發(fā)布時間:2020-06-12 10:18:13來源:轉(zhuǎn)載
少兒編程對于兒童教育的巨大作用,三個層面來回答少兒編程對于兒童教育的巨大作用。
第一層:少兒編程有著豐富的基本技能內(nèi)涵,可以在各個方面幫助到兒童。
第二層:少兒編程是一個學(xué)科融合的較佳平臺(之一),可以提供跨學(xué)科的學(xué)習(xí)。
第三層:少兒編程可以完成很多高階能力的培養(yǎng),在未來公立教育中的地位也會不斷提高。
少兒編程培養(yǎng)兒童的基本技能
少兒編程涉及到的基本技能非常豐富,不僅僅是編程本身。我們前面說,就以Scratch為例,至少有如下四個方面的基本技能方向,如圖:
數(shù)學(xué)方面
第一個方面就是數(shù)學(xué)。少兒編程圖形化編程,第一技能方向就是數(shù)學(xué)。我們前面注意到,兒童學(xué)少兒編程,首先注意的就是一個或一些角色在舞臺上的行動——這其中就包括:
★坐標(biāo)系:舞臺是一個以中心為原點的直角坐標(biāo)系,x軸正方向為右,y軸正方向為上。通過(x,y)坐標(biāo)點,來控制所有角色的位置。事實上,舞臺上還有一個隱含的坐標(biāo)系,通過方向、角度和距離,這是一個極坐標(biāo)系。上下左右的位置,行動操控都是通過角色的坐標(biāo)來實現(xiàn)的。
★數(shù)據(jù)類型:較常見的是整數(shù)和小數(shù),即實數(shù)集(在Scratch中所有實數(shù)是一個數(shù)據(jù)類型),另外還有布爾類型(真或假)、字符串類型(一段文本)。
★數(shù)據(jù)的比較:也就是數(shù)學(xué)中三種基本順序,大于、等于和小于。
★算術(shù)運算:加減乘除是四種基本運算,兒童在編程過程中,常常需要在具體的場景中來運用這四種基本運算。另外還有取模運算和四舍五入。
★數(shù)學(xué)函數(shù):在編程過程中,兒童將接觸到一些基本的數(shù)學(xué)函數(shù),包括取值,三角函數(shù),對數(shù)函數(shù)以及指數(shù)函數(shù)等。可以非常直觀的通過函數(shù)圖像的自動喵點畫圖及生活應(yīng)用來理解它們。
★幾何圖形:在編程過程中,一類常見的任務(wù)就是圖形繪制。這個過程中,兒童將大量接觸幾何圖形,并從坐標(biāo)系中進(jìn)行圖形繪制和操控。
所以這里面有著大量的數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容,而且,這些內(nèi)容都在具體的問題和任務(wù)場景中出現(xiàn),既包括基本算術(shù)和幾何圖形知識,也包括函數(shù)以及坐標(biāo)系等中學(xué)數(shù)學(xué)核心概念。通過它們在具體任務(wù)中的應(yīng)用,兒童不僅操控了這個虛擬世界,而且會切身鍛煉到、應(yīng)用到數(shù)學(xué)知識和能力。
邏輯方面
編程的基礎(chǔ),既有數(shù)學(xué),也有邏輯。邏輯思維能力,是兒童發(fā)展的一個基本能力,在文理各個方向都是十分重要的基礎(chǔ)。少兒編程,可能是第一次對兒童正式的、系統(tǒng)的進(jìn)行邏輯方面的鍛煉。
★邏輯變量:起點就是邏輯變量或事件的真或假。真或假是邏輯世界的兩個基本值。
★比較邏輯:對于用比較判斷的邏輯,是兒童有直接經(jīng)驗并可以學(xué)習(xí)的基本邏輯判斷,大于、等于、小于三種邏輯判斷。
★事件邏輯:其次是事件邏輯,基于事件的判斷,也是兒童比較熟悉的。少兒編程用幾種基本的事件模式,來生成事件判斷語句。在Scratch中都是以“觸碰”為核心動作來構(gòu)建的。
★邏輯運算:在簡單的邏輯推理中,三種基本邏輯運算是較重要的基礎(chǔ)。即與邏輯、或邏輯和非邏輯——這三種基本邏輯在少兒編程中大量的使用到。
★邏輯控制:然后就是一組邏輯控制,包括條件判斷、循環(huán)控制和等待。這些既是少兒編程的基本邏輯控制語句,也是邏輯思維鍛煉的一個基本工具。
所以在少兒編程中,邏輯思維的訓(xùn)練是一個基本訓(xùn)練,這也是程序設(shè)計及計算機科學(xué)方向的一個基本核心特征。兒童將在大量的問題解決和任務(wù)控制中,形成系統(tǒng)化的有邏輯的解決方案。突出鍛煉到兒童的邏輯思維能力。這種邏輯訓(xùn)練的密集度,不是其它活動所能比擬的。
設(shè)計思維
設(shè)計思維是人們提出的對未來社會有重大意義的思維方式,它是一種面向問題解決的、創(chuàng)新的系統(tǒng)思維方法。這也是屬于STEM課程方向內(nèi)少兒編程的優(yōu)勢之一。我們的兒童將學(xué)會系統(tǒng)的思維方法來分析、分解問題(需求),并通過綜合的資源來解決問題。
★基本設(shè)計:在Scratch的編程世界中,任何一個問題需求或任務(wù),都需要在背景、角色及行為上進(jìn)行思考和分解。它們是這款編程工具提供的基本視角和思維框架。
★角色表達(dá):在角色的行為表達(dá)過程中,基本的表達(dá)工具是外觀圖形的控制和聲音音樂的控制(Scratch提供21種樂器的模擬)。一個角色的外在行為和表達(dá),無非這些方面。
★交互邏輯:在事件過程中,背景、角色、行為所組成的一個完整世界中,核心邏輯是通過它們交互來完成的。除了程序所控制的軟件層面的交互之外,Scratch還提供豐富指令對計算機外部設(shè)備(如鼠標(biāo)、鍵盤)以及外部的自動化控制元件的操作能力,這使得少兒編程的解決問題方式,擴展到了硬件層面,擴展到了生活中的自動控制層面。
所以,少兒編程是一個具有豐富資源和場景可能性的學(xué)科方向,以驅(qū)使兒童深入的、創(chuàng)新的考慮問題的解決方法,并鍛煉到兒童的設(shè)計思維。隨著問題的復(fù)雜度,以及兒童問題解決方案的復(fù)雜度,和方案中操控設(shè)備復(fù)雜度的提升,兒童的設(shè)計思維能力在不斷提升。
程序設(shè)計
我們較后再談一談少兒編程對程序設(shè)計能力的提升——這是顯而易見的,這是本門的功能。雖然我們前面說,就編程啟蒙工具Scratch這一類而言,它的語言設(shè)計是簡版的,但對兒童而言卻是剛剛好。
★程序設(shè)計的基本方面:程序設(shè)計和計算機語言的基本方面,包括數(shù)據(jù)與變量的概念,包括語句和模塊(函數(shù)),都是程序設(shè)計的基本概念。
★計算機科學(xué)的方面:另外,Scratch中還有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的支持,這是計算機科學(xué)的基本核心內(nèi)容之一,還有對消息機制的應(yīng)用,這在計算機軟件系統(tǒng)中大量的應(yīng)用著。同樣的,需要使用到流程圖等設(shè)計工具。
★系統(tǒng)運行邏輯:目前我們的社會,是一個人機協(xié)作的社會。相當(dāng)多的職業(yè)和職位,都需要和計算機系統(tǒng)打交道。理解計算機系統(tǒng)運行的原理,較好較深入的方式就是理解一段程序。少兒編程每個任務(wù),都會涉及到系統(tǒng)啟動、運行和結(jié)束的基本過程。
★工程技術(shù)研發(fā)邏輯:這既屬于元認(rèn)知層面的訓(xùn)練,同時也是STEM學(xué)科方向的基本特征之一。兒童在少兒編程過程中,將學(xué)會如何分析問題(需求),學(xué)會設(shè)計、研發(fā)、測試,并在應(yīng)用中體會著解決問題的快樂。深刻理解在工程意義上而言解決一個真實問題的過程。
小結(jié)
通過以上數(shù)學(xué)方面、邏輯方面、設(shè)計思維和程序設(shè)計四個方向基本技能介紹,我們可以得出結(jié)論,少兒編程這個學(xué)科,對比現(xiàn)在學(xué)校里的所有學(xué)科而言,都有鮮明的特色和優(yōu)勢。它對我們兒童的教育和鍛煉,恰恰是許多學(xué)科所不能提供的。
所以,少兒編程對于兒童的基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,有著巨大的、不可替代的作用。
少兒編程對于兒童跨學(xué)科學(xué)習(xí)的幫助
比較先進(jìn)的教育國家,及創(chuàng)新學(xué)校,都有在融合學(xué)科、跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式上有探索。這有真實的社會需求和背景,也有學(xué)科發(fā)展細(xì)化之后的內(nèi)在邏輯要求。但是我相信,在基礎(chǔ)教育階段,融合學(xué)科或跨學(xué)科學(xué)習(xí)應(yīng)該如何做,應(yīng)該有很多人在困惑中。不是簡單的拼湊,不是簡單的活動展現(xiàn),而是扎扎實實的在提出問題、并通過學(xué)科融合的思路來解決問題——很多人對此不知道應(yīng)該如何做。
少兒編程是兒童跨學(xué)科學(xué)習(xí)的較好的工具之一。
我的觀點是,無論是在學(xué)術(shù)界,還是在工業(yè)界,計算機科學(xué)已經(jīng)融合到各個學(xué)科當(dāng)中,做天文研究、做數(shù)學(xué)研究、做醫(yī)學(xué)處理,甚至做文學(xué)事業(yè),都需要使用到計算機學(xué)科方法或成果。這是世界發(fā)展的自然結(jié)果;我們的教育上,在面向跨學(xué)科學(xué)習(xí)的命題時,也必將發(fā)展出基于少兒編程的基礎(chǔ)教育中的學(xué)科融合學(xué)習(xí)模式。
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