通过编程促进儿童创造性思维的养成
王海峰
摘 要 在被大数据包裹的当今社会，计算机编程思维是每个人都应具有的一种思维能力。少儿编程因其可视化的图形操作界面、完善的逻辑结构，在儿童创造性思维培养过程中起着不可替代的作用。以少儿编程工具Scratch 3.0为例，通过具体的实例阐述少儿编程在儿童思维培养方面的具体体现，以期为少儿编程教学提供参考。
关键词 少儿编程;Scratch;编程思维;创造性思维;信息技术;素质教育
中图分类号：G623.58 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2021）11-0064-04
1 概念界定
1.1 少儿编程
少儿编程教育并非如同高等教育那样学习如何写代码、编制应用程序，而是通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程，培养学生的计算思维和创新解难能力[1]。如学生在制作一个小动画的过程中，自己拆分任务、拖拽模块、控制进度，从而理解“并行”“事件处理”“目标实现”的概念。其核心理念是培养学生的思维模式、解决问题等综合能力，与传统意义上的编程有很大的区别：前者注重培养学生的思维方式，后者更专注于技术。
1.2 创造性思维
创造性思维的本质是发散性思维，这种思维方式遇到问题时能从多角度、多侧面、多层次、多结构去思考，去寻找答案，既不受现有知识的限制，也不受传统方法的束缚[2]。其思维路线是开放性、扩散性的，解决问题的方法更不是单一的，而是在多种方案、多种途径中去探索、选择[3]。培养儿童的创造性思维能力，是目前素质教育的主要任务，在教育过程中应该有的放矢，建立良好的创造环境，正确对待创造型学生，注重创造性思维的训练。
2 研究概述
2.1 软件介绍
研究选用Scratch 3.0软件作为工具进行儿童编程思维训练。Scratch是由麻省理工学院设计开发的少儿编程工具，是小学生接触编程的入门级软件，软件的可操作性强、界面丰富活泼，适合小学生进行编程学习。通过让学生创建游戏、制作动画，达到教会他们简易编程、激发编程兴趣、培养创造性思维和问题解决能力的目标[4]。该软件自推出以来，已经有来自世界各地的青少年编程并共享超过2 000万个Scratch项目。Scratch 3.0于北京时间2019年1月3日正式发布，其基本界面设计如图1所示。
2.2 Scratch在中国
少儿编程从2010年引入Scratch至今，已掀起一股学习Scratch编程、使用Scratch创作分享的热潮[5]。Scratch
在国内中小学信息技术课堂间的风靡也让人赞叹，很多地区的学校已经研发了配套的Scratch教材。2018年3月，江苏省颁布《江苏省义务教育信息技术课程纲要》，其中小学五年级学习少儿编程Scratch，除了有十三节软件模块的教学应用之外，还添加了五个开源硬件模块的教学设计，为信息技术课堂增添了不少活力。
2.3 学习者分析
本案例的教学对象为小学五年级学生，他们已经有2～3年的信息技术课程基础，会基本的开关机操作、鼠标键盘的基本操作，对打字以及办公自动化也已经有了初步的认识，但对编程设计还属于一片空白。对于这些“数字土著”来说，大部分人对电脑游戏已经有了一定的认识，有些能够熟练利用鼠标和键盘的配合来完成一些游戏的过关，还有的甚至已经是游戏玩家中的“高手”了，所以电脑的一些基本操作对他们来说不是什么难事。
从认知发展情况来看，根据皮亚杰的儿童认知发展阶段理论，儿童和青少年的认知发展被划分为四个阶段：感知运动阶段（0～2岁）、前运算阶段（2～-7岁）、具体运算阶段（7～12岁）和形式运算阶段（12～-15岁）[6]。五年的小学生已经属于形式运算阶段，能够进行一定的逻辑推理，但这时的逻辑推理还是具象的，需要借助具体的任务、情境来完成。
基于以上特点，如果课程设计中只通过文字说明和逻辑推理来完成，学生接受起来会比较困难，因此，此时的少儿编程应采用游戏化的具体操作，这样既有利于教学的开展，又能激发他们的学习兴趣和热情。笔者选取学生平时生活中比较熟悉的“飞机大战”游戏作为教学案例。
3 Scratch课程：以“克隆飞机大战”程序设计为例
以Scratch课程“克隆飞机大战”为例，通过火炮发射子弹，打下从天而降的飞机来完成游戏，主要通过三个角色（飞机、火炮、子弹）及各自上面的代码来完成。飞机角色上需要通过控制、运算模块，在一定的时间内克隆飞机，并按照指定的速度和方向从屏幕上方向下移动;火炮角色上通过运动、控制模块来控制屏幕下方的火炮方向及发射子弹;子弹角色则通过控制、侦测模块来控制子弹的运动轨迹，以及击中飞机后，飞机角色的状态变化，如图2所示。
3.1 大胆尝试，创设宽松的教学情境
通过演示几款“飞机大战”游戏，创设直观的教学情境，调动学生学习编程的兴趣。课本实例只有一个，教师如果按部就班，就容易禁锢学生的想象空间。可以给他们展示几款飞机、火炮造型，有利于学生在进行角色设计时，根据自己的兴趣和爱好，充分发挥想象力、大胆尝试，设计出形式多样的角色造型，培养大胆尝试、勇于创新的精神。此阶段主要是激发学生学习兴趣，使其保持好奇心，拓宽设计思维。特别是在角色的外观造型上应该让学生充分发挥想象力，树立敢于创造的自信心，为创造性思维的培养奠定坚实的基础。
3.2 化繁为简，利用流程图设计程序流程
对于整个游戏的设计制作不要急于求成，学习根据任务要求进行角色动作分解。可以将学生按照六人一个小組进行分配，把三个角色的造型设计任务再分配给组内的三组成员各自来完成，培养学生团队协作的能力。根据教师的演示，学生进行讨论交流，分析完成自己所选角色上的任务需要哪些流程，理清设计思路。
如以飞机角色为例，在该角色上需要完成的任务有：不断地克隆自己，并从屏幕的上方按照指定的速度往下移动;飞机在飞行过程中如果碰到子弹，造型变化并消失;如果飞行过程中一直没有碰到子弹，则飞机飞行到屏幕最下方一定的位置时也自动消失。学生根据以上分析，画出合适的流程图。教师应鼓励大家根据自己的想法大胆设计，只要能够完成目标，可以设计出多种样式的流程图，以便后期一起学习、对比、提高。最后，教师给出飞机角色的运行流程图，如图3所示。
该过程主要是让学生归纳所选角色的动作实现方法，并化繁为简、理清思路，为接下来的代码搭建提供依据。通过流程图激发学生探究学习的欲望，大家积极参与，展示自己解决问题的方法和途径。流程图的应用还可以帮助学生更好地理解条件、判断、循环等语句，为以后更为复杂的编程奠定基础。
3.3 主动探究，将流程图转换为设计代码
这一过程是根据流程图设计，完成脚本的编写。此过程是让学生对问题有更为深入的理解。案例中涉及的条件语句、循环语句、侦测、随机数等概念在角色的代码设计中都将融入其中。游戏中飞机角色的克隆、飞行位置的移动、被子弹击中后的变化等，需要学生全方位思考，不断地进行尝试、调整。学生学习角色的动作采用哪种语句来完成既方便又高效，并不断进行调试、自主探究，发现问题、解决问题，锻炼解决实际问题的能力。教师这时应在课堂上巡回观察，发现有困难的学生并给予适当帮助，提升他们的自信心。在流程图的基础上，学生一般都能够选择合适的积木组合，搭建出完成对应角色动作的代码。根据图3所示流程图，很容易得出飞机角色代码图，如图4所示。
3.4 提高扩展，逐步形成编程思维
學生在实现了游戏的功能后肯定很兴奋，这时候教师应该趁热打铁，保持住学生的兴趣。对学生完成的程序进行比较，不难发现不同的小组完成同一功能模块可能采用了多种不同的方式;同样的模块，只要稍做修改，就能取得类似的甚至相反的效果;完成同一项任务有时代码简短，但执行效率反而高。在这样的分析、比较后，让学生学会举一反三、拓宽思路，并形成一定的编程思维，进而逐步培养创新思考和解决实际问题的能力。
3.5 总结评价，分享创作过程中的体悟
评价的主要目的是进行展示、交流，取长补短，共同进步。这时，教师应把主动权交给学生，让学生分享创作的想法，学习他人创意，找出作品中可能存在的漏洞，发现更优的解决方案，逐步完善作品。同时，这也是给创意设计者一个展示的平台，提升其自信心，增强设计者的荣誉感和获得感。
4 少儿编程促进儿童创造性思维培养应注意的问题
4.1 正确引导，变堵为疏
儿童必将在某个时间点接触电子产品、接触游戏，若家长不能正确引导，甚至有的学生会痴迷于游戏，与其到时候为此而头疼，还不如给他们提供一个更高阶的活动——基于编程创造游戏。那样游戏打得再好也不是最能吸引学生目光的，开发设计出更好玩的游戏才是最能吸引他们注意的。让学生也能跳出玩游戏的框架，从设计的视角去看待电子游戏，相信这样才会有更多的正反馈。
4.2 循序渐进，尊重儿童认知发展规律
少儿编程涉及数学、逻辑、科学、美术、音乐、仿真等相关知识，有一定的认知提升度。教师需要根据学生当前思维发展状况，专门设计对应的教学案例、教学内容，教学难度要符合儿童当前认知水平，循序渐进、逐步提高。
4.3 注重主体，关注个性化差异
根据儿童教育学家皮亚杰的认知发展理论，儿童认知发展的过程是作为学习主体的儿童在外部环境的不断作用下提升认知。在少儿编程教学过程中，教师要坚持学生的主体地位，适时地给予他们合适的外部刺激，培养他们分析问题、解决问题的能力。另外，在教学过程中应该正确认识和看待学生的个体化差异，因材施教，争取让每个儿童在自己的基础上都有所发展。
5 总结
儿童阶段是创造性思维开发的黄金时期，也是人类最富创造性的阶段。少儿编程把数学、逻辑、美术、音乐等多个学科进行了很好的跨界融合，在培养学生的逻辑思维能力、解决复杂问题能力方面做了很好的探索，对学生将来的发展起到积极的促进作用;但还存在一定问题，如部分课程内容同质化严重、师资力量不足、服务体系不完善等。这就需要广大一线教育工作者不断努力，深耕行业，多出精品课程，为儿童创造性思维的培养贡献自己的力量。
参考文献
[1]上海艾瑞市场咨询有限公司.中国少儿编程行业研究报告：2018年[R].2018：106-139.
[2]唐豪.小学美术教学中创造性思维研究[J].语文课内外，2018（28）：209.
[3]周德春.谈英语教学中创造性思维的培养[J].时代报告，2013（3）：395.
[4]徐蓓玲，高国元.基于6E设计型学习模式的STEAM活动设计：以Scratch“打地鼠”程序为例[J].现代中小学教育，2020（2）：24-30.
[5]杨丽莎.小学Scratch项目活动教学与评价[D].上海：上海师范大学，2017.
[6]李春芳.大、中学生形式思维、后形式思维和自我同一性的发展特点及其关系[D].河南：河南大学，2016.
猜你喜欢创造性思维素质教育信息技术在素质教育中树立文化自信江西教育C(2021年3期)2021-04-12基于素养提升的信息技术与美术欣赏活动的整合运用福建基础教育研究(2019年12期)2019-05-28浅析我国的素质教育政策科学导报·学术(2018年14期)2018-10-21在语文教学中激发学生的想象力和创造力都市家教·上半月(2016年12期)2016-12-29巧用“思维导图”，培养小学生的创造性思维考试周刊(2016年73期)2016-09-21数学课堂的有效性之我见考试周刊(2016年50期)2016-07-12高中信息技术教育实施分层教学的策略教育实践与研究·中学课程版(2015年10期)2015-10-21职业院校需要什么样的素质教育职业技术教育(2014年15期)2014-10-27深思逐渐弱化的信息技术课程中国信息技术教育(2014年13期)2014-07-31也谈素质教育教书育人·校长参考(2009年1期)2009-02-12
