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少兒編程是什么 學少兒編程對孩子有哪些幫助

發(fā)布時間:2020-05-21 14:11:49來源:轉載

坦率的說,少兒編程不是一個“寫程序,做碼農”的事情,少兒編程方向是一個基礎性的學科群體。少兒編程方向,未來可能會像數(shù)理化一樣,成為一個基礎性學科,甚至人文、藝術也可以基于它有延伸和融合。

做教育的人關心,家長也關心,而當我們接觸到大部分有這方面接觸的家長來講,談及Minecraft、Scratch等等,都說孩子們是超級喜歡。換言之,孩子們對電子游戲和計算機世界不是無感的,他們是最早投入和感興趣的一批人類群體。

無論我們是否回避,在孩子們基礎教育甚至高等教育的同步年齡段,以電子游戲和計算機世界為代表的生活方式都會大規(guī)模浸入孩子的真實生活。不管我們如何爭議、甚至堅決要求杜絕孩子接觸計算機,但事實上,我們絲毫拒絕不了計算機世界對孩子成長的影響。所以,無論你持有什么立場,不妨一起先來看一看。

少兒編程的基本背景

雖然大家可能對程序設計(也就是編程)、程序員(或者軟件開發(fā)工程師)有一些聽聞,但實際上真正了解少兒編程的并不多。

以Scratch為例進行展示(后面通篇默認都以Scratch為基礎工具)。Scratch是MIT研發(fā)并開放的一個兒童圖形化編程的工具平臺。可以在web上進行操作和分享,也可以下載到計算機本地。兒童甚至成人都可以使用它,來制作動畫賀卡,制作游戲,制作音樂,制作各種他們可以用編程完成的任務。非常的酷炫,所以也有人說,會編程的孩子未來就像搖滾巨星一樣,在孩子他們的群體中。

Scratch是一個圖形編程的工作方式,非常 適合兒童,但相應的它的編程語言設計,相比較專業(yè)計算機語言而言,就是一個簡版——對于兒童起步而言,剛剛好。

孩子懂得這些指令的基本含義之后(他完全可以探索式的嘗試,弄懂大部分簡單指令的含義),他就可以把中間的指令拖拽到右邊,享受他控制小貓咪的樂趣,創(chuàng)造一些活動場景和游戲的樂趣——這些就是編程過程。

所以這個兒童編程的過程,不是像我們軟件開發(fā)工程師那樣,對著符號化的計算機語言來工作。而是面向一個圖形化界面,面向一個具有豐富角色和操作性的、能夠讓他控制全部的新游戲。少兒編程就像一個創(chuàng)世紀的游戲一樣。

少兒編程對于教育的作用

三個層面來回答少兒編程對于兒童教育的巨大作用。

第一層:少兒編程有著豐富的基本技能內涵,可以在各個方面幫助到兒童。

第二層:少兒編程是一個學科融合的最佳平臺(之一),可以提供跨學科的學習。

第三層:少兒編程可以完成很多高階能力的培養(yǎng),在未來公立教育中的地位也會不斷提高。

少兒編程培養(yǎng)的基本技能

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(shù)學方面

第一個方面就是數(shù)學。少兒編程圖形化編程,第一技能方向就是數(shù)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(shù)據類型:最常見的是整數(shù)和小數(shù),即實數(shù)集(在Scratch中所有實數(shù)是一個數(shù)據類型),另外還有布爾類型(真或假)、字符串類型(一段文本)。

數(shù)據的比較:也就是數(shù)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(shù)學函數(shù):在編程過程中,兒童將接觸到一些基本的數(shù)學函數(shù),包括取絕對值,三角函數(shù),對數(shù)函數(shù)以及指數(shù)函數(shù)等。可以非常直觀的通過函數(shù)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(shù)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(xiàn),既包括基本算術和幾何圖形知識,也包括函數(shù)以及坐標系等中學數(shù)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(shù)學知識和能力。

2.邏輯方面

編程的基礎,既有數(shù)學,也有邏輯。邏輯思維能力,是兒童發(fā)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(tǒng)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最重要的基礎。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(huán)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(tǒng)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。

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(chuàng)新的系統(tǒng)思維方法。這也是屬于STEM課程方向內少兒編程的優(yōu)勢之一。我們的兒童將學會系統(tǒng)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(chuàng)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

最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(shù)據與變量的概念,包括語句和模塊(函數(shù)),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(shù)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(tǒng)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(tǒng)運行邏輯:目前我們的社會,是一個人機協(xié)作的社會。相當多的職業(yè)和職位,都需要和計算機系統(tǒng)打交道。理解計算機系統(tǒng)運行的原理,最好最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(tǒng)啟動、運行和結束的基本過程。

工程技術研發(fā)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(fā)、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(shù)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(xiàn)在學校里的所有學科而言,都有鮮明的特色和優(yōu)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。

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