基于Scratch趣味編程的教學(xué)支持 對青少年高階思維的培養(yǎng)

劉軍芳

【摘 要】高階思維是高階能力的核心，主要指創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力。本文基于對Scratch趣味編程的開發(fā)論述了青少年編程可以有效的培養(yǎng)高階思維，達到教育的終極目標。

【關(guān)鍵詞】Scratch趣味編程；高階思維培養(yǎng)

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）22-0026-01

哈佛大學(xué)心理學(xué)教授D.Perkins認為，日常思維就像我們普通的行走能力一樣是每個人與生俱來的。但是良好的思維能力就像百米賽跑一樣，是一種技術(shù)與技巧上的訓(xùn)練結(jié)果。賽跑選手需要訓(xùn)練才能掌握百米沖刺技巧。同樣，良好的思維能力需要相應(yīng)的教學(xué)支持，包括一系列有針對性的練習(xí)。所以，只要方法得當，學(xué)生的高階思維能力是可以培養(yǎng)和訓(xùn)練的。問題的關(guān)鍵就是，如何培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的高階思維，運用什么工具來培養(yǎng)。因此，探討促進學(xué)習(xí)者高階思維發(fā)展的教學(xué)支持，是當代教學(xué)設(shè)計研究最為重要的課題之一。

結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科自身的特點來看，所謂高階思維即是指發(fā)生在信息技術(shù)思維活動中的較高認知水平層次上的心智活動或認知能力，在教學(xué)目標中表現(xiàn)為分析、綜合、評價和創(chuàng)造，信息技術(shù)課程的教學(xué)不應(yīng)是技能的培養(yǎng)，而應(yīng)是高階思維核心能力的培養(yǎng)，是創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力的培養(yǎng)。在信息技術(shù)課程中，基于Scratch趣味編程的教學(xué)支持可以更有效的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力，以期達到對學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。

一、為什么用Scratch作為培養(yǎng)高階思維的工具

Scratch趣味編程以趣味當先，從孩子們的興趣出發(fā)，能很快上手，自己動手設(shè)計卡通作品。在動手做程序的過程中，能用到一些數(shù)學(xué)知識，孩子們可以只使用簡單的數(shù)學(xué)；不過他們的數(shù)學(xué)知識越豐富，其創(chuàng)作能力越強，Scratch軟件的優(yōu)勢是給孩子們提供盡可能方便的工具，讓他們充分的去發(fā)揮自己的想象力創(chuàng)作。在創(chuàng)作過程中，學(xué)習(xí)積極性會被極大的提高，想象力和創(chuàng)造力會得到極大的培養(yǎng)和鍛煉。

因此，基于Scratch趣味編程的教學(xué)支持對青少年高階思維的培養(yǎng)更具操作性和可實施性，也更貼合青少年時期學(xué)生身心的發(fā)展。

二、在Scratch趣味編程教學(xué)中如何訓(xùn)練學(xué)生的高階思維

1.教師正確引導(dǎo)，變被動為主動，用游戲開啟鍛煉學(xué)生高階思維的大門。

眾所周知，網(wǎng)絡(luò)是個雙刃劍，很多家長怕孩子玩游戲上癮，就想方設(shè)法阻止孩子接觸計算機，小學(xué)、初中階段的孩子，還處在家長的教育有效期內(nèi)，因此家長完全可以有效監(jiān)控和引導(dǎo)孩子正確的使用電腦。大禹治水，疏大于防，對于孩子容易玩游戲上癮的問題，我認為與其怕他玩，不如引導(dǎo)他們自己設(shè)計游戲玩。Scratch趣味編程正是從學(xué)生感興趣的游戲出發(fā)，讓學(xué)生在編程中從被動的玩變成了主動的玩，他們在創(chuàng)作過程中，學(xué)習(xí)積極性極大，想象力和創(chuàng)造力得到了極大的培養(yǎng)和鍛煉。他們還把自己的作品上傳到官方網(wǎng)站上去。他們試圖去設(shè)計一些體現(xiàn)自己思想的作品，邊做邊體會，學(xué)習(xí)并享受于這個完全模塊化的軟件所帶來的創(chuàng)造力。網(wǎng)絡(luò)上和手機上的的植物大戰(zhàn)僵尸、超級瑪麗、俄羅斯方塊、捕魚達人、切水果、打地鼠等等游戲都成為孩子們編寫程序模仿和靈感創(chuàng)作的源泉，Scratch趣味編程正以其獨有的魅力淋漓盡致的體現(xiàn)出了“玩中學(xué)”和“寓教于樂”的最高境界。 孩子們在創(chuàng)作中創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力得到了充分鍛煉。

2.鼓勵學(xué)生創(chuàng)意編程，將合理的假設(shè)變成代碼操作，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)意思維和邏輯思維能力。

Scratch編程的過程中，很多地方需要進行邏輯上的思考，青少年無論是編寫游戲還是數(shù)字故事，他們在編寫程序的過程中，會不斷地進行邏輯思維的鍛煉，培養(yǎng)和強化邏輯思維能力。例如，人每天都在做決定，不同的決定通常會引導(dǎo)不同的行動。教師可以引導(dǎo)學(xué)生列舉出不同的決定帶來的不同結(jié)果，然后判斷出哪一種決定更有利于你自身。當然，教師也鼓勵學(xué)生在合理假設(shè)后做各種各樣的決定，比如用Scratch編寫一個貓咪巡線的程序。為了檢測黑線的軌跡，學(xué)生將貓咪的鼻子和耳朵作為顏色傳感器，同時使用啟發(fā)式算法（它主要基于邏輯推理和試錯實驗）：如果貓咪的鼻子（粉色）碰到了黑線，則向前移動。如果貓咪的左耳（黃色）碰到了黑線，則逆時針旋轉(zhuǎn)，并緩慢向前移動。如果貓咪的右耳（綠色）碰到了黑線，則順時針旋轉(zhuǎn)，并緩慢向前移動。當然，移動速度（即移動步數(shù)）和旋轉(zhuǎn)角度取決于具體的黑色線條，而且需要多次實驗才能得到。學(xué)生只有經(jīng)歷一定的邏輯思維過程，才可以編出這樣一個程序！這就在無形中不斷鍛煉學(xué)生的邏輯思維，并逐步培養(yǎng)和強化學(xué)生的邏輯思維能力。

3.在分層次教學(xué)假設(shè)的基礎(chǔ)上構(gòu)建小組學(xué)習(xí)模式，教師搭建分享交流平臺，促進學(xué)生分析、綜合、評價和創(chuàng)新實踐能力。

曾看過這樣一句話：“教師最重要的智慧，是讓學(xué)生提出問題?！苯處熞诮虒W(xué)中采取不同方式處處發(fā)揮這種“智慧”，對不同情況分層次設(shè)計教學(xué)假設(shè)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中就像游戲闖關(guān)一樣，由初級晉級中級，再到高級，使孩子們在逐層深入中得到提高和鍛煉，真正做到把課堂還給學(xué)生。

分層次設(shè)計教學(xué)讓學(xué)生在逐層深入學(xué)習(xí)中發(fā)掘問題并想辦法解決問題，可以有的放矢的效鍛煉學(xué)生的問題求解能力和決策能力。

例如教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)克隆指令塊的學(xué)習(xí)時，提前要做好從初級到高級的分層次教學(xué)假設(shè)。初級挑戰(zhàn)中學(xué)生分別添加了星空背景和房子、汽車、路燈及雪花等角色。這個過程是鞏固并強化基礎(chǔ)知識的階段。然后教師示范案例，學(xué)生初級挑戰(zhàn)利用克隆讓雪花紛紛揚揚的飄落下來。這一層次是本課的教學(xué)目標，學(xué)生目標達成率100%。然后任務(wù)驅(qū)動，進入中級挑戰(zhàn)：“能否找出程序中存在哪些問題，小組探究并完成修改。”學(xué)生初級挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)問題：雪花只會落在地面上，而房子、車子等角色上沒有雪花。問題找到后，學(xué)生很快對程序增加了偵測判斷，讓雪花碰到路面、房子、車子等角色后克隆體停止下落。學(xué)生在此晉級過程中，邏輯思維、判斷能力和創(chuàng)造性思維得到充分鍛煉。高級挑戰(zhàn)的設(shè)計重點在于細節(jié)的強化：“再次觀察程序，為什么車子上的積雪前面很多，而車尾部什么都沒有，為什么？結(jié)合生活常識，修改程序?！睂W(xué)生接到高級挑戰(zhàn)任務(wù)時，結(jié)合生活常識會發(fā)現(xiàn)：車尾處于房檐下方，雪花直接落在房檐上，擋住了車尾，但生活中雪花還是會落下來，只不過車尾比其他部分積雪薄一些而已。怎么解決以上問題是本節(jié)課的難點。從初級到高級的三個挑戰(zhàn)，從低到高逐層引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，并強化細節(jié)和日常生活的聯(lián)系，使學(xué)生在創(chuàng)作中貼合生活實際且富有挑戰(zhàn)。在此過程中，允許學(xué)生上網(wǎng)尋求答案（鍛煉學(xué)生收集處理信息的能力和小組合作探究能力），也允許現(xiàn)場求助同學(xué)（鍛煉學(xué)生人際交往能力和分析判斷能力及批判性思維能力）。還可以反復(fù)觀看老師提前發(fā)給學(xué)生的微課導(dǎo)學(xué)包，這里沒有源程序代碼，但有轉(zhuǎn)化為mp4格式的程序演示效果，在對比中找問題并解決問題（鍛煉學(xué)生的觀察能力、小組協(xié)作能力、問題求解能力和決策能力。）經(jīng)過分層次教學(xué)假設(shè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中吃透了克隆的用法，并挑戰(zhàn)了應(yīng)用克隆不同情況的挑戰(zhàn)，結(jié)合克隆增加了偵測判斷，并用上了畫圖模塊中的圖章，巧妙解決了教學(xué)重難點。教師分層次的任務(wù)驅(qū)動，對于學(xué)生信息素養(yǎng)的養(yǎng)成及良好習(xí)慣的培養(yǎng)起著重要的決定性作用。教師要善于根據(jù)不同知識點及不同重難點合理設(shè)計教學(xué)，分層次設(shè)計任務(wù)，構(gòu)建小組學(xué)習(xí)模式，通過分享交流以達到全體學(xué)生的共同成長。

教師搭建分享交流平臺，這是最重要的教師檢測和學(xué)生成長的環(huán)節(jié)，教師一定要學(xué)會轉(zhuǎn)換角色，把課堂還給學(xué)生。事實證明，分享交流環(huán)節(jié)是孩子們成長最快的一個環(huán)節(jié)，他們在這里分享經(jīng)驗，評價作品，提出異議并交流整改方案。經(jīng)長期跟蹤觀察，學(xué)生在這個環(huán)節(jié)很多次超越了教師，他們尋求的解決方案比教師的還要便捷和貼近生活。他們的邏輯思維科學(xué)而嚴謹。教師搭建分享交流平臺根據(jù)教學(xué)假設(shè)可以單獨用一節(jié)課來讓學(xué)生展示和交流。也可以和技能傳授合并為一節(jié)課，當堂課任務(wù)少時及時總結(jié)交流分享。以上面例子為例，學(xué)生在完成三級挑戰(zhàn)后剩余時間不足，可以讓學(xué)生做下節(jié)課展示交流前的準備，把過程及反思用筆記記錄下來學(xué)會總結(jié)和反思。在展示分享交流環(huán)節(jié)中，教師要挑最快完成最好的小組展示作品，并分享解決問題的過程。其他小組做評價和諍友，提出整改建議。然后教師要有目的的挑那些有不同方案的小組上臺交流，“我的方案是什么樣的？和剛才小組有什么區(qū)別？我為什么要用這種解決方案。（鍛煉學(xué)生綜合分析評價能力）”教師注意把控時間，一定要注意預(yù)留給那些沒有完成挑戰(zhàn)的小組時間，讓他們有機會上臺交流遇到了什么問題，怎么去做的，又為什么沒有完成，并且在分享交流環(huán)節(jié)聽到其他小組的分享學(xué)會了什么知識？學(xué)會了哪些對自己有幫助的道理及方法。（有的孩子發(fā)現(xiàn)自己的思路是錯的，有的孩子發(fā)現(xiàn)自己不會求助，有的孩子反思自己人際交往有問題，有的孩子反思自己小組內(nèi)訌不團結(jié)…）

每個人都渴望得到別人的認可，同樣每個孩子都渴望被老師和同學(xué)認可。教師搭建分享交流平臺，更有助于提高學(xué)生的分析、綜合、評價和創(chuàng)新實踐能力。

4.把學(xué)科生活化，學(xué)以致用、應(yīng)用實踐相結(jié)合才是培訓(xùn)學(xué)生高階思維的硬道理。

學(xué)科生活化就是將學(xué)生課堂學(xué)習(xí)間接經(jīng)驗與現(xiàn)實生活直接經(jīng)驗結(jié)合起來，課堂學(xué)習(xí)與生活實踐結(jié)合起來，構(gòu)建學(xué)生各種感興趣并且主動進行的學(xué)習(xí)活動，使學(xué)科教師順從學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，掌握知識，發(fā)展技能，更重要的是把生活世界提供給學(xué)生理解和體驗，使他們在與生活世界的溝通中，感受到生命的崇高，學(xué)會生存，促進個性發(fā)展。

在教學(xué)中我們始終貫徹把學(xué)科生活化的教育理念，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)作很多解決生活難題的程序，在實際生活中處處得到了體現(xiàn)：提問學(xué)生回答問題時，我們使用的是我們學(xué)生編寫的搖號器，搖到誰就是誰，決對公平；在評價學(xué)生展示作品時，我們用的是學(xué)生編寫的投票器；在小組綜合訓(xùn)練比賽時，我們用的是學(xué)生編寫的計時器；在頒獎時我們用的是學(xué)生編寫的趣味抽獎機；在音樂課上，我們使用的是學(xué)生編寫的自助作曲軟件，在地理課上我們使用的是學(xué)生自己編寫的電子地圖；在物理課上，我們使用的是學(xué)生編寫的實驗程序；甚至在食堂吃飯時，學(xué)生編寫的程序電子點菜器也派上了大用場。生活給孩子們提供了源源不斷的素材及創(chuàng)作靈感，生活也賦予了孩子們生存及終生學(xué)習(xí)的經(jīng)驗與信念。

初中信息技術(shù)新課程標準規(guī)定：培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)，把信息技術(shù)作為支持終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段，為適應(yīng)信息社會的學(xué)習(xí)、工作和生活打下必要的基礎(chǔ)。在Scratch課堂上，教師將信息技術(shù)與其他學(xué)科相結(jié)合，孩子們不僅僅學(xué)會如何編寫程序，還會學(xué)習(xí)到Science（科學(xué)）， Technology（技術(shù)）， Engineering（工程）， Arts（藝術(shù)）， Maths（數(shù)學(xué)）等多個領(lǐng)域的知識。對這些知識的接觸可以拓寬孩子的知識面，也可以培養(yǎng)他們廣泛的興趣愛好。

綜上所述，目前我們大多數(shù)中小學(xué)的課堂教學(xué)依然停留在低階能力、低階學(xué)習(xí)和低階思維的層次上，沒有有效地促進學(xué)生高階思維能力的發(fā)展，也沒有有效地塑造學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展所需要的核心素質(zhì)和能力培養(yǎng)上。教育的終極目標是培養(yǎng)高階思維，基于Scratch趣味編程的教學(xué)支持，就是為了力求找到符合青少年心理特點的學(xué)習(xí)方法，通過學(xué)習(xí)編程體會編程思想，探索出適合學(xué)生自主進行學(xué)習(xí)的方式方法的建構(gòu)模式。有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，為未來社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而提供平臺。

參考文獻

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[2]（美）洛林·安德森著，蔣小平，張琴美譯.布盧姆教育目標分類學(xué) 外語教學(xué)與研究出版社，2009年11月.