通過編程促進兒童創造性思維的養成

王海峰

摘? 要 在被大數據包裹的當今社會，計算機編程思維是每個人都應具有的一種思維能力。少兒編程因其可視化的圖形操作界面、完善的邏輯結構，在兒童創造性思維培養過程中起著不可替代的作用。以少兒編程工具Scratch 3.0為例，通過具體的實例闡述少兒編程在兒童思維培養方面的具體體現，以期為少兒編程教學提供參考。

關鍵詞 少兒編程;Scratch;編程思維;創造性思維;信息技術;素質教育

中圖分類號：G623.58? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）11-0064-04

1? 概念界定

1.1? 少兒編程

少兒編程教育并非如同高等教育那樣學習如何寫代碼、編制應用程序，而是通過編程游戲啟蒙、可視化圖形編程等課程，培養學生的計算思維和創新解難能力[1]。如學生在制作一個小動畫的過程中，自己拆分任務、拖拽模塊、控制進度，從而理解“并行”“事件處理”“目標實現”的概念。其核心理念是培養學生的思維模式、解決問題等綜合能力，與傳統意義上的編程有很大的區別：前者注重培養學生的思維方式，后者更專注于技術。

1.2? 創造性思維

創造性思維的本質是發散性思維，這種思維方式遇到問題時能從多角度、多側面、多層次、多結構去思考，去尋找答案，既不受現有知識的限制，也不受傳統方法的束縛[2]。其思維路線是開放性、擴散性的，解決問題的方法更不是單一的，而是在多種方案、多種途徑中去探索、選擇[3]。培養兒童的創造性思維能力，是目前素質教育的主要任務，在教育過程中應該有的放矢，建立良好的創造環境，正確對待創造型學生，注重創造性思維的訓練。

2? 研究概述

2.1? 軟件介紹

研究選用Scratch 3.0軟件作為工具進行兒童編程思維訓練。Scratch是由麻省理工學院設計開發的少兒編程工具，是小學生接觸編程的入門級軟件，軟件的可操作性強、界面豐富活潑，適合小學生進行編程學習。通過讓學生創建游戲、制作動畫，達到教會他們簡易編程、激發編程興趣、培養創造性思維和問題解決能力的目標[4]。該軟件自推出以來，已經有來自世界各地的青少年編程并共享超過2 000萬個Scratch項目。Scratch 3.0于北京時間2019年1月3日正式發布，其基本界面設計如圖1所示。

2.2? Scratch在中國

少兒編程從2010年引入Scratch至今，已掀起一股學習Scratch編程、使用Scratch創作分享的熱潮[5]。Scratch

在國內中小學信息技術課堂間的風靡也讓人贊嘆，很多地區的學校已經研發了配套的Scratch教材。2018年3月，江蘇省頒布《江蘇省義務教育信息技術課程綱要》，其中小學五年級學習少兒編程Scratch，除了有十三節軟件模塊的教學應用之外，還添加了五個開源硬件模塊的教學設計，為信息技術課堂增添了不少活力。

2.3? 學習者分析

本案例的教學對象為小學五年級學生，他們已經有2～3年的信息技術課程基礎，會基本的開關機操作、鼠標鍵盤的基本操作，對打字以及辦公自動化也已經有了初步的認識，但對編程設計還屬于一片空白。對于這些“數字土著”來說，大部分人對電腦游戲已經有了一定的認識，有些能夠熟練利用鼠標和鍵盤的配合來完成一些游戲的過關，還有的甚至已經是游戲玩家中的“高手”了，所以電腦的一些基本操作對他們來說不是什么難事。

從認知發展情況來看，根據皮亞杰的兒童認知發展階段理論，兒童和青少年的認知發展被劃分為四個階段：感知運動階段（0～2歲）、前運算階段（2～-7歲）、具體運算階段（7～12歲）和形式運算階段（12～-15歲）[6]。五年的小學生已經屬于形式運算階段，能夠進行一定的邏輯推理，但這時的邏輯推理還是具象的，需要借助具體的任務、情境來完成。

基于以上特點，如果課程設計中只通過文字說明和邏輯推理來完成，學生接受起來會比較困難，因此，此時的少兒編程應采用游戲化的具體操作，這樣既有利于教學的開展，又能激發他們的學習興趣和熱情。筆者選取學生平時生活中比較熟悉的“飛機大戰”游戲作為教學案例。

3? Scratch課程：以“克隆飛機大戰”程序設計為例

以Scratch課程“克隆飛機大戰”為例，通過火炮發射子彈，打下從天而降的飛機來完成游戲，主要通過三個角色（飛機、火炮、子彈）及各自上面的代碼來完成。飛機角色上需要通過控制、運算模塊，在一定的時間內克隆飛機，并按照指定的速度和方向從屏幕上方向下移動;火炮角色上通過運動、控制模塊來控制屏幕下方的火炮方向及發射子彈;子彈角色則通過控制、偵測模塊來控制子彈的運動軌跡，以及擊中飛機后，飛機角色的狀態變化，如圖2所示。

3.1? 大膽嘗試，創設寬松的教學情境

通過演示幾款“飛機大戰”游戲，創設直觀的教學情境，調動學生學習編程的興趣。課本實例只有一個，教師如果按部就班，就容易禁錮學生的想象空間。可以給他們展示幾款飛機、火炮造型，有利于學生在進行角色設計時，根據自己的興趣和愛好，充分發揮想象力、大膽嘗試，設計出形式多樣的角色造型，培養大膽嘗試、勇于創新的精神。此階段主要是激發學生學習興趣，使其保持好奇心，拓寬設計思維。特別是在角色的外觀造型上應該讓學生充分發揮想象力，樹立敢于創造的自信心，為創造性思維的培養奠定堅實的基礎。

3.2? 化繁為簡，利用流程圖設計程序流程

對于整個游戲的設計制作不要急于求成，學習根據任務要求進行角色動作分解。可以將學生按照六人一個小組進行分配，把三個角色的造型設計任務再分配給組內的三組成員各自來完成，培養學生團隊協作的能力。根據教師的演示，學生進行討論交流，分析完成自己所選角色上的任務需要哪些流程，理清設計思路。

如以飛機角色為例，在該角色上需要完成的任務有：不斷地克隆自己，并從屏幕的上方按照指定的速度往下移動;飛機在飛行過程中如果碰到子彈，造型變化并消失;如果飛行過程中一直沒有碰到子彈，則飛機飛行到屏幕最下方一定的位置時也自動消失。學生根據以上分析，畫出合適的流程圖。教師應鼓勵大家根據自己的想法大膽設計，只要能夠完成目標，可以設計出多種樣式的流程圖，以便后期一起學習、對比、提高。最后，教師給出飛機角色的運行流程圖，如圖3所示。

該過程主要是讓學生歸納所選角色的動作實現方法，并化繁為簡、理清思路，為接下來的代碼搭建提供依據。通過流程圖激發學生探究學習的欲望，大家積極參與，展示自己解決問題的方法和途徑。流程圖的應用還可以幫助學生更好地理解條件、判斷、循環等語句，為以后更為復雜的編程奠定基礎。

3.3? 主動探究，將流程圖轉換為設計代碼

這一過程是根據流程圖設計，完成腳本的編寫。此過程是讓學生對問題有更為深入的理解。案例中涉及的條件語句、循環語句、偵測、隨機數等概念在角色的代碼設計中都將融入其中。游戲中飛機角色的克隆、飛行位置的移動、被子彈擊中后的變化等，需要學生全方位思考，不斷地進行嘗試、調整。學生學習角色的動作采用哪種語句來完成既方便又高效，并不斷進行調試、自主探究，發現問題、解決問題，鍛煉解決實際問題的能力。教師這時應在課堂上巡回觀察，發現有困難的學生并給予適當幫助，提升他們的自信心。在流程圖的基礎上，學生一般都能夠選擇合適的積木組合，搭建出完成對應角色動作的代碼。根據圖3所示流程圖，很容易得出飛機角色代碼圖，如圖4所示。

3.4? 提高擴展，逐步形成編程思維

學生在實現了游戲的功能后肯定很興奮，這時候教師應該趁熱打鐵，保持住學生的興趣。對學生完成的程序進行比較，不難發現不同的小組完成同一功能模塊可能采用了多種不同的方式;同樣的模塊，只要稍做修改，就能取得類似的甚至相反的效果;完成同一項任務有時代碼簡短，但執行效率反而高。在這樣的分析、比較后，讓學生學會舉一反三、拓寬思路，并形成一定的編程思維，進而逐步培養創新思考和解決實際問題的能力。

3.5? 總結評價，分享創作過程中的體悟

評價的主要目的是進行展示、交流，取長補短，共同進步。這時，教師應把主動權交給學生，讓學生分享創作的想法，學習他人創意，找出作品中可能存在的漏洞，發現更優的解決方案，逐步完善作品。同時，這也是給創意設計者一個展示的平臺，提升其自信心，增強設計者的榮譽感和獲得感。

4? 少兒編程促進兒童創造性思維培養應注意的問題

4.1? 正確引導，變堵為疏

兒童必將在某個時間點接觸電子產品、接觸游戲，若家長不能正確引導，甚至有的學生會癡迷于游戲，與其到時候為此而頭疼，還不如給他們提供一個更高階的活動——基于編程創造游戲。那樣游戲打得再好也不是最能吸引學生目光的，開發設計出更好玩的游戲才是最能吸引他們注意的。讓學生也能跳出玩游戲的框架，從設計的視角去看待電子游戲，相信這樣才會有更多的正反饋。

4.2? 循序漸進，尊重兒童認知發展規律

少兒編程涉及數學、邏輯、科學、美術、音樂、仿真等相關知識，有一定的認知提升度。教師需要根據學生當前思維發展狀況，專門設計對應的教學案例、教學內容，教學難度要符合兒童當前認知水平，循序漸進、逐步提高。

4.3? 注重主體，關注個性化差異

根據兒童教育學家皮亞杰的認知發展理論，兒童認知發展的過程是作為學習主體的兒童在外部環境的不斷作用下提升認知。在少兒編程教學過程中，教師要堅持學生的主體地位，適時地給予他們合適的外部刺激，培養他們分析問題、解決問題的能力。另外，在教學過程中應該正確認識和看待學生的個體化差異，因材施教，爭取讓每個兒童在自己的基礎上都有所發展。

5? 總結

兒童階段是創造性思維開發的黃金時期，也是人類最富創造性的階段。少兒編程把數學、邏輯、美術、音樂等多個學科進行了很好的跨界融合，在培養學生的邏輯思維能力、解決復雜問題能力方面做了很好的探索，對學生將來的發展起到積極的促進作用;但還存在一定問題，如部分課程內容同質化嚴重、師資力量不足、服務體系不完善等。這就需要廣大一線教育工作者不斷努力，深耕行業，多出精品課程，為兒童創造性思維的培養貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]上海艾瑞市場咨詢有限公司.中國少兒編程行業研究報告：2018年[R].2018：106-139.

[2]唐豪.小學美術教學中創造性思維研究[J].語文課內外，2018（28）：209.

[3]周德春.談英語教學中創造性思維的培養[J].時代報告，2013（3）：395.

[4]徐蓓玲，高國元.基于6E設計型學習模式的STEAM活動設計：以Scratch“打地鼠”程序為例[J].現代中小學教育，2020（2）：24-30.

[5]楊麗莎.小學Scratch項目活動教學與評價[D].上海：上海師范大學，2017.

[6]李春芳.大、中學生形式思維、后形式思維和自我同一性的發展特點及其關系[D].河南：河南大學，2016.