多感官學習讓編程教育充滿活力

劉軍 程展 中國人民大學附屬中學朝陽學校

魏書生曾說：“找到自己的20個長處，并看明白，想明白，說明白，寫明白，做明白……”作為初中信息科技教師，筆者深受啟發，編程教學何嘗不是如此：將每一個程序看明白、聽明白、想明白、說明白、寫明白、做明白……學生通過聽覺、視覺、動覺及觸覺等多感官獲取信息，多角度、多層面探究編程，理解編程，應用編程，讓編程教育充滿活力，提升編程教學的學習效率。

● 勤用眼，多讀程序，看明白程序中的問題

多讀、多看程序才能看明白程序中的數據、語法和算法可能出現的問題，這是學習編程的有效途徑。流程圖是學生進行程序表達的重要工具，多看流程圖可以有效培養學生的邏輯思維能力和問題解決能力；多讀優秀程序可以理清程序的設計思路，體會其中的邏輯關系，理解如何調用積木實現相應功能，從而提升編程水平；多讀程序中的問題，用多種方式發現問題，更能鍛煉提升學生的編程能力，使其體驗“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的快樂。

編程項目：太空垃圾是圍繞地球軌道的無用人造物體，由小到人造衛星碎片、漆片、粉塵，大到整個飛船殘骸構成。千萬別小看了這些零零碎碎的太空垃圾，據統計，與直徑大于10厘米的太空垃圾碰撞或可損毀航天器。而這些太空垃圾如果墜落地球將產生更大的危害。為了幫助大家認識太空垃圾的危害，請設計一個躲避太空垃圾的小游戲。

學生們編寫的程序出現了問題，血量到了設定值時程序也沒有執行相應動作。問題出在哪里？這就需要回讀程序，查找BUG。學生經過檢查發現，判斷語句“如果……那么……”中的血量是輸入的漢字，而不是引用的變量。在課堂上，編寫程序經常會出現各種各樣的問題和錯誤，教師可將此轉化為生成性教學資源，讓學生自我診斷、相互學習，以引導學生逐步形成嚴謹全面的思維習慣。

● 勤動腦，多思考，想明白算法的功能意義

思考是思維的一種探索活動，思考力則是在思維過程中產生的一種具有積極性和創造性的作用力。思考是學習、做事的核心和主導，更是分析問題、解決問題的關鍵，對學習編程起主要作用。在編程中多思考，一是思考程序的設計思想、編寫流程，理解編程的計算思維；二是思考解決問題的方法和步驟，及相應功能和效果實現的策略，理解算法是編程的核心，是解決問題的關鍵；三是思考分析問題程序，解決問題，讓程序順利執行；四是思考優化完善程序，還包括多問為什么，因為問題是思考的發端，也是思考的延續，沒有問題就不會有思考，要不斷發現、提出問題，培養問題意識，問題越多、越有質量，思考就會越深，就更能發展計算思維，思維能力是學習能力的核心，也是中小學編程教育的重要目標。

編程項目：小明的奶奶有一個密碼箱，箱子里放著奶奶最愛的首飾。今天是爺爺奶奶的結婚紀念日，奶奶想拿出首飾，可怎么也想不起箱子的密碼。小明的媽媽記得密碼是三位數的回文數（正讀反讀都一樣的數叫做回文數，如121、232、343），且個位、十位、百位的乘積是252，請幫小明編程計算出這個密碼是多少。

“密碼是多少”這個問題提出來了，怎么解決呢？有的學生會說用枚舉法，但不是所有學生都知道這種算法，繼續提問：什么是枚舉法？如何列舉出所有可能的密碼并一一驗證呢？……還有繼續追問的問題串：枚舉對象是什么？枚舉范圍是什么？驗證條件是什么？首先引導學生畫出個位、十位、百位逐一驗證的算法流程圖。根據流程圖，繼而提出拓展問題：程序還能優化嗎？有問題，就會有思考；只要思考，就會有發現；有創新，就會產生智慧的火花。例如，個位和百位一樣，只需要枚舉個位和十位就行了，于是產生了優化后的算法流程圖。

● 多動口，交流評價，說明白編程中的得與失

建構主義倡導知識的自我建構，提倡做學習的主人，將學習的主導權還給學習者。在編程學習中，應鼓勵學生大膽發言，讓學生交流、展示、評價、討論甚至辯論，多動口，說明白編程作品與思想的得、程序問題與困難的失。在這個過程中，學生鍛煉了語言表達能力，主動建構了知識體系，體驗了編程獲得感。

不同學生的認知水平、學習能力、思維方式不同，因此需要展示、交流、評價。在展示編程作品過程中，展示的學生先要述說編程的設計思想、策略，再展示腳本，逐一說明用什么算法、結構、模塊、函數、語句，怎樣實現相應功能，這樣便于理清思路，編織知識網絡。在討論、辯論中，頭腦風暴的方式使得不同的思想和方法高效碰撞，激發出的思想更加豐富、跳躍，產生的方法更加多樣、新奇，在這個過程中學生面對困惑、直擊問題，研判、選擇解決方法，思維走向深入。評價是一個肯定、否定，甚至是批判的環節，學生在評價中汲取方法，優化代碼、優化功能、優化架構，這個過程需要充分發揮批判性思維能力，批判性思維是創新的發端和動力源，從而激發起更強烈的學習追求。

● 勤動手，多寫程序，做明白的編程探究

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。程序設計的知識、能力來源于編程實踐，還要回到實踐中去才能有價值實現、淬煉提升。在編程教學中，教師應多從趣味性、生活性、互動性、挑戰性、開放性幾個方面設計活動，采取玩中學、學中探、探中創形式，讓學生愛上編程，體驗編程之美。

編程項目：假如你手里有一張A4的白紙，把它一次次反復對折起來，最多能折疊多少次？能把這張紙疊多高呢？可以肯定的是，折疊的次數最多不會超過30次，這是為什么呢？假設這張白紙的厚度為0.1毫米，對折30次后的總高度是多少？比珠穆朗瑪峰（約8848米）還要高；如果繼續對折下去，對折42次的時候，厚度可達43萬公里，比月球到地球的距離（38萬公里）還要多出5萬公里！

趣味性和挑戰性的例子有很多，如棋盤麥子、漢諾塔等；真實性、生活性的例子也很多，如入校測體溫等。通過編程項目的設計，可以持續調動學生學習的動機，滿足學生的需求，讓學生熱衷于做自己探究的程序。

荀子曰：“君子之學，入乎耳，箸乎心，布乎四體，形乎動靜。”在編程教學中，要讓學生動耳、動眼、動腦、動口、動手甚至動身體，多感官沉浸于編程學習活動中，培養學生的編程能力，提升其計算思維，培養學生的創新能力、實踐精神和未來學習生活發展能力，從而使他們能融入數字社會，擁抱智能時代，用智慧引領未來，用智能改變世界。