長大。掌握的同匯會越來越多，講話的內(nèi)容也就越來越豐富。對小學生來說，LOGO語言一接觸就可以上手操作，學習起來自然也不會太困難。
　　就LOGO語言本身而言，它是一種很好的結(jié)構(gòu)化程序設計語言。它是交互式的，為人們提供了良好的編程環(huán)境；它是模塊化的，便于程序的修改與擴充；它是過程化的，包含了過程、參數(shù)、變量等重要概念，開允許遞歸調(diào)用；它擁有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，生動的圖形處理功能，不僅具備多種優(yōu)秀程序設計語言的特點，而且更接近自然語言，生動有趣、簡便易學，深受少年兒童的歡迎。
　　這兩年“回歸LOGO教學”的呼聲越來越高。但這個“回歸”絕不是對過去簡單地重復，任何事物的發(fā)展過程都不是水平的，而是螺旋式地交替上升。目前，我國中小學所使用的LOGO語言教學軟件，多數(shù)還在沿用十幾年前的英文版pclogo4．0和winlogo，小能滿足現(xiàn)在教學的需要。國外現(xiàn)有的lOGO語言和微世界的版本在價格上居高不下，加之沒有漢化版本，所以也很難推廣。以上種種不利條件給LOGO語言教學的開展帶來了一定的困難。
　　CX—LOGO創(chuàng)新平臺是我同剛剛自主開發(fā)的，適合我國中小學信息技術教育實際的教學平臺，LOGO語言是創(chuàng)新平臺的基礎。孩子們從小學甚至從幼兒園開始就可以通過創(chuàng)新平臺系列軟件產(chǎn)品進入程序語言和電腦微世界的學習環(huán)境(“簡單地說是一種模擬真實世界現(xiàn)象與環(huán)境的發(fā)現(xiàn)式與探索式學習系統(tǒng)(環(huán)境)”，引自張基成《電腦微世界學習環(huán)境》)。這個學習環(huán)境是由學習內(nèi)容、學習者、教師、學習伙伴、競爭者以及學習的空間環(huán)境等共同構(gòu)成的一個整體。從學十的認知特點來說，自我發(fā)現(xiàn)和自我探索最能引起他們的興趣，激發(fā)學習動機，保證學習的持久性，并能夠較長時間地保留學習成果。
　　我區(qū)從2005年9月開始，在國家“十五”課題《現(xiàn)代教育技術促進教育發(fā)展的實驗研究》的支持下，在16所小學和1所中學開始了“程序設計和機器人”課程的實驗研究。一個學期的實驗表明：“這項實驗受到了學校、教師和學生的歡迎——教師反映學生愿意學，上課的紀律變好了，經(jīng)常下課了還不愿離去；學生也認為LOGO語言非常布吸引力。我曾問過史家小學一個五年級的小女孩，學習Word和LOGO語言有何不同。她的回答出乎我的預料：“學習Word是讓我按軟件的要求一步一步地去做，在LOGO語言中我可以指揮小瓢蟲(LOGO對象)按我的想法做事情?！边@幾句出自學生樸素的話，印證了程序設計對應用軟件教學的優(yōu)勢。
　　2005年年底，北京市舉行了小學信息技術交流、展示觀摩課。東城區(qū)和平里第三小學佟燕文老師和史家小學張立新老師為參加會議的北京市各區(qū)縣教研員、信息技術教師展示了LOGO教學的新穎課例，受到大家的一致好評。
　　《臺灣的蝴蝶谷》是學生曾經(jīng)學習過的語文課文，他們非常希望把課文中美麗的蝴蝶谷的景象在程序設計中實現(xiàn)，于是，佟燕文老師和學生一起設計了《蝴蝶的舞蹈》這一課。教師在LOGO程序中使用隨機數(shù)命令隨機產(chǎn)生蝴蝶飛行的路線，從而實現(xiàn)了蝴蝶自由跳舞的效果。將學生所學知識應用在實際問題的解決中，激發(fā)了學生學習程序設計的興趣，增強了對祖國大自然的了解與熱愛。
　　張立新老師執(zhí)教的《我駕飛船游太空》一課，將學習內(nèi)容與“神六”載人飛天的事件聯(lián)系起來，激發(fā)學生關注國家大事、為祖國而自豪的情感。通過在LOGO語言環(huán)境中進行編程設計，模擬飛船繞地球旋轉(zhuǎn)的過程，也為學牛立志探索太空創(chuàng)設了很好意境。
　　表現(xiàn)數(shù)學原理是LOGO程序設計的長項?！稌邉拥溺姳怼芬徽n以學生有關鐘表的知識為基礎，設計出可以走動的鐘表；《奇妙的七巧板》讓學生上了節(jié)生動的幾何課。程序設計還在綜合實踐課上大顯身手，《飛行特技表演》、《星空暢想曲》、《游戲—小豬打狼》激發(fā)了學生的興趣和無限的創(chuàng)造力?！稌璧挠嬎銠C》和《點歌臺》讓學生融入美的教育中來。
　　機器人實驗室是一個可操作的虛擬機器人平臺。學生可在計算機屏幕上模擬相關場景的設置，自由建立虛擬機器人對象和安裝各種傳感器，學習機器人相關的知識和技能。在這里，學生自己設計和裝配的機器人可以走迷宮、走七星，在模擬的房間中尋找火源并把火撲滅，完成各種常規(guī)的機器人實驗模擬。
　　從“程序設計和機器人”的教學實驗可以看到，CX—LOGO并不局限于語言本身，而是以LOGO為基礎，融合了聲音和圖像等先進技術的一個多媒體教學平臺，能創(chuàng)造出多媒體、電腦游戲與仿真等專題，它還獨創(chuàng)了三維空間的工作方式，讓學生學習和使用3D成為可能。學生學習計算機不再只用于輔助其他學科的學習，他們能在信息技術課上整合數(shù)學、語言、音樂、美術等學科知識，用程序設計實現(xiàn)自己的理想，全方位提高自己的知識水平和實踐能力。他們設計的飛行表演，在三維空間實現(xiàn)飛上藍天的夢想；他們沒汁的天體的運動，讓他們在浩瀚的宇宙空間中探索和遨游；他們設計的火星上的機器人，使他們產(chǎn)生了無限的遐想。學生不再沉迷于游戲之中，開始創(chuàng)作屬于自己的游戲軟件。創(chuàng)新平臺通過對真實世界的模擬和探索式學習環(huán)境的構(gòu)建，為學生創(chuàng)造了一個從自我發(fā)現(xiàn)到自我實現(xiàn)的世界。
　　教育的核心是學生，教育的目的是要促進學生的發(fā)展，教育的方式應能調(diào)動起學生主動“發(fā)現(xiàn)”和“探索”的積極性。CX—LOGO語言教學不僅為學生提供了一個程序語言教學環(huán)境，更重要的是為學生提供了一個培養(yǎng)創(chuàng)造、協(xié)作等各方面綜合素質(zhì)的創(chuàng)新實踐平臺。如何讓更多的學生走進程序設計和機器人的世界，是現(xiàn)今信息技術教育的迫切呼聲，也是我們亟待解決的問題。
　　(作者單位：北京東城區(qū)教育信息中