一、前言
Scratch是经由麻省理工学院(MIT)媒体实验室的小组“Lifelong Kindergarten”面向青少年设计开发的一款图化形的编程语言及在线社区。其目标受众主要是低龄少儿,旨在让程序设计语言“零基础”使用者只需要将色彩丰富的积木按指令组合,便可创作出交互式故事、动画、游戏等作品,在“趣味性”操作中无形训练逻辑思维。在基础了解后,少儿能够交融各种多样化的简单的学科知识,将编程积木按照自己的注意优化,形成新的创意。
Scratch具有低门槛、宽围墙、高趣味性的主要特性,是目前少儿编程启蒙教育市场主流的编程教育课程,而同样适用于编程教育初学者的基于“优雅”、“明确”、“简单”的设计理念创的编程语言Python则应用范围更为广泛,易读取、易维护,难度更高,具有衍生性。Python主要针对目标有较好数学基础及逻辑思维的青少年,运用字典、列表等数据类型,结合if、while多种控制语句及函数等编程语言,将青少年的编程思维进一步纵向“拔高”,使得青少年深入了解编程的运行方式及背后的相关逻辑内容。
2017年7月,中国国务院发布文件——《新一代人工智能发展规划》 ,明确地提出:“在中小学学习阶段设置与人工智能相关的课程,逐步推广编程教育。”并将人工智能上升为国家发展战略。由此可见,少儿编程已经逐步在成为少儿亟需具备的一种技能,少儿编程教育将会得到广泛普及,而如何在少儿编程教育中建立一种适合绝大多数少儿并且具有科学性、相对稳定性的课程体系则是另一个需要得到重视的关键点。
随着Scratch课程模式在少儿编程教育市场的普及,在固定编程工具的框架下,Scratch衍生性的教学点和教学方法有限的薄弱之处也逐渐显现出来,少儿编程教育缺乏一个过渡体系将业余编程领域和专业编程领域有效的衔接并延续发展下去。相反的,具有一定体系并且更适用于变成编程教学的Python语言则能较好地与后续繁杂的人工智能编程高级语言连接,同时可以通过难度设置使其更加贴合少儿编程教育特性,有益于少儿编程教学。总而言之,将Scratch / Python两相结合的双编程模式下的少儿编程教育模式是具有较广阔的发展前景的。
二、背景现状
以全球性角度放眼观之,在英国,编程已经进入基础教育大纲。而在美国,2013年开始,非盈利组织Code.org发起的“编程一小时”活动引起极大反响,访问量已经接近1.4亿,旨在鼓励年轻人亲自尝试编程学习,每天花一小时以让更多的人参与到编码中,并意识到编程教育的重要性。此举得到美国社会各界的大力支持,包括微软、苹果、亚马逊以及美国大学理事会等在内的公司及机构都积极响应政府举措。由此可见,少儿编程学习已经逐步成为国际性趋势。
国内,随着STEAM教育理念得普及,相关得培训机构也如雨后春笋般涌出,如创客教育、少儿机器人培训、3D打印课程等,载体虽然有变化,但培养的宗旨都是一样得:培养孩子的综合素养。
2010年,国内再度引进了新形式的载体,摒除了把传统机器人培训的编程环节,以创新的游戏模式为载体,麻省理工学院设计的少儿编程工具Scratch在国内掀起了青少年学习编程的热潮。与此同时,国内也涌现出一批诸如编完边学、编程猫等的优秀的自主品牌,得到了国内投资者的认可,吸引了大量的融资,前景一片大好。再到近几年在初学者群体中涌现出的python语言系统,更是在C语言之外开拓了一片计算机编程大陆,可谓“百花齐放”。但正是因为如此,导致目前多元化不稳定的少儿编程教育市场虽“热”,却并缺乏较为稳定发展且富有说服力的教育模式。
三、课程建构
人工智能AI高速发展的大背景下,少儿编程教育渐渐成为教育不可或缺的一环。青少年对编程的把握关系到新时代的智能科技发展,但目前相关的教育模式还不够稳定健全,因而本文根据现下少儿编程教育体系的特点,提出了Scratch / Python双编程模式下的少儿编程教育模式,为少儿编程模式的新趋向提供参考。下面将从初级课程和高级课程两种针对不同目标受众的课程模式,从少儿编程教育课程体系的五大特性——故事性、趣味性、跨学科、贴切性、进阶性出发展开具体叙述。
(一)以“Scratch”为主导的初级课程
初级课程的主要受众为6岁至9岁的儿童,此阶段适合利用Scratch富于“趣味性”的特征进行少儿编程教育启迪。这个年龄阶段的儿童生性好动,对未知事物充满一探的欲望,思维处于由具象向抽象转化时期,是培养兴趣的绝佳时期。针对这个阶段的儿童,利用Scratch软件设计了以“教学+实践”结合的进阶性的富有生活体验性的实践课程,让少儿对变成能够有最直观的感受,别样地引起少儿对编程学习的兴趣。
初级课程首先利用搭建的网页通过线上直播的方式来介绍Scratch的下载、软件界面、菜单以及基本操作。通过观看生动富有趣味的操作指导视频,让学生在了解Scratch软件的同时勾起学生进一步的学习编程的兴趣,此外,鼓励家长“陪伴式”学习,帮助学生解决难以解决的问题,也更好地建立家长对编程学习的信赖度。
其次,课程设置了“教学+实践”结合的进阶性的实践课程。借鉴“Handson”理念模式要点提到的“学习的目的是应用,在实践中学习”,将其融入进教学活动过程中,提出了“教学+实践”的教学方式。通过情境创设,让学生自己动手、亲自参与学习和管理,达到主动探究式学习、综合性运用所学知识的目的。以猫咪TOM为例,在线下课堂教师的指引下,第一个阶段便是让学生尝试着用动作模块、画笔模块、控制模块和外观模块灯模块初步搭建第一个让TOM走起来的Scratch基础编程实例。第二个阶段继续学习巩固顺序结构编程,通过代码块顺序设置,完成让TOM和好友实现不同的对话等待时间的编程任务。第三阶段则学习Scratch编程判断语句,实现TOM过马路选择性躲避障碍的编程任务。第四阶段学习Scratch编程循环语句,TOM参加了限时答题比赛,必须完成规定答题数目的任务。在前面阶段性趣味学习之后,由教学实践转为自主性实践,完成最后阶段的总结性的嵌套阶段任务,化被动为主动,化知识为己用,锻炼学生自我学习总结的能力。
此外,这一阶段的课程设置多数是运用代入式学习法,即在编程设置中使得学生可以角色代入去参与学习后续中,使课程更具贴切性。以学生触手可及的动态化的生活化例子去延伸少儿的知识,引起学生的共鸣的同时增强对知识的理解能力,然后慢慢以编程的方式对学生已经知道的东西进行加工、升级,在丰富孩子知识面的同时,进一步培养孩子的逻辑思维、空间思维,树立孩子早期的学习信心。例如,针对当下热门的“疫情”话题,使用Scratch制作一个关于“自我防护”的小作品,在学生完成作品的同时,既锻炼了技能,也对疫情防护多了些许认知并引起重视警惕。
(二)以“Python”为主导高级课程
高级课程的主要受众为9岁以上的儿童,此阶段主要以具有挑针性的Python语言为主导。根据儿童认知发展特征,这个年龄阶段的少儿已经初步具有自己的独立思维、抽象思维,动手能力强,处于青春叛逆期的敏感时期,自我意识加强,是建立正确价值观、树立信心、提升抽象思维的合适时期。因此,这阶段课程主要以“开放式教学方法”为主,采用故事性的“案例驱动法”实施本阶段的教学,培养学生自主性和创新思考性。
此阶段的课程主要目标便是基于兴趣之上让学生对编程语言体系有更深层金次、系统性的了解和掌握,以“教学为辅,实践为主”的教学方法,结合故事背景探究程序的解决方法,在尝试中进行有效的知识总结,在总结之后再实现循环运用,并在基础性的掌握学习后,将通过Python等语言学习所获延续到今后编程“阶梯”的下一阶级,如将机器人结合的软硬件编程学习、Arduino等开源硬件的编程学习进行延续结合,将编程技能运用在STEAM项目学习中。具体课程主要由以下步骤进行:
一、教师指导结合前期网页系统的进行Python语言系统的初步下载及摸索,Python较其他编程语言入门更加简单,语法模式也更贴近于人类语言表达方式;
二、以“案例驱动法”为主导,将故事化案例融入编程教育课程。分为Python编程语言模块认识阶段、运算判断阶段、综合性使用阶段、进阶变成阶段。再将各阶段的课程细致化分层,结合市场调研+课程时长专业理论安排专属于编程教育的合理的课程时间。
三、学习成果定期检验。在学生足够程度的自我学习之后,采用团队或个人的模式,通过指定的项目主题内容进行定期的编程创意比赛比拼,在竞争的同时有益于学生进行知识板块补充学习,在团队或对手竞争中互相交流探讨学习,彼此提升,形成良性竞争发展效应。
总而言之,通过难度进阶性的学习方法,以“教学为辅,实践为主”的教学方法,引导学生完成学习任务并进一步拓展学习范围,在激励式学习下培养学生逻辑思维能力。
四、结语
通过对少儿编程教育市场模式稳定性和延续性不足的了解,本文提出基于Scratch / Python双编程模式的少儿编程教育模式。本文以“教学+实践”的教学方法,结合线上线下两种课程方式,针对不同年龄段的少儿提出了以“Scratch ”为主的初级初级课程和以“Python”为主的高级课程,在趣味启发和挑战性锻炼的过程中,培养锻炼儿童的逻辑思维和独立思考实践能力,并由Scratch 和Python搭建起了少儿编程延续性的“桥梁”,使得编程教育得以发展延续。
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作者简介:
姓名:陈新杰;出生年月:2000年5月16日;性别:男;民族:汉;籍贯:广东汕头;最高学历:本科;研究方向:教育;
姓名:洪源松;出生年月:1999.10.29;性别:男;民族:汉;籍贯:福建省泉州市;最高学历:本科;研究方向:教育;
姓名:苏淑云;出生年月:1998.10.4;性别:女;民族:汉;籍贯:福建省泉州市;最高学历:本科;研究方向:汉语言文学;
姓名:余锦滢;出生年月:1999.07;性别:女;民族:汉;籍贯:广东佛山;最高学历:本科;研究方向:教育;
姓名:石栩宇;出生年月:2000年12月14日;性别:男;民族:汉;籍贯:广东东莞;最高学历:本科;研究方向:教育;通讯作者:姓名:廖伟国;性别:男;民族:汉;籍贯:河北;最高学历:研究生;研究方向:教育;