最近，少兒編程好像一夜之間成了一個(gè)比較火熱的概念，媒體上和朋友圈經(jīng)常能夠看到 “編程將會(huì)被引入高考”“孩子再不開(kāi)始學(xué)習(xí)就會(huì)輸在起跑線(xiàn)上”“未來(lái)職業(yè)需要”之類(lèi)的報(bào)道，以此作為應(yīng)該讓孩子學(xué)習(xí)編程的理由。作為一個(gè)在這個(gè)領(lǐng)域摸爬滾打了一段時(shí)間的人，我想從另外一個(gè)角度談?wù)勛约簩?duì)少兒編程的一些認(rèn)識(shí)。
少兒編程的起源說(shuō)起少兒編程，就不得不提到一個(gè)人，Logo語(yǔ)言之父、構(gòu)造主義(Constructionism)學(xué)習(xí)理論的提出者——西蒙·派珀特（Seymour Papert）教授。由于生活經(jīng)歷的因素，派珀特教授對(duì)齒輪特別感興趣。他提到，在自己的學(xué)習(xí)生涯中，經(jīng)常能夠?qū)⒁恍﹦e人認(rèn)為非常復(fù)雜的概念和“齒輪模型”結(jié)合起來(lái)，從而對(duì)這些知識(shí)理解的更加深刻，而且在玩齒輪的過(guò)程中，常常能夠不經(jīng)意地學(xué)到很多知識(shí)。
那么，這和少兒編程有什么關(guān)系呢？派珀特教授結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷想到，要是每一個(gè)孩子都能找到自己感興趣的“齒輪模型”，那學(xué)習(xí)將會(huì)變得非常主動(dòng)而且高效。但是，并不是每個(gè)孩子都會(huì)喜歡齒輪，那有什么樣的一種工具能夠滿(mǎn)足每個(gè)孩子不同的興趣呢？答案是計(jì)算機(jī)，通過(guò)編程的方式讓計(jì)算機(jī)去構(gòu)建孩子感興趣的事情，并在這個(gè)過(guò)程中不經(jīng)意地學(xué)到知識(shí)是很完美的一種方式。于是派珀特教授很自然的將自己發(fā)明的Logo語(yǔ)言應(yīng)用到了教育領(lǐng)域，讓孩子通過(guò)編程的方式使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)變得看得見(jiàn)、摸得著。后來(lái)麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室，又在派珀特教授的理論基礎(chǔ)上推出了新一代的編程語(yǔ)言——也就是現(xiàn)在非常流行的Scratch編程語(yǔ)言。
所以說(shuō)，少兒編程其實(shí)并不是一個(gè)新鮮的事物，它是構(gòu)造主義學(xué)習(xí)理論的一種體現(xiàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種體現(xiàn)形式會(huì)不斷的發(fā)生變化，比如從Logo發(fā)展到了Scratch，以后也許還會(huì)發(fā)生變化。但是它作為一種讓孩子更好學(xué)習(xí)的工具的本質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化。
如果對(duì)于Scratch背后的學(xué)習(xí)理論感興趣，可以去看看派珀特教授的這些著作《Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas》、《The Children's Machine: Rethinking School in the Age of the Computer》、《The Connected Family: Bridging the Digital Generation Gap》。
對(duì)于編程學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)基于上面的討論，編程作為一種工具，是為了讓孩子找到一種適合自己的學(xué)習(xí)方式，最終的目的是讓每一個(gè)孩子能夠更加主動(dòng)、高效的學(xué)習(xí)。所以任何脫離了這個(gè)目標(biāo)的編程教學(xué)，或多或少都是有一些欠缺的。我覺(jué)得對(duì)待編程學(xué)習(xí)，應(yīng)該有的態(tài)度是：
觀點(diǎn)1：編程教學(xué)最終的目標(biāo)應(yīng)該聚焦在如何通過(guò)編程的方式去幫助學(xué)生表達(dá)創(chuàng)意，而不是聚焦在教會(huì)學(xué)生編程的基本技巧。當(dāng)然，掌握這些編程的技巧是孩子在學(xué)習(xí)過(guò)程中不可逾越的一個(gè)階段。
這個(gè)觀點(diǎn)似乎有點(diǎn)老生常談，但我認(rèn)為從心里面真正理解這條教學(xué)目標(biāo)非常重要，因?yàn)檫@條“綱”指引著課程的設(shè)計(jì)方向。
為了達(dá)到這樣的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，我認(rèn)為應(yīng)該分成“學(xué)”和“啟”兩個(gè)階段。
“學(xué)”即編程基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，這個(gè)階段最終的目標(biāo)是幫助孩子掌握編程的基本技巧。以Scratch的學(xué)習(xí)為例，一些小游戲的設(shè)計(jì)、Makey Makey音樂(lè)的創(chuàng)作、Minecraft的結(jié)合等等，大多數(shù)孩子都很感興趣，都可以納入進(jìn)來(lái)。但是比較重要的一點(diǎn)，是讓孩子覺(jué)得“編程有意義”，所以孩子課本上學(xué)到的、生活中見(jiàn)到的現(xiàn)象是比較合適的主題，而且學(xué)習(xí)這樣的主題也更容易引起共鳴。
比如，將小學(xué)數(shù)學(xué)課上學(xué)到的加減乘除運(yùn)算融合到下面的賽跑游戲中，一方面數(shù)學(xué)知識(shí)有了實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，另一方面游戲的設(shè)計(jì)也能激發(fā)孩子的創(chuàng)作熱情。
再比如，在講解與坐標(biāo)相關(guān)的指令時(shí)，引入笛卡爾發(fā)明平面直角坐標(biāo)系的小故事，讓孩子知道創(chuàng)作一個(gè)蜘蛛結(jié)網(wǎng)的程序是有意義的。
另外，諸如Minecraft等游戲都是孩子比較喜歡的，與其單純地讓他們沉迷于這些游戲中，不如通過(guò)編程的方式對(duì)這些游戲進(jìn)行再創(chuàng)作，讓孩子覺(jué)得學(xué)習(xí)是與自己的生活息息相關(guān)的，從而增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。
在完成“學(xué)”這個(gè)階段后，孩子已經(jīng)掌握了基本的編程技巧。還是以Scratch為例，到進(jìn)入下一個(gè)階段的學(xué)習(xí)時(shí)，根據(jù)我的觀察，常見(jiàn)的一種做法是給孩子尋找邏輯更加復(fù)雜的游戲，以此證明孩子還沒(méi)有完全掌握編程，或者直接過(guò)渡到另外一種編程語(yǔ)言。我的觀點(diǎn)是，如果局限在編程邏輯的復(fù)雜度上，那這樣的學(xué)習(xí)是沒(méi)有盡頭的，因?yàn)镾cratch能實(shí)現(xiàn)無(wú)限復(fù)雜的邏輯。而且這樣去設(shè)計(jì)，會(huì)給孩子造成學(xué)習(xí)編程只能編寫(xiě)游戲的錯(cuò)覺(jué)，同時(shí)也減少了孩子主動(dòng)應(yīng)用編程表達(dá)想法的機(jī)會(huì)。
所以，我認(rèn)為第二個(gè)階段更重要的在于“啟”，即以發(fā)布小專(zhuān)題或者項(xiàng)目的形式啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)的觀察現(xiàn)象、應(yīng)用編程。這個(gè)階段的學(xué)習(xí)成果包括其他知識(shí)的學(xué)習(xí)報(bào)告、程序的實(shí)現(xiàn)、改進(jìn)的方案等。
比如，“為什么有的玩具小車(chē)會(huì)自動(dòng)沿著黑線(xiàn)行駛（循跡）”，針對(duì)這樣的項(xiàng)目，需要孩子對(duì)循跡的原理進(jìn)行探索，有的孩子就了解到了循跡傳感器的原理，原來(lái)是與光學(xué)上的反射現(xiàn)象有關(guān)。然后通過(guò)Scratch模擬出一個(gè)循跡小車(chē)的運(yùn)行效果。比如，下面的小車(chē)就可以沿著賽道自動(dòng)的行駛，在不同顏色的賽道，小車(chē)的速度還不一樣?？梢钥吹胶谏≤?chē)的最前面有紅色和綠色的兩個(gè)小方塊，這是孩子了解了循跡的原理后模擬的傳感器。
又比如，“Minecraft可以控制生活中的物體嗎？”孩子在完成這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，需要思考之前學(xué)過(guò)編程可以控制Minecraft，之前也學(xué)過(guò)編程可以控制生活中的物體比如LED燈。那編程是否可以作為一個(gè)中介讓Minecraft控制LED燈呢？經(jīng)過(guò)嘗試以后，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)不僅可以用Minecraft去控制LED燈，還可以控制很多其他的物體，而且利用一些傳感器還可以反過(guò)來(lái)控制Minecraft。那么，是否可以做成一個(gè)控制Minecraft小玩具呢？于是就有了下面從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、原型加工、程序設(shè)計(jì)到實(shí)際模型的成果。
“學(xué)”和“啟”，更重要的在于“啟”，正如派珀特教授指出，我們只需要為孩子營(yíng)造出可以學(xué)習(xí)的環(huán)境，孩子總能在自己動(dòng)手的過(guò)程中，不經(jīng)意的學(xué)到很多知識(shí)。
觀點(diǎn)2：課程體系的延伸源于孩子創(chuàng)意表達(dá)需求的延伸。
在編程教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常有家長(zhǎng)問(wèn)老師“孩子應(yīng)該從何學(xué)起”，得到的回答往往是：應(yīng)該從圖形化編程開(kāi)始，然后過(guò)渡到代碼編程，最后學(xué)習(xí)算法。
我的理解是，既然編程是孩子創(chuàng)意表達(dá)的一種工具，那么很顯然對(duì)于不同年齡又或者是不同興趣的孩子來(lái)說(shuō)，他們對(duì)周?chē)澜绲恼J(rèn)知是不一樣的，需要表達(dá)的創(chuàng)意也就不一樣。有的孩子對(duì)世界的理解可能是天馬行空的想象，想到的就是合理的；有的孩子可能對(duì)真實(shí)世界已有的現(xiàn)象充滿(mǎn)了好奇，比如樓道里的燈天黑了為什么會(huì)自動(dòng)亮；還有的孩子可能會(huì)想，我能不能讓這個(gè)世界更加便利。
從這個(gè)角度出發(fā)，作為老師，選出合適的編程工具以滿(mǎn)足孩子上述需求似乎更加合理。而且為了符合孩子的認(rèn)知能力，這種編程工具應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單、不需要特別高的門(mén)檻，孩子能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可將自己的想法具象化?；诖?，Scratch、Arduino（S4A等）、APP Inventor等圖形化的編程工具都是比較合適的選擇。通過(guò)Scratch，孩子可以“零風(fēng)險(xiǎn)”的實(shí)現(xiàn)天馬行空的想法；通過(guò)Arduino編程項(xiàng)目，孩子對(duì)生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象會(huì)有更加真實(shí)的認(rèn)識(shí)；而通過(guò)APP Inventor制作手機(jī)APP，絕對(duì)是孩子開(kāi)發(fā)生活便利方案的好工具。從工具學(xué)習(xí)難易程度來(lái)說(shuō)，Scratch、Arduino、APP Inventor難度依次遞進(jìn)。孩子選擇哪一種編程工具，一方面要根據(jù)興趣，另一方面也要考慮認(rèn)知能力。不過(guò)需要指出的是，不是從一種編程工具過(guò)渡到另一種編程工具，孩子的能力就會(huì)提升。上面提到的3種圖形化編程工具，要達(dá)到自如的表達(dá)創(chuàng)意都不容易，深入學(xué)習(xí)都是對(duì)計(jì)算思維的極大鍛煉。
當(dāng)然，對(duì)于一些理解能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)快、對(duì)計(jì)算機(jī)特別感興趣的孩子來(lái)說(shuō)，在小學(xué)階段嘗試代碼編程、學(xué)習(xí)算法、朝計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)發(fā)展也未嘗不可。
觀點(diǎn)3：老師的作用在于啟發(fā)、引導(dǎo)、鼓勵(lì)，不在于教。
編程學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)過(guò)程，孩子的蛻變?cè)谟谂d趣驅(qū)動(dòng)下的主動(dòng)學(xué)習(xí)，而不是老師教會(huì)。在我實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)孩子更加享受于自己摸索與創(chuàng)作。那么老師的價(jià)值何在？我認(rèn)為老師的作用恰恰就在于讓孩子“有意義的主動(dòng)學(xué)習(xí)”。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要老師去塑造一種讓孩子主動(dòng)學(xué)習(xí)的氛圍，拋出讓孩子感興趣的、貼近他們生活的話(huà)題，激發(fā)讓孩子利用編程去創(chuàng)作的興趣。
上述提到的蜘蛛結(jié)網(wǎng)、四則運(yùn)算、控制Minecraft等都是有效的嘗試。在此基礎(chǔ)上老師還需要幫助學(xué)生解決編程過(guò)程中的一些程序問(wèn)題，也就是解惑，同時(shí)需要對(duì)學(xué)生的創(chuàng)作成果進(jìn)行反饋，鼓勵(lì)學(xué)生分享、進(jìn)一步的創(chuàng)作。
觀點(diǎn)4：為了更加方便的學(xué)習(xí)，編程學(xué)習(xí)社區(qū)非常重要。
編程學(xué)習(xí)不應(yīng)該孤立的存在，分享與獲得反饋是孩子保持學(xué)習(xí)動(dòng)力的很重要的因素。從我在學(xué)校教學(xué)的過(guò)程來(lái)看，一個(gè)基于編程的學(xué)習(xí)社區(qū)是非常重要的，一方面孩子可以非常方便地存儲(chǔ)自己的作品，另一方面同伴或者老師也可以利用這個(gè)系統(tǒng)及時(shí)地給予孩子反饋。事實(shí)上，很多情況，孩子的進(jìn)步來(lái)源于同伴之間的交流，而且作為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的原住民，現(xiàn)在的孩子更習(xí)慣于這樣的學(xué)習(xí)方式，國(guó)外也有相應(yīng)的研究證明這一點(diǎn)。這也是Scratch官網(wǎng)社區(qū)，看似沒(méi)有老師教，但學(xué)習(xí)其實(shí)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生的原因。
觀點(diǎn)5：判斷孩子是否學(xué)會(huì)了編程，唯一標(biāo)準(zhǔn)是其是否愿意并能自如利用編程工具實(shí)現(xiàn)自己的想法。
很多情況下，會(huì)創(chuàng)作一個(gè)游戲，并不能代表孩子“學(xué)會(huì)”了如何應(yīng)用編程。也許換一種情形或者場(chǎng)景，孩子就不會(huì)應(yīng)用了。只有在不同的場(chǎng)景下，針對(duì)不同的問(wèn)題，甚至是孩子自己提出問(wèn)題，都能夠自如地應(yīng)用編程技巧實(shí)現(xiàn)想法，才是真正的學(xué)會(huì)了如何去學(xué)習(xí)，這也是我所理解的編程學(xué)習(xí)的目的。而要達(dá)到這樣的目標(biāo)離不開(kāi)合理的學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，老師的作用就在于陪同孩子一起養(yǎng)成這樣的習(xí)慣。
兩天前，牛牛給我發(fā)了一個(gè)新創(chuàng)作的作品，還特地給我介紹了他創(chuàng)作這個(gè)作品的初衷，原來(lái)是他上個(gè)月參加了一個(gè)數(shù)學(xué)考試，里面有道數(shù)學(xué)題給了他靈感，于是他將這道數(shù)學(xué)題做成了一個(gè)Scratch小游戲，希望更多的小朋友能夠挑戰(zhàn)數(shù)學(xué)。下面是牛牛的作品，不僅為自己的作品設(shè)計(jì)了Logo，而且還詳細(xì)說(shuō)明了游戲的規(guī)則。對(duì)于一個(gè)旁觀者來(lái)說(shuō)，作品使用起來(lái)好像很簡(jiǎn)單，但是對(duì)于創(chuàng)作者來(lái)說(shuō)，一定是在完全理解了數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能將這個(gè)小游戲的功能設(shè)計(jì)出來(lái)。更關(guān)鍵的是生活中任意一個(gè)小小的發(fā)現(xiàn)，都有可能催生出一個(gè)創(chuàng)意的作品。
所以，不管牛牛的作品是否完美，能將一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)題通過(guò)編程轉(zhuǎn)化為一個(gè)具象的小游戲作品，就是極大的成功。我想這不正是派珀特教授想要的學(xué)習(xí)方式嗎？學(xué)習(xí)編程，讓編程反哺學(xué)習(xí)（learn to code, code to learn）。
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