施曉軍

【摘 要】中小學(xué)階段開展編程教育，其目的不是培養(yǎng)程序員，也不是僅僅學(xué)會(huì)編程，而是通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，向?qū)W生滲透程序設(shè)計(jì)思想，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維的發(fā)展，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才打好基礎(chǔ)。在開展程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，將編程思想的建立和代碼的編寫技巧兩個(gè)難點(diǎn)分散到兩門課中，分階段進(jìn)行教學(xué)，以降低課程的學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣和信心。Scratch圖形化編程語(yǔ)言具備易入手、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，比較適宜作為現(xiàn)階段中小學(xué)編程教育的入門軟件。

【關(guān)鍵字】信息技術(shù)；編程教育；程序設(shè)計(jì)；Scratch

【中圖分類號(hào)】G718 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2014）07/08-0158-03

史蒂夫·喬布斯曾說(shuō)過(guò)這么一句話“每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)編程，因?yàn)樗虝?huì)你如何思考，會(huì)編程的人總想改變點(diǎn)什么。”喬布斯創(chuàng)立了蘋果，iPhone、iPad、iPod每一樣產(chǎn)品都在改變著我們的日常生活。在我們生活的這個(gè)時(shí)代，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有類似喬布斯的這樣一群人，他們對(duì)世界的影響越來(lái)越大。比爾·蓋茨創(chuàng)立了微軟；謝爾蓋·布林和拉里·佩奇創(chuàng)立了 Google；馬克·扎克伯格創(chuàng)立了Facebook……他們?yōu)槭裁磿?huì)創(chuàng)造奇跡？奇怪的是他們都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)：在他們年少的時(shí)候都酷愛計(jì)算機(jī)編程。計(jì)算機(jī)編程究竟具有怎樣的非凡魔力？計(jì)算機(jī)編程是否給他們帶來(lái)了與常人不同的思維或思考方式？是不是計(jì)算機(jī)編程為他們開啟了不一樣的人生道路？

同樣，最近一則新聞也讓我們有所啟迪：美國(guó)肯塔基州最近通過(guò)一項(xiàng)法案，規(guī)定該州的高中生可以用編程語(yǔ)言替代外語(yǔ)修滿足夠的學(xué)分。在該州，高中生要想進(jìn)入大學(xué)，需修滿22個(gè)學(xué)分，其中2個(gè)學(xué)分為外語(yǔ)，而計(jì)算機(jī)語(yǔ)言并不屬于必修課。根據(jù)最新的法案，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言將被視為一種外語(yǔ)供學(xué)生選修。幾天之后，新墨西哥州的一名議員也提出了類似的法案。兩個(gè)州相繼推動(dòng)相關(guān)法案，旨在普及編程教育，讓編程跟閱讀、算術(shù)一樣成為一項(xiàng)所有人都必須掌握的技能。

回顧我國(guó)信息技術(shù)課程的發(fā)展歷程，在20世紀(jì)80年代末，改革開放的總設(shè)計(jì)師鄧小平同志提出了“計(jì)算機(jī)要從娃娃抓起”， 吹響了我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)（計(jì)算機(jī)）教育的號(hào)角。曾幾何時(shí)，全國(guó)中小學(xué)生都在學(xué)BASIC，甚至計(jì)算機(jī)課程只教BASIC程序設(shè)計(jì)，但是，隨著信息技術(shù)工具的發(fā)展變化，人們更加關(guān)注信息技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。在若干年后的今天，中國(guó)幾乎所有的中小學(xué)信息技術(shù)課程又全都不教程序設(shè)計(jì)了。程序設(shè)計(jì)作為教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越被當(dāng)前中小學(xué)信息技術(shù)教材邊緣化，甚至完全被應(yīng)用技術(shù)教育所代替。程序設(shè)計(jì)在中小學(xué)生中，就只有參加信息學(xué)奧賽的極少數(shù)學(xué)生能掌握，而超過(guò)99%的學(xué)生都完全不學(xué)，甚至不知道程序設(shè)計(jì)。

為何要讓編程教育重新主導(dǎo)信息技術(shù)課程

1.在操作弱化的背景下，信息技術(shù)課程更加凸顯了信息科學(xué)原理內(nèi)容的必要性

信息技術(shù)日新月異，計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備等數(shù)碼產(chǎn)品在日常生活、學(xué)習(xí)和工作的方方面面的普及與應(yīng)用，以應(yīng)用技術(shù)教育為主的信息技術(shù)課程正面臨著操作弱化的問題。一方面隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)操作越來(lái)越簡(jiǎn)單易學(xué)，信息技術(shù)軟件的使用越來(lái)越人性化、“傻瓜化”，有的工具軟件的使用頻率在減少，甚至被淘汰；另一方面信息技術(shù)設(shè)備的普及和大眾化使得學(xué)生比以前更容易在學(xué)校課堂教學(xué)之外接觸到信息技術(shù)，學(xué)生在課堂之外就已掌握了基本的信息技術(shù)操作技能。所以，在操作弱化的背景下，信息技術(shù)課程的重點(diǎn)不應(yīng)再是系統(tǒng)地學(xué)習(xí)這些技術(shù)，在信息技術(shù)課程內(nèi)容建構(gòu)的過(guò)程中更加凸顯了信息科學(xué)原理內(nèi)容的必要性。我們不能僅僅教學(xué)生知道如何消費(fèi)技術(shù)，更應(yīng)該教學(xué)生去探究計(jì)算機(jī)“屏幕背后”的技術(shù)，進(jìn)一步成為技術(shù)的創(chuàng)造者?！俺绦蛟O(shè)計(jì)”作為信息技術(shù)（計(jì)算機(jī)）學(xué)科的一個(gè)最古老的課程，其核心地位毋庸置疑。它不僅是計(jì)算機(jī)解決一切問題的根本，更是計(jì)算機(jī)的機(jī)理、原理之所在。了解和掌握程序設(shè)計(jì)的思想、過(guò)程、方法和技術(shù)，不應(yīng)只是軟件開發(fā)人員的事，每一位使用計(jì)算機(jī)的人，最好也能了解一些程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。所謂“知其然還要知其所以然”。只有這樣，我們才能揭開計(jì)算機(jī)的神秘面紗，從容、自信、熟練地掌握和駕馭它。

2.學(xué)習(xí)編程有利于學(xué)生理解這個(gè)時(shí)代，以一種全新的方式看世界

當(dāng)下這個(gè)時(shí)代，程序員幾乎主宰了整個(gè)世界，控制著人類生活的方方面面。我們使用的各種電子數(shù)碼產(chǎn)品，以及我們?nèi)TM機(jī)取錢、坐電梯、開汽車、坐飛機(jī)、坐火車——你坐火車時(shí)有沒有想過(guò)，一條鐵軌上同時(shí)運(yùn)行的那么多列火車是如何調(diào)度才沒有導(dǎo)致它們相撞呢？這個(gè)時(shí)代很難想象還有什么不是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制的。如果想理解這個(gè)時(shí)代，就必須得理解計(jì)算機(jī)編程，編程會(huì)讓我們更深地了解身邊的技術(shù)，以一種全新的方式看世界。

3.學(xué)習(xí)編程不僅僅是學(xué)會(huì)編程，更是在學(xué)習(xí)一種思維方式

學(xué)習(xí)編程意味著要學(xué)習(xí)跟人的正常思維不同的思維方式，計(jì)算機(jī)要求我們的思維比平時(shí)更加邏輯化、順序化和更加精確，所以在學(xué)習(xí)編程的過(guò)程中還可以提高我們的邏輯推理能力、批判性思維和動(dòng)手解決問題的能力。實(shí)踐證明，學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)編程的中小學(xué)生，思考問題的方式會(huì)變得非常邏輯化，學(xué)會(huì)了嚴(yán)密的邏輯推理方法，編程的思路及技能即便不直接用于編程，也無(wú)形中把它應(yīng)用到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中。學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程本質(zhì)上是在學(xué)習(xí)一種思維方式——編程思維，它是一種思維體操。

中小學(xué)信息技術(shù)課程中實(shí)施編程教育的定位和措施

筆者認(rèn)為，中小學(xué)階段開展編程教育。其目的不是培養(yǎng)程序員，也不是僅僅學(xué)會(huì)編程，而是通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，向?qū)W生滲透程序設(shè)計(jì)思想，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維的發(fā)展，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才打好基礎(chǔ)。考慮中小學(xué)生的年齡、心智、知識(shí)、理解能力，在開展編程教育教學(xué)時(shí)，將編程思想的建立和代碼的編寫技巧兩個(gè)難點(diǎn)分散到兩門課中，分階段進(jìn)行教學(xué)，以降低課程的學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣和信心。作為中小學(xué)生的第一門編程課，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生興趣，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的思想、思路和方法，采用直觀且容易理解圖形化的編程方式，摒棄繁雜易錯(cuò)的代碼，以接近自然語(yǔ)言的方式表達(dá)程序邏輯，并以一種比較直觀的形式進(jìn)行驗(yàn)證。在掌握基本的編程概念和編程思想后，可以在第二門編程課里順利地過(guò)渡到專業(yè)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，著重學(xué)習(xí)語(yǔ)法、語(yǔ)義和代碼編寫技巧。借20世紀(jì)80年代初編程教育的前車之鑒，具體教學(xué)時(shí)還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。

首先，我們不能再簡(jiǎn)單地將大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)編程教育下放到中小學(xué)來(lái)學(xué)習(xí)?；煜绦蛟O(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的概念，一味地講解語(yǔ)義、語(yǔ)法，不自覺地把程序設(shè)計(jì)的課上成了“程序語(yǔ)言”課。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中被語(yǔ)法錯(cuò)誤所困擾，寸步難行，根本體會(huì)不到學(xué)習(xí)的樂趣。從而讓學(xué)生身心俱疲，備感恐懼，最終失去學(xué)習(xí)的興趣而放棄編程學(xué)習(xí)。

其次，當(dāng)時(shí)的編程教育最終失敗的一個(gè)重要原因，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)軟硬件資源匱乏，選擇學(xué)習(xí)編程的軟件余地很小，而且大多數(shù)編程軟件是針對(duì)大學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的，當(dāng)時(shí)中小學(xué)編程教育教學(xué)中普遍使用的Basic和Logo編程語(yǔ)言易用性不高、交互性不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也不大。所以選擇一款適宜中小學(xué)學(xué)生編程教學(xué)使用的編程軟件至關(guān)重要，筆者認(rèn)為作為中小學(xué)編程教育的入門軟件應(yīng)滿足以下三個(gè)要求。

（1）使初學(xué)者盡可能容易地學(xué)習(xí)。

（2）使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中感到樂趣。

（3）編程概念跟現(xiàn)今的專業(yè)編程語(yǔ)言盡可能地相似，能夠順利地過(guò)渡到專業(yè)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

幸運(yùn)的是，現(xiàn)在各種編程軟件不斷推陳出新，給我們更多的選擇，筆者經(jīng)過(guò)多年編程教學(xué)實(shí)踐探索，推薦Scratch圖形化編程語(yǔ)言作為中小學(xué)編程教育的入門軟件。

Scratch圖形化程式語(yǔ)言簡(jiǎn)介

Scratch是一種可免費(fèi)使用的圖形化編程語(yǔ)言，由美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室及加州大學(xué)教育與資訊研究院的KIDS小組共同研發(fā)，特別為8歲或以上的青少年而設(shè)計(jì)。其幾乎完全顛覆了傳統(tǒng)編程軟件的設(shè)計(jì)理念，并具備傳統(tǒng)編程軟件所沒有的幾個(gè)特點(diǎn)。

1.Scratch圖形化程式語(yǔ)言學(xué)習(xí)門檻低、效益高

它不需要像傳統(tǒng)編程軟件那樣一行一行地“敲”代碼，而采用類似于樂高積木的方式“堆疊”程序形成邏輯，只要使用簡(jiǎn)易的鼠標(biāo)拖曳方式，將已定義好的指令從程式指令區(qū)移進(jìn)程序腳本區(qū)即可，取代文字輸入，排除打字或語(yǔ)法出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。為了不讓初學(xué)者遇到比較困難的語(yǔ)法問題，Scratch的語(yǔ)句塊形狀經(jīng)特別設(shè)計(jì)，只允許合乎程序邏輯時(shí)才能結(jié)合到一起，而且每一類功能的形狀和顏色也易于區(qū)別，防止錯(cuò)誤配置。因此，用它編程不用擔(dān)心語(yǔ)法錯(cuò)誤，可以讓學(xué)生在不知不覺中，學(xué)習(xí)程式語(yǔ)言的概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式理解編程思想，進(jìn)而增加推理能力、掌握邏輯概念。

2.Scratch圖形化編程語(yǔ)言多媒體功能強(qiáng)大，交互性強(qiáng)

Scratch具有方便強(qiáng)大的多媒體功能，不但集成了圖片、聲效、動(dòng)作、外觀等編程部件，還集成了鍵盤、鼠標(biāo)等事件部件。利用動(dòng)作部件，可以讓角色移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等；利用外觀部件可以設(shè)置角色的造型、給造型添加特效等；利用聲音部件，可設(shè)置各種聲音特效；利用事件部件，可控制角色并構(gòu)建出良好的人機(jī)交互界面。所以，利用Scratch可以很方便地制作具互動(dòng)性的故事、游戲、動(dòng)畫等多媒體程序。教學(xué)中采用寓教于樂的方式，學(xué)生能很自然地掌握編程思想和編程技巧。

3.Scratch圖形化編程語(yǔ)言體現(xiàn)的編程概念跟專業(yè)語(yǔ)言是類似的，可以順利過(guò)渡到專業(yè)編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)

Scratch編程部件不但包含了常見的編程概念，如順序、循環(huán)、條件語(yǔ)句、變量和鏈表（數(shù)組）等，而且作為一種現(xiàn)代的編程工具，Scratch還引入了事件、線程、協(xié)調(diào)和同步的概念，完全可以順利過(guò)渡到其他專業(yè)編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。

筆者認(rèn)為，把Scratch圖形化程式語(yǔ)言作為中小學(xué)編程教育的教學(xué)平臺(tái)，既能了解掌握編程的基本思想、算法和技巧，又能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，又有利于進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)編程語(yǔ)言。

讓編程教育再次主導(dǎo)信息技術(shù)課程，需要信息技術(shù)教師自己開拓創(chuàng)新，不斷總結(jié)，摸著石頭過(guò)河，更需要有關(guān)教育部門政策上的支持。由于在目前國(guó)內(nèi)應(yīng)試教育的體系下，信息技術(shù)并未被納入中考、高考范疇，很難真正受到家長(zhǎng)和學(xué)生的關(guān)注?？紤]到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡性和數(shù)字鴻溝，將編程作為統(tǒng)一考試的必考科目有失公平。如今正值高考方案大調(diào)整階段，我國(guó)教育部門若可以效仿美國(guó)將編程作為高考可選的考試科目，這無(wú)疑將有助于中小學(xué)編程教育的推廣。

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（作者單位：浙江寧波市鄞州區(qū)董玉娣中學(xué)）