發布時間:2020-06-03 13:51:34來源:魔方格
少兒編程涉及到的基本技能非常豐富,不僅僅是編程本身。我們前面說,就以Scratch為例,至少有如下四個方面的基本技能方向:
1.數學方面
第一個方面就是數學。少兒編程圖形化編程,第一技能方向就是數學。我們前面注意到,兒童學少兒編程,首先注意的就是一個或一些角色在舞臺上的行動——這其中就包括:
坐標系:舞臺是一個以中心為原點的直角坐標系,x軸正方向為右,y軸正方向為上。通過(x,y)坐標點,來控制所有角色的位置。
數據類型:較常見的是整數和小數,即實數集(在Scratch中所有實數是一個數據類型),另外還有布爾類型(真或假)、字符串類型(一段文本)。
數據的比較:也就是數學中三種基本順序,大于、等于和小于。
算術運算:加減乘除是四種基本運算,兒童在編程過程中,常常需要在具體的場景中來運用這四種基本運算。另外還有取模運算和四舍五入。
數學函數:在編程過程中,兒童將接觸到一些基本的數學函數,包括取值,三角函數,對數函數以及指數函數等??梢苑浅V庇^的通過函數圖像的自動喵點畫圖及生活應用來理解它們。
幾何圖形:在編程過程中,一類常見的任務就是圖形繪制。這個過程中,兒童將大量接觸幾何圖形,并從坐標系中進行圖形繪制和操控。
所以這里面有著大量的數學學科內容,而且,這些內容都在具體的問題和任務場景中出現,既包括基本算術和幾何圖形知識,也包括函數以及坐標系等中學數學核心概念。通過它們在具體任務中的應用,兒童不僅操控了這個虛擬世界,而且會切身鍛煉到、應用到數學知識和能力。
2.邏輯方面
編程的基礎,既有數學,也有邏輯。邏輯思維能力,是兒童發展的一個基本能力,在文理各個方向都是十分重要的基礎。少兒編程,可能是第一次對兒童正式的、系統的進行邏輯方面的鍛煉。
邏輯變量:起點就是邏輯變量或事件的真或假。真或假是邏輯世界的兩個基本值。
比較邏輯:對于用比較判斷的邏輯,是兒童有直接經驗并可以學習的基本邏輯判斷,大于、等于、小于三種邏輯判斷。
事件邏輯:其次是事件邏輯,基于事件的判斷,也是兒童比較熟悉的。少兒編程用幾種基本的事件模式,來生成事件判斷語句。在Scratch中都是以“觸碰”為核心動作來構建的。
邏輯運算:在簡單的邏輯推理中,三種基本邏輯運算是較重要的基礎。即與邏輯、或邏輯和非邏輯——這三種基本邏輯在少兒編程中大量的使用到。
邏輯控制:然后就是一組邏輯控制,包括條件判斷、循環控制和等待。這些既是少兒編程的基本邏輯控制語句,也是邏輯思維鍛煉的一個基本工具。
所以在少兒編程中,邏輯思維的訓練是一個基本訓練,這也是程序設計及計算機科學方向的一個基本核心特征。兒童將在大量的問題解決和任務控制中,形成系統化的有邏輯的解決方案。突出鍛煉到兒童的邏輯思維能力。這種邏輯訓練的密集度,不是其它活動所能比擬的。
資料圖/網絡
3.設計思維
設計思維是人們提出的對未來社會有重大意義的思維方式,它是一種面向問題解決的、創新的系統思維方法。這也是屬于STEM課程方向內少兒編程的優勢之一。我們的兒童將學會系統的思維方法來分析、分解問題(需求),并通過綜合的資源來解決問題。
基本設計:在Scratch的編程世界中,任何一個問題需求或任務,都需要在背景、角色及行為上進行思考和分解。它們是這款編程工具提供的基本視角和思維框架。
角色表達:在角色的行為表達過程中,基本的表達工具是外觀圖形的控制和聲音音樂的控制(Scratch提供21種樂器的模擬)。一個角色的外在行為和表達,無非這些方面。
交互邏輯:在事件過程中,背景、角色、行為所組成的一個完整世界中,核心邏輯是通過它們交互來完成的。除了程序所控制的軟件層面的交互之外,Scratch還提供豐富指令對計算機外部設備(如鼠標、鍵盤)以及外部的自動化控制元件的操作能力,這使得少兒編程的解決問題方式,擴展到了硬件層面,擴展到了生活中的自動控制層面。
所以,少兒編程是一個具有豐富資源和場景可能性的學科方向,以驅使兒童深入的、創新的考慮問題的解決方法,并鍛煉到兒童的設計思維。隨著問題的復雜度,以及兒童問題解決方案的復雜度,和方案中操控設備復雜度的提升,兒童的設計思維能力在不斷提升。
4.程序設計
較后再談一談少兒編程對程序設計能力的提升——這是顯而易見的,這是本門的功能。雖然我們前面說,就編程啟蒙工具Scratch這一類而言,它的語言設計是簡版的,但對兒童而言卻是剛剛好。
程序設計的基本方面:程序設計和計算機語言的基本方面,包括數據與變量的概念,包括語句和模塊(函數),都是程序設計的基本概念。
計算機科學的方面:另外,Scratch中還有數據結構的支持,這是計算機科學的基本核心內容之一,還有對消息機制的應用,這在計算機軟件系統中大量的應用著。同樣的,需要使用到流程圖等設計工具。
系統運行邏輯:目前我們的社會,是一個人機協作的社會。相當多的職業和職位,都需要和計算機系統打交道。理解計算機系統運行的原理,較好較深入的方式就是理解一段程序。少兒編程每個任務,都會涉及到系統啟動、運行和結束的基本過程。
工程技術研發邏輯:這既屬于元認知層面的訓練,同時也是STEM學科方向的基本特征之一。兒童在少兒編程過程中,將學會如何分析問題(需求),學會設計、研發、測試,并在應用中體會著解決問題的快樂。深刻理解在工程意義上而言解決一個真實問題的過程。
通過以上數學方面、邏輯方面、設計思維和程序設計四個方向基本技能介紹,我們可以得出結論,少兒編程,對比現在學校里的所有學科而言,都有鮮明的特色和優勢。它對我們兒童的教育和鍛煉,恰恰是許多學科所不能提供的。
所以,少兒編程對于兒童的基本技能的學習和訓練,有著巨大的、不可替代的作用。