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编程课不用电脑?因为芬兰教师将编程当做一种思想来教

来源:外滩教育 作者: 李璨 屠莉娅 已有0人评论  2018/4/9 13:37:03  加入收藏

就如同现实生活中很多看似复杂的大工程,其实也都是由各个小工作任务按照不同的方式循环而成的,B-Box 音乐就是一个典型的例子。

B-Box 是口技的一种形式,人们利用唇、齿、舌等不同的部位模仿出不同乐器的声音,再按照一定规律对不同的声音元素进行重复和叠加以汇编成一段富有节奏感的音乐。得益于B-Box 和循环结构所体现出的相似的工作原理,教师设计了这样一个人体B-Box游戏来帮助学生更好地领会循环思想——

如下图所示,教师先对学生进行分组,每组学生负责演奏一种声音,如第一组学生负责拍手,第二组学生负责用嘴发出“哔哔”声,第三组同学负责用嘴发出“嘣嘣”声等。而后为每组学生设计一个演奏图式,并给出图式的循环次数和开始下一个动作循环的指令。

根据上图的要求,整个演奏从负责拍手的小组开始,并在拍手小组完成一个循环体后,负责发出“哔哔”声的第二小组加入进来;第二小组完成一个循环体后,负责发出“嘣嘣”声的第三小组再加入进来,从而实现不同声音的叠加和重复,形成了一段完整的B-Box 音乐。

在熟悉了游戏规则后,学生可以自己添加其他的平行循环或嵌套循环,或是改变各组的演奏图式和循环方式,创作出自己喜欢的音乐。

案例二:机器人操场

“IF 语句”是计算机编程中最常用的判断语句之一,其要按照给定的判断要求,根据判断结果的真假来执行对应的操作步骤。

“IF 语句”对学生的逻辑思维能力提出了较高的要求,如何用简洁明了的判断条件及其对应的操作步骤来代替重复而烦琐的单个执行语句是学生在学习“IF 语句”的过程中要重点掌握的内容。

在这节课的教学过程中,芬兰教师带领学生做了个名为“机器人操场”的游戏——

教师将学生分为两组,一组学生扮演机器人,另一组学生扮演机器人的操控者,帮助机器人越过各个障碍物。

首先,教师带领学生来到空旷的操场,并让学生共同完成对障碍训练场的布置。他们可以利用如下图所示的直观的引导符号,也可以利用学校里的桌椅板凳等设施来布置供“机器人”穿越的障碍训练场。

各个障碍物布置好以后,学生分成两组,一组学生扮演机器人,一组学生扮演机器人的操控者。其中扮演机器人的学生要将眼睛蒙起来,这样他们就真的像机器人一样——缺乏操控者的指令就无法行动。

“机器人操场”引导符号

与一般的游戏不同,该游戏中教师要求学生用简短的“IF 语句”来代替繁杂而重复的独立语句。

例如,一般情况下操控者可能会对机器人说:“先前走两步,而后从板凳上爬过去,再前走三步,接着从桌子下面钻过去。”但在这个游戏里,教师要求学生用这样的“IF 语句”向机器人发出指令:“接下来你要面对六个障碍物,在碰到下一个障碍物之前你先保持直走,如果那个障碍物很高,你就从它下面钻过去;如果比较矮,你就从它上面爬过去。”

在这两个教学案例中,学生所看到的、学到的不仅仅是“Do…”或“IF…Else…”等直白的计算机语句和编程技术,他们更理解了如何在解决具体问题的过程中使用循环思想和条件判断来对问题进行加工和处理。

第一个案例中,学生最后要共同创作出一段B-Box 音乐。一段音乐里有不用的乐器和音节的排列组合和重复,看似是个十分复杂的工程。但通过最开始教师指导下的“循环程序”的演示,学生知道再复杂的任务也是由一个个部分组成。

要形成完整的音乐,就要先找到音乐里所包含的各个元素和片段,而后对这些小的部分进行重复和循环设计,便能形成最后的完整的乐章。

第二个案例中,学生被要求用尽量简短的“IF 语句”来发号施令,这使得学生不仅仅学到了“IF 语句”的一般用法,更从走一步、看一步、做一步的短视性思维转换为从整体出发的全局性思考,无形中锻炼了学生的逻辑思维能力。

值得一提的是,芬兰教师并不反对在编程教学中使用计算机。在学生掌握了编程背后的思想之后,芬兰教师也会让学生在电脑上进行相关程序的编写练习。他们只是强调,不要让计算机限制了编程学习的范围。除了常规的编程技术的学习,编程过程中所体现出的各种思维方式和解决问题的方法也是教学过程中应当关注的内容。

“学编程真的要用到电脑吗?”到这里,这个问题的答案已经显而易见了:如果将计算机编程看做是门单独的技能学科,那么计算机编程当然得有电脑才能学习。

如果认为学习计算机编程更为重要的是理解其背后的概念,理解计算机与生活的关系,理解计算机与人的思维方式的区别,那么就要先在生活中理解和体会计算的本质,然后再去用像计算机这样的工具来实现计算目标,这样才算是达到了学习目标。

3.打破课程的窠臼  发现学习的乐趣

芬兰的教学注重创新、注重学生兴趣

与传统的计算机编程课相比,这种没有电脑的编程课因不受授课形式的约束而大大增添了学生学习的趣味性。游戏化课程是芬兰编程课的最常见形式,在游戏的过程中,学生全身心投入。

一个个精心设计的与学习目标相关的游戏任务,除了让学生在轻松的氛围中自然而然地学习和体会到编程背后的本质思想之外,还充分调动起了学生的脑力、创造力和动手能力。

这种寓教于乐的教学方式,在增强学生的学习参与度的同时,让学生收获了愉快的学习体验,从而让学生更加积极地投入到学习过程中来。

除了增强课程本身的趣味性外,让学生发现学习与其自身的联系和意义,也是帮助学生发现学习乐趣、提高学习积极性的重要方式。

曾在美国波士顿公立学校工作过的亚冉• 明茨在哈佛大学教育研究生院攻读博士学位时,对美国26 个州共110 所中学的81,499 名学生进行了调查,她发现,大约三分之二的在校学生有厌学的情绪。

为什么会这样呢?最主要的原因是学习材料枯燥无味,缺乏针对性,挑战性也不强。有的学生说:“学校学习很乏味,大家昏昏欲睡,一点都提不起劲来。”更有60% 的学生说:“我不知道课堂上学习这些东西有什么用。”

同样地,如果只将编程作为一门技术来学习,多数在校学生,尤其是低年级的学生,仍然难以理解学习编程于其自身的意义所在。这时学习就会变成一种机械的、被动的行为,一旦脱离了学校的环境和教师的指导,学生将不再想要学习,甚至对学习感到无从下手。这种学习与芬兰所追求的可持续性的学习显然是相悖的。

因此,芬兰的编程课程关注程序背后的原理,将编程学习与学生的实际生活联系起来。原本孤立而深奥的编程语句,因为一个个与学生相关并让学生真实参与进来的活动而变得亲切又充满生气。

此时的编程课程或许依旧神秘,但是对学生而言它已经充满吸引力,因为学生开始理解编程背后的原理和依据了,学习编程已经变成一项有趣而有意义的事情。

正如最初开发Linux 系统的芬兰人林纳斯• 托瓦兹所说:“程序就像是一种魔法,由你来开发程序以告诉计算机要做什么。如果你要理解的是编程的本质,那学校的编程教育就将会是一件有趣的事,而不再是一件因为大家都要学所以我也必须要学的事情。”

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关键字:编程 电脑 芬兰 教师 思想

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