汪霞華

近年來，越來越多的小學開展計算機編程教學，這是培養(yǎng)學生使用信息技術(shù)解決各類問題的意識和能力的重要組成部分。圖示化、積木式的程序環(huán)境的出現(xiàn)，降低了編程的入門要求。但對于大多數(shù)小學生而言，編程本身并不有趣，無論編程語句還是編程規(guī)則，都是抽象和枯燥的?；谛W生愛玩的天性，編制游戲程序獲得他們普遍的歡迎。然而，面對小學生對游戲編程教學的喜愛，教師的教學遇到了新的挑戰(zhàn)。首先，以前的編程教學基本上是教師出示一個任務(wù)，學生照著模仿寫語句，但時間長了，學生缺乏自由想象與創(chuàng)新，自己的分析與設(shè)計較少體現(xiàn)在自己的程序中；其次，由于小學生的年齡偏小，而編程的學習一定需要邏輯思維的支撐，所以教師需要培養(yǎng)學生對事情抽象再邏輯化表達的能力，提高他們分析問題和解決問題的能力；最后，小學生的關(guān)注點往往在游戲本身，這樣會忽略游戲編程背后的編程思想。因此，教學設(shè)計需要把“理解編程思想，培養(yǎng)編程思維”作為重要的教學目標。

困難一：

關(guān)注編程任務(wù)分析，缺乏指導學生建模的方法

存在問題：大多數(shù)教師在編程教學中，關(guān)注的是編寫代碼本身，對如何建模并不重視。學生往往根據(jù)一個任務(wù)，在教師的指導下通過模仿類似的程序設(shè)計，開始編程和調(diào)試，在整個過程中，學生可能學會了一些編程的技巧，但對編程的目的和方法還是一知半解，無法編寫出具有自己想法和個性化的程序。

解決方法：編程任務(wù)的分析與建模是指能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界的事物進行分析，用適合計算機編程的形式表達出來。這種抽象能力和構(gòu)造能力，不僅在編程中很重要，也是一種在日常工作生活中解決問題的能力。

以《捕魚達人》為例，它是用Kodu編程環(huán)境完成的教學任務(wù)，其要求是根據(jù)自己創(chuàng)編的“捕魚達人”故事，制訂相應(yīng)的游戲規(guī)則，編寫一個游戲程序：游戲主角在海里移動，捉到魚時可以獲得獎勵，同時要避開障礙；當獎勵值達到一定數(shù)值時成為捕魚達人，游戲結(jié)束。

根據(jù)王榮良教授提出的“故事—規(guī)則—語句—作品”兒童編程學習流程，筆者把《捕魚達人》設(shè)計為故事分析、人物設(shè)計與游戲規(guī)則制訂、場景設(shè)計、編寫代碼、作品調(diào)試等五個教學環(huán)節(jié)。其中，故事分析、人物設(shè)計與游戲規(guī)則制定環(huán)節(jié)就是完成編程任務(wù)的分析與建模工作。

課上，老師首先提出：“海里有很多魚，如果你想讓Kodu成為一名捕魚達人，你能編一個怎樣的故事呢？”

同學甲：海里有一些魚，它們自由地游動，Kodu很聰明也游得很快，一會兒他就捉到了5條小魚，成了捕魚達人了。

同學乙：海里有各種各樣的魚，有的魚是Kodu喜歡的，有的魚還會傷害Kodu，他既要捉住小魚，也要防止壞魚，他要捉到6條小魚才能成為捕魚達人。

同學丙：海里有魚也有一些水草，當Kodu被水草纏住，他就不能捕魚了，他要繞過水草，捉住6條小魚，才能成為捕魚達人。

以上師生問答教學環(huán)節(jié)的設(shè)計，是希望通過一定的故事情境幫助學生理解、分析任務(wù)的目的、參與的角色及角色之間的關(guān)系，為游戲規(guī)則的制訂做好準備。然后，教師提出了如下幾個問題，要求學生作深入的思考：①根據(jù)你的故事，在游戲中需要設(shè)計哪些場景和對象？②根據(jù)你的故事，每一個對象會做哪些動作？③根據(jù)你的故事，如何設(shè)定游戲的獎勵和懲罰？④根據(jù)你的故事，如何認定Kodu成為捕魚達人了？

接著，教師要求學生填寫學習單，歸納整理《捕魚達人》游戲中的對象和游戲規(guī)則。

請根據(jù)你創(chuàng)編的故事，選擇相關(guān)的場景和對象，填寫下面的表格。

場景：□海洋□陸地

對象：□Kodu □魚 □水草 □_______

至此，盡管教師還沒有開始用計算機編寫程序，但已經(jīng)為學生下一步編寫程序提供了明確的要求。這樣的設(shè)計強化了學生的思考過程，把學生關(guān)注計算機的操作轉(zhuǎn)化為對問題的分析。學生通過這樣的學習方法，可以在游戲故事情境中學會“抽象”游戲規(guī)則，并用形式化的方式“表達”規(guī)則，潛移默化地學會“構(gòu)造”計算機程序的方法。

困難二：

關(guān)注編程積木工具的具體功能，缺乏程序思維滲透的方法

存在問題：Scratch程序設(shè)計是一種全新的編程理念，搭積木式的編程方式，操作簡單，學生利用它可以充分表達自己的創(chuàng)意，輕松創(chuàng)作各種故事、音樂、游戲等動畫作品。由于Scratch積木式編程方式把一些語句做成模塊，所以學生對一些程序命令的流程缺少認識，這在一定程度上也弱化了計算機學科形式化編程思想的習得。

解決方法：正因為Scratch編程環(huán)境采用積木方式，所以學生不用記憶命令語句，教師不需要通過對程序語句的解構(gòu)來抽象地分析程序流程的結(jié)構(gòu)特點。當教師把教學重點放在對任務(wù)的分析上時，就能順應(yīng)學生的創(chuàng)作欲望，同時整理清楚所分解的每個小任務(wù)的相互關(guān)系，從而把邏輯思維的教學滲透在編程教學中。

以《圖形的變化》為例，它是在Scratch編程環(huán)境下完成的一個畫規(guī)則圖形組合的教學任務(wù)，其要求是：①通過觀察規(guī)則圖形，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，能夠利用循環(huán)指令編寫程序繪制規(guī)則圖形；②理解循環(huán)語句的意義，掌握循環(huán)語句的使用方法。其中，“循環(huán)”是計算機編程的一個典型結(jié)構(gòu)，是需要重點掌握的編程思想。

課堂上老師提出故事情境：我們的神奇花園里盛開著一朵神奇的花，大家仔細觀察，你們發(fā)現(xiàn)了什么？能畫出來嗎？

通過討論，學生得到答案，這朵花是由六個一樣大小的正方形組合而成的（如下圖）。但是學生卻無從下手，他們似乎遇到了很多困難。有的學生直接提出來：正方形如何畫？老師開始把大的困難分解成若干小的問題：

1.Scratch中哪兒的積木負責畫畫，你能找到嗎？

2.畫筆的顏色，粗細可以設(shè)置嗎？

3.哪一塊積木負責畫畫的？畫錯了怎么辦？

4.你能試著畫出一條長度為60毫米的直線嗎？

5.你能試著畫出一個正方形嗎？endprint

6.你發(fā)現(xiàn)有什么簡便的方法畫出正方形嗎？

當把大的問題分解成若干小問題后，學生的積極性提高了，較容易地就完成了前面四個問題。但是，學生的感受是Scratch可以當作畫板，很有趣。因此，教師需要進一步提示。

老師提示：如果我是一只小螞蟻，剛才很容易走了60步，走出了一條直線，現(xiàn)在我要轉(zhuǎn)彎啦，往右轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)多少度就能走出一個直角呢？學生一下子就反應(yīng)過來，要“右轉(zhuǎn)90度”。通過不斷嘗試，學生在“小螞蟻”的引導下，畫出了第一個正方形。

繼續(xù)提示：你們發(fā)現(xiàn)代碼有重復的地方嗎？學生很容易看到：move 60步；右轉(zhuǎn)90度；這兩句寫了四遍。這次，老師再告訴學生，我們可以用另外一個命令——重復命令來代替剛才的過程。我們寫了四遍，那么重復命令就應(yīng)該選擇重復4次的積木。其實在計算機里，我們把重復這塊積木稱為循環(huán)。在這個例子里，循環(huán)的內(nèi)容是前進60步，右轉(zhuǎn)90度，就是告訴我們循環(huán)4次后，我們的正方形就繪制成功了。

最后，老師布置課堂任務(wù)，促使學生深入思考：

1.圖中的花朵是六個正方形組成，我們接下來需要重復幾次？

2.每個正方形都是圍著一個中心點進行旋轉(zhuǎn)，那么你知道旋轉(zhuǎn)了幾度嗎？

3.你可以嘗試畫出大小不同的花朵嗎？

教學過程呈現(xiàn)了學生的理解過程是：認識Scratch可以畫畫→發(fā)現(xiàn)畫正方形有規(guī)律→Scratch中的重復積木可以使用→循環(huán)，這是一種表達操作步驟的方式。計算機編程中一些教學內(nèi)容比較抽象，不容易被小學生接受和理解，所以教師在指導編程技巧時，可以通過化繁為簡的引導，將深奧的理論講得通俗易懂，讓學生既能完成“圖形的變化”的編程任務(wù)，又能對條件、判斷、循環(huán)等編程方法有正確的理解。

困難三：

關(guān)注學生編程過程，缺乏學生調(diào)試程序的教學方法

存在問題：小學生往往因缺乏調(diào)試程序的思路和方法而無從下手，調(diào)試隨意，甚至在調(diào)試過程中，為了讓程序順利運行，沒有根據(jù)原有的設(shè)計目標去合理修改自己的程序，反而讓程序無法完成原來的設(shè)計目標，甚至有的學生根據(jù)程序執(zhí)行的結(jié)果，修改原有的設(shè)計目標。

解決方法：程序調(diào)試不僅是程序設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，也是編程教學的重要環(huán)節(jié)。只要程序有一定的規(guī)模，程序編寫就不可能一次成功。對于程序設(shè)計工程而言，程序調(diào)試是為了獲得無錯的程序。對于編程教學而言，除了完整地完成程序設(shè)計工作，獲得成就感以外，程序調(diào)試還有更多的教育價值：第一，可以很好地體驗到計算機的自動化屬性；第二，可以強化設(shè)計目標的理解，也就是對計算機世界的理解；第三，可以培養(yǎng)縝密的邏輯思維和推理能力。在編程教學過程中，調(diào)試環(huán)節(jié)的設(shè)計是指要求學生先依據(jù)原來的方案設(shè)計，調(diào)試和完善自己的游戲程序，在這個過程中，學生需要再次把故事與最終的程序進行匹配，是一種預(yù)設(shè)與效果的比較，體驗通過自動化的程序來完成任務(wù)。

仍以《捕魚達人》為例，學生學習了when…do…語句完成自己的游戲程序的編寫后，進入調(diào)試階段。他們根據(jù)自己原來的方案設(shè)計，從場景、對象、過程、結(jié)果進行了針對性的測試。對于不能達到預(yù)期目標的現(xiàn)象，查找與檢測對應(yīng)的when…do…語句。

在實際教學過程中，因為學生編制的是游戲程序，所以調(diào)試程序很容易變成玩游戲。事實上，玩游戲同樣具有教育價值，同伴之間相互調(diào)試程序就是一種實現(xiàn)方法。

同伴之間的互換調(diào)試程序行為，是希望通過測試他人的程序來拓寬自己的思路，讓同伴幫助自己完善作品。為了避免互換調(diào)試程序行為陷入單一的玩游戲，教師要給出評價標準、評價內(nèi)容，以幫助學生掌握評價的重點。

在學生基本完成自己的程序調(diào)試工作以后，教師要求相鄰同學互相交換運行游戲程序，并填寫下面的學習單，把自己的感受和建議告訴你們同伴。

同學之間調(diào)試他人的作品，能夠取長補短，共同完善雙方的作品，提高學生之間的合作能力；通過發(fā)現(xiàn)同伴方案設(shè)計與程序設(shè)計的不同，可以關(guān)注細節(jié)，培養(yǎng)學生的耐心和理解力。

結(jié)語：

此次專題只是兒童編程教育的一個初步探索，也許還不夠全面，但這并不是重點，重點是希望通過兒童編程教育，讓孩子從編程開始學會思考，這就是兒童編程的最大意義。endprint