基于Scratch趣味編程的教學支持 對青少年高階思維的培養

劉軍芳

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

【關鍵詞】Scratch趣味編程；高階思維培養

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）22-0026-01

哈佛大學心理學教授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，是一種技術與技巧上的訓練結果。賽跑選手需要訓練才能掌握百米沖刺技巧。同樣，良好的思維能力需要相應的教學支持，包括一系列有針對性的練習。所以，只要方法得當，學生的高階思維能力是可以培養和訓練的。問題的關鍵就是，如何培養和訓練學生的高階思維，運用什么工具來培養。因此，探討促進學習者高階思維發展的教學支持，是當代教學設計研究最為重要的課題之一。

結合信息技術學科自身的特點來看，所謂高階思維即是指發生在信息技術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，在教學目標中表現為分析、綜合、評價和創造，信息技術課程的教學不應是技能的培養，而應是高階思維核心能力的培養，是創新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力的培養。在信息技術課程中，基于Scratch趣味編程的教學支持可以更有效的培養學生創新能力、問題求解能力、決策力和批判性思維能力，以期達到對學生高階思維的培養。

一、為什么用Scratch作為培養高階思維的工具

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

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

二、在Scratch趣味編程教學中如何訓練學生的高階思維

1.教師正確引導，變被動為主動，用游戲開啟鍛煉學生高階思維的大門。

眾所周知，網絡是個雙刃劍，很多家長怕孩子玩游戲上癮，就想方設法阻止孩子接觸計算機，小學、初中階段的孩子，還處在家長的教育有效期內，因此家長完全可以有效監控和引導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，不如引導他們自己設計游戲玩。Scratch趣味編程正是從學生感興趣的游戲出發，讓學生在編程中從被動的玩變成了主動的玩，他們在創作過程中，學習積極性極大，想象力和創造力得到了極大的培養和鍛煉。他們還把自己的作品上傳到官方網站上去。他們試圖去設計一些體現自己思想的作品，邊做邊體會，學習并享受于這個完全模塊化的軟件所帶來的創造力。網絡上和手機上的的植物大戰僵尸、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作的源泉，Scratch趣味編程正以其獨有的魅力淋漓盡致的體現出了“玩中學”和“寓教于樂”的最高境界。 孩子們在創作中創新能力、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.鼓勵學生創意編程，將合理的假設變成代碼操作，鍛煉學生的創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不同的行動。教師可以引導學生列舉出不同的決定帶來的不同結果，然后判斷出哪一種決定更有利于你自身。當然，教師也鼓勵學生在合理假設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，學生將貓咪的鼻子和耳朵作為顏色傳感器，同時使用啟發式算法（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，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，并緩慢向前移動。當然，移動速度（即移動步數）和旋轉角度取決于具體的黑色線條，而且需要多次實驗才能得到。學生只有經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生的邏輯思維，并逐步培養和強化學生的邏輯思維能力。

3.在分層次教學假設的基礎上構建小組學習模式，教師搭建分享交流平臺，促進學生分析、綜合、評價和創新實踐能力。

曾看過這樣一句話：“教師最重要的智慧，是讓學生提出問題。”教師要在教學中采取不同方式處處發揮這種“智慧”，對不同情況分層次設計教學假設，使學生在學習中就像游戲闖關一樣，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生。

分層次設計教學讓學生在逐層深入學習中發掘問題并想辦法解決問題，可以有的放矢的效鍛煉學生的問題求解能力和決策能力。

例如教師在引導學生學習克隆指令塊的學習時，提前要做好從初級到高級的分層次教學假設。初級挑戰中學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知識的階段。然后教師示范案例，學生初級挑戰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目標，學生目標達成率100%。然后任務驅動，進入中級挑戰：“能否找出程序中存在哪些問題，小組探究并完成修改。”學生初級挑戰的基礎上經過仔細觀察，發現問題：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。學生在此晉級過程中，邏輯思維、判斷能力和創造性思維得到充分鍛煉。高級挑戰的設計重點在于細節的強化：“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？結合生活常識，修改程序。”學生接到高級挑戰任務時，結合生活常識會發現：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課的難點。從初級到高級的三個挑戰，從低到高逐層引導學生發現問題并解決問題，并強化細節和日常生活的聯系，使學生在創作中貼合生活實際且富有挑戰。在此過程中，允許學生上網尋求答案（鍛煉學生收集處理信息的能力和小組合作探究能力），也允許現場求助同學（鍛煉學生人際交往能力和分析判斷能力及批判性思維能力）。還可以反復觀看老師提前發給學生的微課導學包，這里沒有源程序代碼，但有轉化為mp4格式的程序演示效果，在對比中找問題并解決問題（鍛煉學生的觀察能力、小組協作能力、問題求解能力和決策能力。）經過分層次教學假設，學生在學習中吃透了克隆的用法，并挑戰了應用克隆不同情況的挑戰，結合克隆增加了偵測判斷，并用上了畫圖模塊中的圖章，巧妙解決了教學重難點。教師分層次的任務驅動，對于學生信息素養的養成及良好習慣的培養起著重要的決定性作用。教師要善于根據不同知識點及不同重難點合理設計教學，分層次設計任務，構建小組學習模式，通過分享交流以達到全體學生的共同成長。

教師搭建分享交流平臺，這是最重要的教師檢測和學生成長的環節，教師一定要學會轉換角色，把課堂還給學生。事實證明，分享交流環節是孩子們成長最快的一個環節，他們在這里分享經驗，評價作品，提出異議并交流整改方案。經長期跟蹤觀察，學生在這個環節很多次超越了教師，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而嚴謹。教師搭建分享交流平臺根據教學假設可以單獨用一節課來讓學生展示和交流。也可以和技能傳授合并為一節課，當堂課任務少時及時總結交流分享。以上面例子為例，學生在完成三級挑戰后剩余時間不足，可以讓學生做下節課展示交流前的準備，把過程及反思用筆記記錄下來學會總結和反思。在展示分享交流環節中，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別？我為什么要用這種解決方案。（鍛煉學生綜合分析評價能力）”教師注意把控時間，一定要注意預留給那些沒有完成挑戰的小組時間，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，并且在分享交流環節聽到其他小組的分享學會了什么知識？學會了哪些對自己有幫助的道理及方法。（有的孩子發現自己的思路是錯的，有的孩子發現自己不會求助，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訌不團結…）

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認可。教師搭建分享交流平臺，更有助于提高學生的分析、綜合、評價和創新實踐能力。

4.把學科生活化，學以致用、應用實踐相結合才是培訓學生高階思維的硬道理。

學科生活化就是將學生課堂學習間接經驗與現實生活直接經驗結合起來，課堂學習與生活實踐結合起來，構建學生各種感興趣并且主動進行的學習活動，使學科教師順從學生學習規律，掌握知識，發展技能，更重要的是把生活世界提供給學生理解和體驗，使他們在與生活世界的溝通中，感受到生命的崇高，學會生存，促進個性發展。

在教學中我們始終貫徹把學科生活化的教育理念，引導學生創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：提問學生回答問題時，我們使用的是我們學生編寫的搖號器，搖到誰就是誰，決對公平；在評價學生展示作品時，我們用的是學生編寫的投票器；在小組綜合訓練比賽時，我們用的是學生編寫的計時器；在頒獎時我們用的是學生編寫的趣味抽獎機；在音樂課上，我們使用的是學生編寫的自助作曲軟件，在地理課上我們使用的是學生自己編寫的電子地圖；在物理課上，我們使用的是學生編寫的實驗程序；甚至在食堂吃飯時，學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作靈感，生活也賦予了孩子們生存及終生學習的經驗與信念。

初中信息技術新課程標準規定：培養學生良好的信息素養，把信息技術作為支持終身學習和合作學習的手段，為適應信息社會的學習、工作和生活打下必要的基礎。在Scratch課堂上，教師將信息技術與其他學科相結合，孩子們不僅僅學會如何編寫程序，還會學習到Science（科學）， Technology（技術）， Engineering（工程）， Arts（藝術）， Maths（數學）等多個領域的知識。對這些知識的接觸可以拓寬孩子的知識面，也可以培養他們廣泛的興趣愛好。

綜上所述，目前我們大多數中小學的課堂教學依然停留在低階能力、低階學習和低階思維的層次上，沒有有效地促進學生高階思維能力的發展，也沒有有效地塑造學生適應社會發展所需要的核心素質和能力培養上。教育的終極目標是培養高階思維，基于Scratch趣味編程的教學支持，就是為了力求找到符合青少年心理特點的學習方法，通過學習編程體會編程思想，探索出適合學生自主進行學習的方式方法的建構模式。有效培養學生的高階思維，為未來社會培養創新型人才而提供平臺。

參考文獻

[1]（美）Majed Marji著，于欣龍，李澤譯.《動手玩轉Scratch2.0編程》 電子工業出版社，2015年第一版.

[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 外語教學與研究出版社，2009年11月.