鍵盤(pán)漢字打字速度量化Scrath編程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)能力水平

林德才

【摘要】本文對(duì)照小學(xué)五年級(jí)學(xué)生開(kāi)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(pán)輸入熟練程度對(duì)小學(xué)生編程思維的影響，提出小學(xué)生鍵盤(pán)打字訓(xùn)練速度目標(biāo)，并針對(duì)鍵盤(pán)操作對(duì)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(duì)”（Lifelong Kindergarten Group）開(kāi)發(fā)的圖形化編程工具Scratch （簡(jiǎn)易圖形化編程工具（語(yǔ)言））于2012年在中國(guó)得到普及。在廣州五六年級(jí)學(xué)生開(kāi)展電腦編程學(xué)習(xí)活動(dòng)的五年里，學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽情況證實(shí)Scratch能讓12歲的孩子自主原創(chuàng)編寫(xiě)出具有圖文豐富、聲情并茂的動(dòng)畫(huà)和互動(dòng)程序作品，孩子們確實(shí)從Scratch編程創(chuàng)作過(guò)程中獲得創(chuàng)作的樂(lè)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(jìng)賽成績(jī)的學(xué)生的信息，使廣大家長(zhǎng)相信教育界對(duì)編程技能的認(rèn)可度，社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)早在2017年就積極開(kāi)設(shè)編程學(xué)習(xí)班，并將開(kāi)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(xiàn)”。

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(pán)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(pán)輸入技能。“零基礎(chǔ)”的低年級(jí)小學(xué)生未能獨(dú)立識(shí)記和理解Scratch界面里的文字（圖1），且無(wú)法獨(dú)立有效輸入文字信息，學(xué)習(xí)Scratch的過(guò)程將異常艱難。幼兒?jiǎn)⒅蔷幊填?lèi)小游戲（圖2）是“零基礎(chǔ)”學(xué)生學(xué)習(xí)編程語(yǔ)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(yǔ)句積木，能盡可能遵從自己的創(chuàng)作靈感和設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行原創(chuàng)性的編程活動(dòng)。

體驗(yàn)過(guò)用電腦鍵盤(pán)進(jìn)行文案創(chuàng)作的人會(huì)有這樣的印象：相比用電腦鍵盤(pán)進(jìn)行創(chuàng)作，用筆在紙片上書(shū)寫(xiě)時(shí)的體驗(yàn)會(huì)感到思路更清晰。當(dāng)有靈感來(lái)臨，我們甚至能在紙片上任何位置畫(huà)上線(xiàn)條、圖案或符號(hào)，思緒無(wú)拘無(wú)束。人們相信鍵盤(pán)輸入的動(dòng)作會(huì)增加大腦的負(fù)擔(dān)，影響創(chuàng)作的靈感，打斷思路。鍵盤(pán)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?zhuān)毫_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(guó)芝加哥大學(xué)的生物心理學(xué)家杰瑞·利維（Jarre Levy）對(duì)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(gè)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(pán)熟悉程度的實(shí)際情況，得到一個(gè)推論：使用Scratch編程工具需要學(xué)生掌握簡(jiǎn)單基本的文字、拼音和鍵盤(pán)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(guò)對(duì)358個(gè)五年級(jí)學(xué)生進(jìn)行打字速度和編程作品質(zhì)量的分析和對(duì)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(pán)指法練習(xí)，屬于學(xué)生的微動(dòng)作訓(xùn)練。對(duì)于從一年級(jí)掌握漢語(yǔ)拼音并從四年級(jí)開(kāi)始信息技術(shù)學(xué)習(xí)的在校學(xué)生，五年級(jí)開(kāi)學(xué)時(shí)學(xué)生已掌握了鍵盤(pán)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(shí)就能進(jìn)行中文信息鍵盤(pán)錄入，控制指尖有效擊打按鍵，讓潛意識(shí)側(cè)重在對(duì)語(yǔ)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(jí)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(dòng)。

當(dāng)上述理論成立的情況下，中文鍵盤(pán)輸入水平很低的學(xué)生，將很難順利完成Scratch的編程活動(dòng)。我們將能獲得五年級(jí)小學(xué)生符合其體制和心理成長(zhǎng)規(guī)律的鍵盤(pán)輸入速度指標(biāo)，作為三四年級(jí)小學(xué)生鍵盤(pán)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(jí)上學(xué)期開(kāi)學(xué)兩周內(nèi)， 對(duì)358位學(xué)生都參與了打字速度測(cè)試。測(cè)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(cè)試，準(zhǔn)確率要求保持100%以上，即學(xué)生錄入錯(cuò)誤字符時(shí)需刪除錯(cuò)誤輸入的字符，能區(qū)分中英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，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(cè)試時(shí)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(cè)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(cè)試在五年級(jí)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(guò)程中打字速度發(fā)展的情況，提高學(xué)生打字速度測(cè)試結(jié)果的效度。

教師統(tǒng)一了課堂標(biāo)準(zhǔn)：“除了U盤(pán)，其他所有文具和書(shū)本不帶入電腦教室”使學(xué)生必須放棄傳統(tǒng)的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣，創(chuàng)作的過(guò)程唯有敲打電腦的鼠標(biāo)和移動(dòng)鍵盤(pán)的方式進(jìn)行。358個(gè)小學(xué)五年級(jí)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(lèi)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(gè)作品，可以是動(dòng)畫(huà)，也可以是一個(gè)人機(jī)互動(dòng)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(jì)和調(diào)試。安排4個(gè)課時(shí)讓學(xué)生完成編程作品，對(duì)程序不完整，或互動(dòng)提示不明確的作品給予修改意見(jiàn)，并提供課外時(shí)間讓來(lái)訪(fǎng)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(duì)Scratch界面布局或語(yǔ)句功能有充足的時(shí)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(chǎng)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(chǎng)景單一，只有一個(gè)角色在場(chǎng)景中自言自語(yǔ)3到5句話(huà)，表述內(nèi)容簡(jiǎn)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(duì)各類(lèi)語(yǔ)句（動(dòng)作、外觀、聲音、畫(huà)筆、數(shù)據(jù)、事件、控制、偵測(cè)、數(shù)字和邏輯運(yùn)算）融會(huì)貫通，語(yǔ)句覆蓋各類(lèi)別達(dá)7種或以上，具有一定的敘事度或?qū)?dòng)小游戲進(jìn)行規(guī)則的設(shè)計(jì)和調(diào)整，占作品總數(shù)的87%; 29份作品表現(xiàn)優(yōu)異，語(yǔ)句覆蓋各類(lèi)別達(dá)7種以上，合理設(shè)計(jì)多種場(chǎng)景并進(jìn)行切換，角色出場(chǎng)、與操作者互動(dòng)、消失隱藏等設(shè)計(jì)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(huì)逐一在課堂上演示，并與同班或不同班的學(xué)生針對(duì)編程作品的技術(shù)性、創(chuàng)意和人機(jī)對(duì)話(huà)的智能度進(jìn)行討論和交流，學(xué)生的評(píng)價(jià)表態(tài)時(shí)的掌聲是否熱烈是教師對(duì)編程作品評(píng)價(jià)的重要考量。

兩次測(cè)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(gè)體應(yīng)對(duì)期末編程作品時(shí)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(duì)學(xué)生編程過(guò)程中對(duì)各種模塊應(yīng)用的影響。Scratch2.0模塊分10個(gè)類(lèi)別：動(dòng)作、外觀、聲音、畫(huà)筆、數(shù)據(jù)、事件、控制、偵測(cè)、數(shù)字和邏輯運(yùn)算以及更多模塊。各類(lèi)別內(nèi)積木數(shù)量各異，針對(duì)研究針對(duì)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(duì)比打字速度進(jìn)行分析。

1.外觀模塊類(lèi)別中的“說(shuō)”“思考”以及偵測(cè)類(lèi)的“詢(xún)問(wèn)”積木在使用過(guò)程中需要錄入相對(duì)大量的文字信息，我們將這些積木劃歸語(yǔ)言積木。

鍵盤(pán)打字訓(xùn)練屬于技能訓(xùn)練，可反復(fù)通過(guò)的強(qiáng)化練習(xí)在短時(shí)間內(nèi)提高速度和準(zhǔn)確率，訓(xùn)練過(guò)程單調(diào)枯燥，人們難以從純粹的鍵盤(pán)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(guò)操作鼠標(biāo)完成積木的擺放和連接，只有對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候才會(huì)用得上鍵盤(pán)。越少使用語(yǔ)言積木，花費(fèi)在鍵盤(pán)的時(shí)間就越短。因此學(xué)生會(huì)努力搜集素材展示情景，而少用語(yǔ)言文字描述情景;通過(guò)麥克風(fēng)演繹多角色的對(duì)話(huà)和情感取代了表述文字。學(xué)生在組織圖像和聲音時(shí)享受到了整合素材以多媒體的方式表達(dá)敘事的樂(lè)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(duì)程序進(jìn)行說(shuō)明，而scratch2.0新建角色時(shí)不支持中文輸入導(dǎo)致語(yǔ)言積木稱(chēng)為最簡(jiǎn)便的解決方法，逼迫了學(xué)生使用語(yǔ)言積木，很可能出現(xiàn)完全不使用語(yǔ)言積木的編程作品。

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

對(duì)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(duì)程序的場(chǎng)面的設(shè)計(jì)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(jiān)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(píng)價(jià)。因此，打字速度極低卻在編程活動(dòng)獲得高評(píng)價(jià)的學(xué)生顯得異常。我們對(duì)這些學(xué)生展開(kāi)了積極的調(diào)查和訪(fǎng)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(wú)意義的字符。通過(guò)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(dòng)時(shí)，他們更傾向通過(guò)他人行為、神態(tài)揣測(cè)他人情緒和立場(chǎng)，從而將自身行為的合理化;課堂紀(jì)律或社會(huì)公德并不是他們?cè)u(píng)價(jià)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(guò)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(lèi)的創(chuàng)新作品，以畫(huà)面代替語(yǔ)言表述是這些同學(xué)獲得高評(píng)價(jià)的主要原因。

3.數(shù)據(jù)類(lèi)模塊以及控制類(lèi) “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(lái)說(shuō) ，或者就是用數(shù)次來(lái)替代，然后再去分析問(wèn)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(chǎng)景內(nèi)的規(guī)律，并將其轉(zhuǎn)化為“數(shù)學(xué)語(yǔ)言”通過(guò)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(píng)價(jià)分布圖出現(xiàn)明顯的一致性，說(shuō)明打字速度對(duì)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(guò)鍵盤(pán)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(guò)反復(fù)枯燥的訓(xùn)練是短時(shí)間內(nèi)提高打字速度的唯一有效方法。因此在四年級(jí)打字速度獲得高評(píng)價(jià)的學(xué)生，也能反映出學(xué)生堅(jiān)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(píng)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(shí)，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(xiàn)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(pán)輸入造成學(xué)生創(chuàng)作靈感中斷的證據(jù)。對(duì)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(yǔ)言和拼音的思維，反而沒(méi)有受到過(guò)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(duì)于成年人、青年學(xué)生來(lái)說(shuō)，鍵盤(pán)打字速度一般為60字/分鐘，能順利識(shí)別和使用Scratch編程工具，但對(duì)于“零基礎(chǔ)”的小學(xué)生，達(dá)到怎樣的中文漢語(yǔ)拼音水平和鍵盤(pán)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(jì)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(jí)學(xué)生需在第一學(xué)年內(nèi)完成電腦基礎(chǔ)操作、鍵盤(pán)指法練習(xí)、鼠標(biāo)繪畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)初級(jí)應(yīng)用四個(gè)學(xué)習(xí)單元，其中的鍵盤(pán)指法教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生達(dá)到鍵盤(pán)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(guò)程中自主提高。這種師傅領(lǐng)進(jìn)門(mén)修行靠自己的模糊目標(biāo)缺乏具體檢測(cè)教學(xué)效果的指引性。本文通過(guò)編程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)需求，針對(duì)小學(xué)四年級(jí)學(xué)生的身心發(fā)展階段水平，指出期末鍵盤(pán)輸入中文的速度為28字/分鐘，明確了鍵盤(pán)指法練習(xí)的階段性目標(biāo)。

同時(shí)，本研究受學(xué)生語(yǔ)文漢語(yǔ)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(jí)，未能解決如何能讓小學(xué)一年級(jí)新生學(xué)習(xí)Scratch編程的問(wèn)題。其次，對(duì)于學(xué)生編程作品的分析和評(píng)價(jià)過(guò)程中，很大程度偏重和依賴(lài)教師的主觀評(píng)價(jià)，當(dāng)學(xué)生的作品畫(huà)面非常單調(diào)，語(yǔ)句覆蓋類(lèi)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(duì)此作出的高評(píng)價(jià);而教師意識(shí)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(shí)，基于學(xué)生大眾的低評(píng)價(jià)，難以確定作品最終評(píng)價(jià)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(shū)編輯時(shí)，大段文字塊的移動(dòng)調(diào)整的自由度和靈活性是書(shū)面撰寫(xiě)活動(dòng)無(wú)法比擬的。正因如此，文案編輯的專(zhuān)業(yè)壁壘已完全被打破，一個(gè)小學(xué)生通過(guò)智能數(shù)碼設(shè)備，就能完成30年前一個(gè)專(zhuān)業(yè)編輯人員的工作。如今編程活動(dòng)的模塊化也正預(yù)示著編程專(zhuān)業(yè)的壁壘正在瓦解。類(lèi)似突破專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域限制的顛覆性變革將繼續(xù)發(fā)生。隨著語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，人們通過(guò)鍵盤(pán)輸入信息的習(xí)慣也在逐步向語(yǔ)音輸入推進(jìn)。我們大膽假設(shè)，編程工具的發(fā)展將和語(yǔ)音輸入和人工智能進(jìn)行高度的融合，編程活動(dòng)也許能做到與人工智能對(duì)話(huà)，由人工智能完成語(yǔ)句的組織。那么，編程思維最核心的能力就凸現(xiàn)出來(lái)了，那就是對(duì)客觀現(xiàn)象的數(shù)字化、量化分析能力。鍵盤(pán)輸入有將一日成為歷史，那時(shí)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(guò)來(lái)，當(dāng)信息輸入對(duì)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(kāi)發(fā)學(xué)生的數(shù)字化思維？這是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。