基于Scratch趣味编程的教学支持 对青少年高阶思维的培养

刘军芳

【摘 要】高阶思维是高阶能力的核心，主要指创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力。本文基于对Scratch趣味编程的开发论述了青少年编程可以有效的培养高阶思维，达到教育的终极目标。

【关键词】Scratch趣味编程；高阶思维培养

【中图分类号】G420 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2018）22-0026-01

哈佛大学心理学教授D.Perkins认为，日常思维就像我们普通的行走能力一样是每个人与生俱来的。但是良好的思维能力就像百米赛跑一样，是一种技术与技巧上的训练结果。赛跑选手需要训练才能掌握百米冲刺技巧。同样，良好的思维能力需要相应的教学支持，包括一系列有针对性的练习。所以，只要方法得当，学生的高阶思维能力是可以培养和训练的。问题的关键就是，如何培养和训练学生的高阶思维，运用什么工具来培养。因此，探讨促进学习者高阶思维发展的教学支持，是当代教学设计研究最为重要的课题之一。

结合信息技术学科自身的特点来看，所谓高阶思维即是指发生在信息技术思维活动中的较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，在教学目标中表现为分析、综合、评价和创造，信息技术课程的教学不应是技能的培养，而应是高阶思维核心能力的培养，是创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力的培养。在信息技术课程中，基于Scratch趣味编程的教学支持可以更有效的培养学生创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力，以期达到对学生高阶思维的培养。

一、为什么用Scratch作为培养高阶思维的工具

Scratch趣味编程以趣味当先，从孩子们的兴趣出发，能很快上手，自己动手设计卡通作品。在动手做程序的过程中，能用到一些数学知识，孩子们可以只使用简单的数学；不过他们的数学知识越丰富，其创作能力越强，Scratch软件的优势是给孩子们提供尽可能方便的工具，让他们充分的去发挥自己的想象力创作。在创作过程中，学习积极性会被极大的提高，想象力和创造力会得到极大的培养和锻炼。

因此，基于Scratch趣味编程的教学支持对青少年高阶思维的培养更具操作性和可实施性，也更贴合青少年时期学生身心的发展。

二、在Scratch趣味编程教学中如何训练学生的高阶思维

1.教师正确引导，变被动为主动，用游戏开启锻炼学生高阶思维的大门。

众所周知，网络是个双刃剑，很多家长怕孩子玩游戏上瘾，就想方设法阻止孩子接触计算机，小学、初中阶段的孩子，还处在家长的教育有效期内，因此家长完全可以有效监控和引导孩子正确的使用电脑。大禹治水，疏大于防，對于孩子容易玩游戏上瘾的问题，我认为与其怕他玩，不如引导他们自己设计游戏玩。Scratch趣味编程正是从学生感兴趣的游戏出发，让学生在编程中从被动的玩变成了主动的玩，他们在创作过程中，学习积极性极大，想象力和创造力得到了极大的培养和锻炼。他们还把自己的作品上传到官方网站上去。他们试图去设计一些体现自己思想的作品，边做边体会，学习并享受于这个完全模块化的软件所带来的创造力。网络上和手机上的的植物大战僵尸、超级玛丽、俄罗斯方块、捕鱼达人、切水果、打地鼠等等游戏都成为孩子们编写程序模仿和灵感创作的源泉，Scratch趣味编程正以其独有的魅力淋漓尽致的体现出了“玩中学”和“寓教于乐”的最高境界。 孩子们在创作中创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力得到了充分锻炼。

2.鼓励学生创意编程，将合理的假设变成代码操作，锻炼学生的创意思维和逻辑思维能力。

Scratch编程的过程中，很多地方需要进行逻辑上的思考，青少年无论是编写游戏还是数字故事，他们在编写程序的过程中，会不断地进行逻辑思维的锻炼，培养和强化逻辑思维能力。例如，人每天都在做决定，不同的决定通常会引导不同的行动。教师可以引导学生列举出不同的决定带来的不同结果，然后判断出哪一种决定更有利于你自身。当然，教师也鼓励学生在合理假设后做各种各样的决定，比如用Scratch编写一个猫咪巡线的程序。为了检测黑线的轨迹，学生将猫咪的鼻子和耳朵作为颜色传感器，同时使用启发式算法（它主要基于逻辑推理和试错实验）：如果猫咪的鼻子（粉色）碰到了黑线，则向前移动。如果猫咪的左耳（黄色）碰到了黑线，则逆时针旋转，并缓慢向前移动。如果猫咪的右耳（绿色）碰到了黑线，则顺时针旋转，并缓慢向前移动。当然，移动速度（即移动步数）和旋转角度取决于具体的黑色线条，而且需要多次实验才能得到。学生只有经历一定的逻辑思维过程，才可以编出这样一个程序！这就在无形中不断锻炼学生的逻辑思维，并逐步培养和强化学生的逻辑思维能力。

3.在分层次教学假设的基础上构建小组学习模式，教师搭建分享交流平台，促进学生分析、综合、评价和创新实践能力。

曾看过这样一句话：“教师最重要的智慧，是让学生提出问题。”教师要在教学中采取不同方式处处发挥这种“智慧”，对不同情况分层次设计教学假设，使学生在学习中就像游戏闯关一样，由初级晋级中级，再到高级，使孩子们在逐层深入中得到提高和锻炼，真正做到把课堂还给学生。

分层次设计教学让学生在逐层深入学习中发掘问题并想办法解决问题，可以有的放矢的效锻炼学生的问题求解能力和决策能力。

例如教师在引导学生学习克隆指令块的学习时，提前要做好从初级到高级的分层次教学假设。初级挑战中学生分别添加了星空背景和房子、汽车、路灯及雪花等角色。这个过程是巩固并强化基础知识的阶段。然后教师示范案例，学生初级挑战利用克隆让雪花纷纷扬扬的飘落下来。这一层次是本课的教学目标，学生目标达成率100%。然后任务驱动，进入中级挑战：“能否找出程序中存在哪些问题，小组探究并完成修改。”学生初级挑战的基础上经过仔细观察，发现问题：雪花只会落在地面上，而房子、车子等角色上没有雪花。问题找到后，学生很快对程序增加了侦测判断，让雪花碰到路面、房子、车子等角色后克隆体停止下落。学生在此晋级过程中，逻辑思维、判断能力和创造性思维得到充分锻炼。高级挑战的设计重点在于细节的强化：“再次观察程序，为什么车子上的积雪前面很多，而车尾部什么都没有，为什么？结合生活常识，修改程序。”学生接到高级挑战任务时，结合生活常识会发现：车尾处于房檐下方，雪花直接落在房檐上，挡住了车尾，但生活中雪花还是会落下来，只不过车尾比其他部分积雪薄一些而已。怎么解决以上问题是本节课的难点。从初级到高级的三个挑战，从低到高逐层引导学生发现问题并解决问题，并强化细节和日常生活的联系，使学生在创作中贴合生活实际且富有挑战。在此过程中，允许学生上网寻求答案（锻炼学生收集处理信息的能力和小组合作探究能力），也允许现场求助同学（锻炼学生人际交往能力和分析判断能力及批判性思维能力）。还可以反复观看老师提前发给学生的微课导学包，这里没有源程序代码，但有转化为mp4格式的程序演示效果，在对比中找问题并解决问题（锻炼学生的观察能力、小组协作能力、问题求解能力和决策能力。）经过分层次教学假设，学生在学习中吃透了克隆的用法，并挑战了应用克隆不同情况的挑战，结合克隆增加了侦测判断，并用上了画图模块中的图章，巧妙解决了教学重难点。教师分层次的任务驱动，对于学生信息素养的养成及良好习惯的培养起着重要的决定性作用。教师要善于根据不同知识点及不同重难点合理设计教学，分层次设计任务，构建小组学习模式，通过分享交流以达到全体学生的共同成长。

教师搭建分享交流平台，这是最重要的教师检测和学生成长的环节，教师一定要学会转换角色，把课堂还给学生。事实证明，分享交流环节是孩子们成长最快的一个环节，他们在这里分享经验，评价作品，提出异议并交流整改方案。经长期跟踪观察，学生在这个环节很多次超越了教师，他们寻求的解决方案比教师的还要便捷和贴近生活。他们的逻辑思维科学而严谨。教师搭建分享交流平台根据教学假设可以单独用一节课来让学生展示和交流。也可以和技能传授合并为一节课，当堂课任务少时及时总结交流分享。以上面例子为例，学生在完成三级挑战后剩余时间不足，可以让学生做下节课展示交流前的准备，把过程及反思用笔记记录下来学会总结和反思。在展示分享交流环节中，教师要挑最快完成最好的小组展示作品，并分享解决问题的过程。其他小组做评价和诤友，提出整改建议。然后教师要有目的的挑那些有不同方案的小組上台交流，“我的方案是什么样的？和刚才小组有什么区别？我为什么要用这种解决方案。（锻炼学生综合分析评价能力）”教师注意把控时间，一定要注意预留给那些没有完成挑战的小组时间，让他们有机会上台交流遇到了什么问题，怎么去做的，又为什么没有完成，并且在分享交流环节听到其他小组的分享学会了什么知识？学会了哪些对自己有帮助的道理及方法。（有的孩子发现自己的思路是错的，有的孩子发现自己不会求助，有的孩子反思自己人际交往有问题，有的孩子反思自己小组内讧不团结…）

每个人都渴望得到别人的认可，同样每个孩子都渴望被老师和同学认可。教师搭建分享交流平台，更有助于提高学生的分析、综合、评价和创新实践能力。

4.把学科生活化，学以致用、应用实践相结合才是培训学生高阶思维的硬道理。

学科生活化就是将学生课堂学习间接经验与现实生活直接经验结合起来，课堂学习与生活实践结合起来，构建学生各种感兴趣并且主动进行的学习活动，使学科教师顺从学生学习规律，掌握知识，发展技能，更重要的是把生活世界提供给学生理解和体验，使他们在与生活世界的沟通中，感受到生命的崇高，学会生存，促进个性发展。

在教学中我们始终贯彻把学科生活化的教育理念，引导学生创作很多解决生活难题的程序，在实际生活中处处得到了体现：提问学生回答问题时，我们使用的是我们学生编写的摇号器，摇到谁就是谁，决对公平；在评价学生展示作品时，我们用的是学生编写的投票器；在小组综合训练比赛时，我们用的是学生编写的计时器；在颁奖时我们用的是学生编写的趣味抽奖机；在音乐课上，我们使用的是学生编写的自助作曲软件，在地理课上我们使用的是学生自己编写的电子地图；在物理课上，我们使用的是学生编写的实验程序；甚至在食堂吃饭时，学生编写的程序电子点菜器也派上了大用场。生活给孩子们提供了源源不断的素材及创作灵感，生活也赋予了孩子们生存及终生学习的经验与信念。

初中信息技术新课程标准规定：培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。在Scratch课堂上，教师将信息技术与其他学科相结合，孩子们不仅仅学会如何编写程序，还会学习到Science（科学）， Technology（技术）， Engineering（工程）， Arts（艺术）， Maths（数学）等多个领域的知识。对这些知识的接触可以拓宽孩子的知识面，也可以培养他们广泛的兴趣爱好。

综上所述，目前我们大多数中小学的课堂教学依然停留在低阶能力、低阶学习和低阶思维的层次上，没有有效地促进学生高阶思维能力的发展，也没有有效地塑造学生适应社会发展所需要的核心素质和能力培养上。教育的终极目标是培养高阶思维，基于Scratch趣味编程的教学支持，就是为了力求找到符合青少年心理特点的学习方法，通过学习编程体会编程思想，探索出适合学生自主进行学习的方式方法的建构模式。有效培养学生的高阶思维，为未来社会培养创新型人才而提供平台。

参考文献

[1]（美）Majed Marji著，于欣龙，李泽译.《动手玩转Scratch2.0编程》 电子工业出版社，2015年第一版.

[2]（美）洛林·安德森著，蒋小平，张琴美译.布卢姆教育目标分类学 外语教学与研究出版社，2009年11月.