林德才

【摘要】本文對照小學(xué)五年級學(xué)生開學(xué)初、學(xué)期末電腦打字速度和編程作品內(nèi)容分析數(shù)據(jù)，淺析鍵盤輸入熟練程度對小學(xué)生編程思維的影響，提出小學(xué)生鍵盤打字訓(xùn)練速度目標(biāo)，并針對鍵盤操作對編程思維影響提出信息技術(shù)Scratch編程課堂教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)信息技術(shù);打字速度;編程思維

MIT麻省理工學(xué)院由 Mitch Resnick教授帶領(lǐng)的“終身幼兒園團(tuán)隊”（Lifelong Kindergarten Group）開發(fā)的圖形化編程工具Scratch （簡易圖形化編程工具（語言））于2012年在中國得到普及。在廣州五六年級學(xué)生開展電腦編程學(xué)習(xí)活動的五年里，學(xué)科知識競賽情況證實(shí)Scratch能讓12歲的孩子自主原創(chuàng)編寫出具有圖文豐富、聲情并茂的動畫和互動程序作品，孩子們確實(shí)從Scratch編程創(chuàng)作過程中獲得創(chuàng)作的樂趣。2019年7月網(wǎng)上流傳清華大學(xué)提前錄取編程技能獲得優(yōu)異競賽成績的學(xué)生的信息，使廣大家長相信教育界對編程技能的認(rèn)可度，社會培訓(xùn)機(jī)構(gòu)早在2017年就積極開設(shè)編程學(xué)習(xí)班，并將開班年齡前推至6歲，揚(yáng)言Scratch編程是一種“零基礎(chǔ)”編程工具，可幫助孩子們“贏在起跑線”。

很遺憾，Scratch課堂反饋顯示，學(xué)生的編程作品質(zhì)量與學(xué)生鍵盤文字輸入速度有正相關(guān)的關(guān)系。這使教師相信Scratch編程工具的學(xué)習(xí)者需具備基礎(chǔ)的鍵盤輸入技能?！傲慊A(chǔ)”的低年級小學(xué)生未能獨(dú)立識記和理解Scratch界面里的文字（圖1），且無法獨(dú)立有效輸入文字信息，學(xué)習(xí)Scratch的過程將異常艱難。幼兒啟智編程類小游戲（圖2）是“零基礎(chǔ)”學(xué)生學(xué)習(xí)編程語句排列和運(yùn)作原理的最佳學(xué)習(xí)工具。我們期望學(xué)生能理解、獨(dú)立使用、整合Scratch的各種語句積木，能盡可能遵從自己的創(chuàng)作靈感和設(shè)計意圖進(jìn)行原創(chuàng)性的編程活動。

體驗(yàn)過用電腦鍵盤進(jìn)行文案創(chuàng)作的人會有這樣的印象：相比用電腦鍵盤進(jìn)行創(chuàng)作，用筆在紙片上書寫時的體驗(yàn)會感到思路更清晰。當(dāng)有靈感來臨，我們甚至能在紙片上任何位置畫上線條、圖案或符號，思緒無拘無束。人們相信鍵盤輸入的動作會增加大腦的負(fù)擔(dān)，影響創(chuàng)作的靈感，打斷思路。鍵盤操作影響創(chuàng)作思路的現(xiàn)象早在30多年前就有心理學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究證實(shí)和解釋：羅杰·W·斯佩里（Roger·W·Sperry，1913-1994）大腦割裂研究揭示的我們的大腦左右半球各具功能定位，美國芝加哥大學(xué)的生物心理學(xué)家杰瑞·利維（Jarre Levy）對大腦割裂研究進(jìn)行補(bǔ)充，提出大腦的功能是整合而不是相互分離，大腦作為一個單一、整合的結(jié)構(gòu)運(yùn)行。結(jié)合以上理論和小學(xué)生詞匯量、鍵盤熟悉程度的實(shí)際情況，得到一個推論：使用Scratch編程工具需要學(xué)生掌握簡單基本的文字、拼音和鍵盤輸入技能;學(xué)生在具備良好的左右腦功能整合能力情況下，才能獨(dú)立創(chuàng)作出編程作品。本文通過對358個五年級學(xué)生進(jìn)行打字速度和編程作品質(zhì)量的分析和對比，驗(yàn)證上述觀點(diǎn)。

一、理論假設(shè)

小學(xué)電腦課程基礎(chǔ)訓(xùn)練鍵盤指法練習(xí)，屬于學(xué)生的微動作訓(xùn)練。對于從一年級掌握漢語拼音并從四年級開始信息技術(shù)學(xué)習(xí)的在校學(xué)生，五年級開學(xué)時學(xué)生已掌握了鍵盤主鍵區(qū)除了F1-F12的所有鍵位，能成功輸入中文信息。當(dāng)學(xué)生僅需后意識就能進(jìn)行中文信息鍵盤錄入，控制指尖有效擊打按鍵，讓潛意識側(cè)重在對語言的遣詞造句或編程思路上的情況下獨(dú)立完成原創(chuàng)的編程作品，能證明在校五年級學(xué)生左右大腦協(xié)調(diào)水平，足以順利完成Scratch編程學(xué)習(xí)活動。

當(dāng)上述理論成立的情況下，中文鍵盤輸入水平很低的學(xué)生，將很難順利完成Scratch的編程活動。我們將能獲得五年級小學(xué)生符合其體制和心理成長規(guī)律的鍵盤輸入速度指標(biāo)，作為三四年級小學(xué)生鍵盤指法學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

二、研究方法

五年級上學(xué)期開學(xué)兩周內(nèi)， 對358位學(xué)生都參與了打字速度測試。測試的方式是全班學(xué)生一起進(jìn)行金山打字2003版的文章測試，準(zhǔn)確率要求保持100%以上，即學(xué)生錄入錯誤字符時需刪除錯誤輸入的字符，能區(qū)分中英文標(biāo)點(diǎn)符號，全角和半角切換。輸入法默認(rèn)使用電腦已安裝的搜狗輸入法2008版，也可使用2003微軟ABC輸入法。測試時間為10分鐘，最終電腦只提供所有字符輸入結(jié)果的準(zhǔn)確率和平均每分鐘錄入中文字符含標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量。即教師最后收集的打字測試結(jié)果為準(zhǔn)確率100%的情況下學(xué)生10分鐘內(nèi)根據(jù)文章錄入的每分鐘字符數(shù)量。第二次打字速度測試在五年級下學(xué)期期末，體現(xiàn)學(xué)生正常使用電腦和創(chuàng)作編程作品過程中打字速度發(fā)展的情況，提高學(xué)生打字速度測試結(jié)果的效度。

教師統(tǒng)一了課堂標(biāo)準(zhǔn)：“除了U盤，其他所有文具和書本不帶入電腦教室”使學(xué)生必須放棄傳統(tǒng)的書寫習(xí)慣，創(chuàng)作的過程唯有敲打電腦的鼠標(biāo)和移動鍵盤的方式進(jìn)行。358個小學(xué)五年級學(xué)生在信息技術(shù)課堂學(xué)習(xí)Scratch2.0中文版本，在完成Scratch2.0各模塊類型的教學(xué)和示范和練習(xí)后布置：“運(yùn)用Scratch2.0創(chuàng)作一個作品，可以是動畫，也可以是一個人機(jī)互動的游戲。”分析的學(xué)生作品基本不限制主題和形式，完全由學(xué)生自主命題、設(shè)計和調(diào)試。安排4個課時讓學(xué)生完成編程作品，對程序不完整，或互動提示不明確的作品給予修改意見，并提供課外時間讓來訪學(xué)生使用學(xué)校電腦或指導(dǎo)在家里安裝Scratch繼續(xù)創(chuàng)作。學(xué)生對Scratch界面布局或語句功能有充足的時間去了解和反復(fù)修改、調(diào)試，最終的作品能凸現(xiàn)出學(xué)生創(chuàng)作的靈感及場景、空間、音像素材整合效果的差異。

三、結(jié)果

358份編程作品中19份作品場景單一，只有一個角色在場景中自言自語3到5句話，表述內(nèi)容簡短空洞，占總數(shù)5%;310份作品屬于一般水平，自主構(gòu)思作品主題，重現(xiàn)課堂演示的范例基礎(chǔ)上并再創(chuàng)作，對各類語句（動作、外觀、聲音、畫筆、數(shù)據(jù)、事件、控制、偵測、數(shù)字和邏輯運(yùn)算）融會貫通，語句覆蓋各類別達(dá)7種或以上，具有一定的敘事度或?qū)有∮螒蜻M(jìn)行規(guī)則的設(shè)計和調(diào)整，占作品總數(shù)的87%; 29份作品表現(xiàn)優(yōu)異，語句覆蓋各類別達(dá)7種以上，合理設(shè)計多種場景并進(jìn)行切換，角色出場、與操作者互動、消失隱藏等設(shè)計得當(dāng)，原創(chuàng)性強(qiáng)完成度高，占作品總數(shù)的8%。這些優(yōu)秀的作品教師會逐一在課堂上演示，并與同班或不同班的學(xué)生針對編程作品的技術(shù)性、創(chuàng)意和人機(jī)對話的智能度進(jìn)行討論和交流，學(xué)生的評價表態(tài)時的掌聲是否熱烈是教師對編程作品評價的重要考量。

兩次測試結(jié)果取平均值+全體學(xué)生平均打字速度提高字?jǐn)?shù)（3字/分鐘），為學(xué)生個體應(yīng)對期末編程作品時的打字速度參考值。將打字速度遞增為X軸，結(jié)合作品百分制評價后得出散點(diǎn)分布圖：

散點(diǎn)圖表明隨著學(xué)生打字速度越高，編程作品的評價越穩(wěn)定且偏高;打字速度低于30字/分的學(xué)生離散情況明顯。讓人意外的是出打字速度低至16字/分的區(qū)間出現(xiàn)優(yōu)秀的編程作品。

我們進(jìn)一步分析打字速度在28-43字/分這些作品當(dāng)中，打字速度對學(xué)生編程過程中對各種模塊應(yīng)用的影響。Scratch2.0模塊分10個類別：動作、外觀、聲音、畫筆、數(shù)據(jù)、事件、控制、偵測、數(shù)字和邏輯運(yùn)算以及更多模塊。各類別內(nèi)積木數(shù)量各異，針對研究針對性以及學(xué)生作品差異性特點(diǎn)，我們將學(xué)生作品中包含的積木數(shù)量對比打字速度進(jìn)行分析。

1.外觀模塊類別中的“說”“思考”以及偵測類的“詢問”積木在使用過程中需要錄入相對大量的文字信息，我們將這些積木劃歸語言積木。

鍵盤打字訓(xùn)練屬于技能訓(xùn)練，可反復(fù)通過的強(qiáng)化練習(xí)在短時間內(nèi)提高速度和準(zhǔn)確率，訓(xùn)練過程單調(diào)枯燥，人們難以從純粹的鍵盤操作上獲得良好的體驗(yàn)。在Scratch2.0積木式編程環(huán)境下學(xué)生主要通過操作鼠標(biāo)完成積木的擺放和連接，只有對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的時候才會用得上鍵盤。越少使用語言積木，花費(fèi)在鍵盤的時間就越短。因此學(xué)生會努力搜集素材展示情景，而少用語言文字描述情景;通過麥克風(fēng)演繹多角色的對話和情感取代了表述文字。學(xué)生在組織圖像和聲音時享受到了整合素材以多媒體的方式表達(dá)敘事的樂趣，若非教師要求學(xué)生在普遍不配置耳機(jī)和音箱的電腦上對程序進(jìn)行說明，而scratch2.0新建角色時不支持中文輸入導(dǎo)致語言積木稱為最簡便的解決方法，逼迫了學(xué)生使用語言積木，很可能出現(xiàn)完全不使用語言積木的編程作品。

2.事件類“當(dāng)……>……“積木、“廣播“積木，控制類”如果“積木劃歸組織積木。

對程序角色、背景的控制意愿隨打字速度的提高出現(xiàn)兩極分化，打字速度居中的學(xué)生對程序的場面的設(shè)計和把控意愿和能力較低。我們相信打字速度高的學(xué)生身上大多具有堅韌的意志和強(qiáng)烈的自我實(shí)現(xiàn)愿望，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣使這些同學(xué)在各學(xué)科學(xué)習(xí)都獲得較高的評價。因此，打字速度極低卻在編程活動獲得高評價的學(xué)生顯得異常。我們對這些學(xué)生展開了積極的調(diào)查和訪談。了解到這些學(xué)生表現(xiàn)欲較強(qiáng)，在課堂里網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中喜歡廣播群發(fā)信息給教室里全體學(xué)生和教師，內(nèi)容有謠言、八卦、情感宣泄或毫無意義的字符。通過與學(xué)生單獨(dú)交談，發(fā)現(xiàn)他們思考和交流的關(guān)注點(diǎn)與教師或大多數(shù)學(xué)生不一樣，比如，他們課堂上亂發(fā)信息的行為影響到其他同學(xué)的學(xué)習(xí)活動時，他們更傾向通過他人行為、神態(tài)揣測他人情緒和立場，從而將自身行為的合理化;課堂紀(jì)律或社會公德并不是他們評價自己或他人課堂行為的主要標(biāo)準(zhǔn)。他們的編程作品都體現(xiàn)出喜歡定義變量，并在因應(yīng)多種情況、情景作出回應(yīng)，通過數(shù)量關(guān)系定義情景、行為的規(guī)律。創(chuàng)作出與眾不同的另類的創(chuàng)新作品，以畫面代替語言表述是這些同學(xué)獲得高評價的主要原因。

3.數(shù)據(jù)類模塊以及控制類 “重復(fù)執(zhí)行……次”為量化積木。

量化積木就是把抽象的東西，用數(shù)字來說 ，或者就是用數(shù)次來替代，然后再去分析問題的。在程序里靈活使用量化積木，意味著編程者掌握了客觀事物或場景內(nèi)的規(guī)律，并將其轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)語言”通過數(shù)字運(yùn)算表示事物、事件之間的關(guān)系，是編程創(chuàng)作較文字和藝術(shù)創(chuàng)作最顯著的特點(diǎn)。量化積木的使用情況圖與作品評價分布圖出現(xiàn)明顯的一致性，說明打字速度對量化分析思維產(chǎn)生了顯著的影響。

四、討論

教師普遍認(rèn)同通過鍵盤打字訓(xùn)練，能培養(yǎng)學(xué)生健康坐姿、保護(hù)視力，加強(qiáng)注意力。通過反復(fù)枯燥的訓(xùn)練是短時間內(nèi)提高打字速度的唯一有效方法。因此在四年級打字速度獲得高評價的學(xué)生，也能反映出學(xué)生堅韌的意志和良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。有良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中獲得好評是意料之中。

打字速度越高，使用量化積木的意愿越低，當(dāng)打字速度達(dá)25字/分以上時，量化積木的使用有提高。運(yùn)用變量控制程序的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)情景轉(zhuǎn)換、角色切入以及多線程劇情推進(jìn)，需要學(xué)生具有較高的編程積木熟悉程度和組織能力。因此，我們相信，這是鍵盤輸入造成學(xué)生創(chuàng)作靈感中斷的證據(jù)。對于打字速度很低的學(xué)生，他們幾乎完全放棄了文字表述的積木，基本不進(jìn)行組織語言和拼音的思維，反而沒有受到過多的靈感中斷的煩惱，充分展示了他們的素材運(yùn)用創(chuàng)意。

五、研究發(fā)現(xiàn)的意義

對于成年人、青年學(xué)生來說，鍵盤打字速度一般為60字/分鐘，能順利識別和使用Scratch編程工具，但對于“零基礎(chǔ)”的小學(xué)生，達(dá)到怎樣的中文漢語拼音水平和鍵盤熟悉程度才能順利進(jìn)行Scratch編程工具的學(xué)習(xí)，是教學(xué)工作者需要明確的重要教學(xué)設(shè)計依據(jù)。小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)，零基礎(chǔ)的四年級學(xué)生需在第一學(xué)年內(nèi)完成電腦基礎(chǔ)操作、鍵盤指法練習(xí)、鼠標(biāo)繪畫、網(wǎng)絡(luò)初級應(yīng)用四個學(xué)習(xí)單元，其中的鍵盤指法教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生達(dá)到鍵盤盲擊水平，至于打字速度，則期望學(xué)生在之后的電腦學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中自主提高。這種師傅領(lǐng)進(jìn)門修行靠自己的模糊目標(biāo)缺乏具體檢測教學(xué)效果的指引性。本文通過編程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)需求，針對小學(xué)四年級學(xué)生的身心發(fā)展階段水平，指出期末鍵盤輸入中文的速度為28字/分鐘，明確了鍵盤指法練習(xí)的階段性目標(biāo)。

同時，本研究受學(xué)生語文漢語詞匯拼音掌握水平制約，研究結(jié)果局限性很大，不能直接延伸到小學(xué)更低年級，未能解決如何能讓小學(xué)一年級新生學(xué)習(xí)Scratch編程的問題。其次，對于學(xué)生編程作品的分析和評價過程中，很大程度偏重和依賴教師的主觀評價，當(dāng)學(xué)生的作品畫面非常單調(diào)，語句覆蓋類別很少的情況下，即使能完整表達(dá)學(xué)生的創(chuàng)作靈感和創(chuàng)意，很難獲得學(xué)生對此作出的高評價;而教師意識到這些看似單調(diào)的作品所運(yùn)用的量化分析特點(diǎn)和編程創(chuàng)意時，基于學(xué)生大眾的低評價，難以確定作品最終評價是否客觀。

六、近期應(yīng)用

操作模塊化是電腦人機(jī)交互側(cè)重人性化發(fā)展的結(jié)果，用電腦進(jìn)行文書編輯時，大段文字塊的移動調(diào)整的自由度和靈活性是書面撰寫活動無法比擬的。正因如此，文案編輯的專業(yè)壁壘已完全被打破，一個小學(xué)生通過智能數(shù)碼設(shè)備，就能完成30年前一個專業(yè)編輯人員的工作。如今編程活動的模塊化也正預(yù)示著編程專業(yè)的壁壘正在瓦解。類似突破專業(yè)領(lǐng)域限制的顛覆性變革將繼續(xù)發(fā)生。隨著語音識別技術(shù)的發(fā)展，人們通過鍵盤輸入信息的習(xí)慣也在逐步向語音輸入推進(jìn)。我們大膽假設(shè)，編程工具的發(fā)展將和語音輸入和人工智能進(jìn)行高度的融合，編程活動也許能做到與人工智能對話，由人工智能完成語句的組織。那么，編程思維最核心的能力就凸現(xiàn)出來了，那就是對客觀現(xiàn)象的數(shù)字化、量化分析能力。鍵盤輸入有將一日成為歷史，那時候我們的學(xué)生是否已具備編程思維中量化分析的理想水平？或者反過來，當(dāng)信息輸入對學(xué)齡兒童不再具有任何阻礙影響的情況下，是否意味著我們能更早開發(fā)學(xué)生的數(shù)字化思維？這是一個值得思考的問題。