曾志勇

摘 要：現(xiàn)在的數(shù)字化趨勢不可逆轉(zhuǎn)，發(fā)達(dá)國家都在開展兒童編程教育，如美國的“Hour of Code”和英國的“Year of Code”，體現(xiàn)了在全球?qū)幊探逃闹匾?。我國也提出了培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，用“計(jì)算思維”培養(yǎng)未來人才，并在全國范圍內(nèi)逐步實(shí)施中學(xué)編程教學(xué)。

關(guān)鍵詞：中學(xué);信息技術(shù);編程;教學(xué);深度;廣度

一、什么是編程，為什么要學(xué)編程。

在人類復(fù)雜的社會體系中，人們需要通過自然語言來進(jìn)行相互溝通和知識傳播，而數(shù)學(xué)是人與自然、宇宙溝通的語言，伽利略說：“自然界這部偉大的書是用數(shù)學(xué)語言寫成的”。它是一切科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。編程語言，則是人與計(jì)算機(jī)交流溝通的語言。由于社會發(fā)展的需要、科技發(fā)展的推動，掌握一門編程語言已經(jīng)變成一項(xiàng)基本技能，可以有效地指揮計(jì)算機(jī)去解決實(shí)際問題，達(dá)到事半功倍的效果。

二、如何學(xué)習(xí)編程語言——代碼編程與圖形編程。

從計(jì)算機(jī)被發(fā)明以來，計(jì)算機(jī)編程語言也有幾十年的發(fā)展歷史了，目前編程語言的種類繁多。對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生或程序員來說，編程語言的學(xué)習(xí)模式也已經(jīng)非常成熟。但是這套教學(xué)模式顯然不適合兒童編程教育，不符合中學(xué)生的年齡特征。隨著近幾年全球范圍內(nèi)的重視，發(fā)展出一批優(yōu)秀的圖形化編程工具，用來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行編程入門學(xué)習(xí)，取得了一定的發(fā)展。由于圖形化編程以游戲化教學(xué)，興趣教學(xué)、培養(yǎng)思維為主要特點(diǎn)，大大降低了學(xué)習(xí)門檻，使之最近幾年在學(xué)校進(jìn)行快速的推廣普及。

三、如何更好地推廣Scratch普及性編程教學(xué)——深度

在眾多的圖形化編程語言中，Scratch在國內(nèi)推廣普及做得最好。Scratch與傳統(tǒng)的編程軟件不同，不再是枯燥的代碼命令組合的集成，而是像搭積木一樣拖曳圖形化的指令，就能創(chuàng)作屬于自己的故事、動畫、游戲和音樂等作品。在創(chuàng)作過程中一邊玩一邊學(xué)，對學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力以及解決問題能力的培養(yǎng)有著積極的意義。目前國內(nèi)的Scratch編程以功能模塊教學(xué)、案例化教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)為主，開展得非常成功。在結(jié)構(gòu)化編程中，任何算法都可以通過由順序、選擇和循環(huán)的三種基本程序結(jié)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)。我嘗試在教學(xué)中以三種基本程序結(jié)構(gòu)為主線，將功能模塊嵌入三個結(jié)構(gòu)教學(xué)，以游戲或案例為載體，把教學(xué)的重點(diǎn)放在程序結(jié)構(gòu)上，而不是功能模塊。在Scratch教學(xué)中，將程序結(jié)構(gòu)和模塊代碼巧妙地結(jié)合在一起，兼顧趣味性和知識的系統(tǒng)性。第一節(jié)課就是讓學(xué)生初識這個軟件，先讓學(xué)生體驗(yàn)利用代碼塊讓小貓動起來、或者外觀中的說話，并且重點(diǎn)要讓學(xué)生理解舞臺、角色的概念、事件驅(qū)動的理念。在教學(xué)實(shí)施中，使用大家所熟悉的貓狗對話可以幫助學(xué)生很好的理解順序結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程。如果我們對順序結(jié)構(gòu)的案例進(jìn)行再升級，可以引導(dǎo)學(xué)生利用聲音功能模塊、引入消息機(jī)制去做古詩朗讀或者鋼琴演奏，這樣的案例相對來說實(shí)用性就比較強(qiáng)了。在單向分支的結(jié)構(gòu)中，可以引入小貓過馬路或者章魚過河的案例。通過上下左右鍵控制角色移動并讓條件語句去判斷角色是否碰到哪種顏色是否走出邊界。在雙向分支的結(jié)構(gòu)中，引入數(shù)學(xué)口算的題目，用戶答對了提示答題成功，答錯了提示答題錯誤。在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，分為計(jì)數(shù)循環(huán)、條件循環(huán)和無限循環(huán)，在某各意義上循環(huán)結(jié)構(gòu)起到一個優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)的功能。鼓勵學(xué)生使用循環(huán)，通過小貓走路多個重復(fù)動作和口算出多個題目，顯示循環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性和程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)美簡潔性。

四、編程教育之國外的STEAM與國內(nèi)的學(xué)科融合——廣度

目前國內(nèi)外流行的STEAM教育理念，即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的首字母。STEAM教育理念對學(xué)科素養(yǎng)的綜合應(yīng)用來解決實(shí)際問題，同時培養(yǎng)綜合性的人才。國內(nèi)的STEAM教學(xué)模式，主要通過游戲化編程、機(jī)器人培訓(xùn)、3D打印、創(chuàng)客教育等形式來開展。但是由于區(qū)域的差異性，技術(shù)、資金、師資、設(shè)備等投入的限制，我們想讓編程教育回到現(xiàn)實(shí)，更好地服務(wù)于學(xué)科教育，解決學(xué)科問題、進(jìn)行學(xué)科融合，讓學(xué)生能夠真真切切地體驗(yàn)到用編程來解決問題，而不是學(xué)無用武之地。因此我們在各個學(xué)科的融合上，在編程教學(xué)的廣度上，下足了功夫。讓學(xué)生通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，既學(xué)習(xí)了編程如何應(yīng)用，又學(xué)習(xí)和鞏固了其他學(xué)科的知識。

五、Scratch只是起點(diǎn)，未來更精彩

盡管Scratch教學(xué)應(yīng)用非常廣泛，在中學(xué)大學(xué)都有被用來當(dāng)成學(xué)生的編程入門語言。但學(xué)生學(xué)了一兩年之后，對Scratch比較熟悉了，可以推薦孩子學(xué)習(xí)同樣的圖形化編程的APPINVENTOR，可以很容易很方便地做出實(shí)用性很強(qiáng)的手機(jī)應(yīng)用APP。

Scratch和APPINVENTOR都是圖形化編程語言，圖形化編程語言對于初學(xué)者來說都容易上手，因?yàn)槌１贿x做入門編程語言，但在解決實(shí)際問題或者邏輯較復(fù)雜的問題，代碼的可讀性、可維護(hù)性并不如代碼類編程語言。因此我們可以把Scratch理解為一門編程入門語言，在入門以后還是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)至少一門代碼類編程語言。常見的編程語言有C，Java，C#，C++，Pascal，Python等。我個人建議初學(xué)者學(xué)習(xí)Python。Python比較適合初學(xué)者成為一門易讀、易維護(hù)，不管是程序員或者計(jì)算機(jī)普通用戶都比較容易上手。因?yàn)閾碛写罅康臉?biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫，所以經(jīng)常被稱為實(shí)用主義，在解決實(shí)際問題時有較豐富的可復(fù)用代碼庫，讓你站在巨人的肩膀上去解決你身邊的問題。Python已經(jīng)成為目前美國頂尖大學(xué)里最受歡迎的計(jì)算機(jī)編程入門語言，目前Python在IT行業(yè)廣泛應(yīng)用，特別是在系統(tǒng)運(yùn)維、圖形處理、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、科學(xué)計(jì)算、人工智能等方面。因此，值得我們?nèi)W(xué)習(xí)，不管是學(xué)生還是老師。

福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：JZ170426

（福建教育學(xué)院資助）

參考文獻(xiàn)

[1]部和廣倉本大.Scratch少兒趣味編程2

[2]鄭之婷.從Scratch入門到精通