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小学信息技术课Scratch程序设计教学的文献研究

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分享到: 本站编辑:admin 日期: 2015-03-30 15:08 点击:

   一、小学Scratch程序设计教学研究的目的与意义 
  1.程序设计教学的现状 
  中小学的信息技术课程是由计算机课程演变而来的,始于程序设计的教学。随着计算机、网络的快速发展,信息技术课堂几乎已经淡化甚至丢弃程序设计教学,转而追求的是技能训练及应用的学习。但随着计算机应用的快速普及,教育技术专家及广大信息技术老师意识到,信息技术教学不再能满足学生的学习需求,对于部分学生来说,不上信息课一样能掌握这些技能,学会这些软件的应用。这就促使一些老师开始思考程序设计教学在中小学课堂上存在的价值与意义。 
  2000年教育部颁发的《中小学信息技术课程指导纲要》中明确要求中小学生“了解程序设计的基本思想,培养逻辑思维能力”。但走进小学的校园,就会发现,对于小学生来说,程序设计仍然是一个很神秘、很让人望而生畏的东西。提起程序设计的教学,信息技术教师会感到头疼,孩子们也是兴趣缺乏。 
  2.成因分析 
  (1)导致小学程序设计课程难以开展的普遍观点和看法 
  学习程序设计有助于培养孩子们的逻辑思维能力,有助于发展孩子们的学习技能,由于创新型人才的培养,这一点毋庸置疑,到底是什么样的原因致使程序设计成了少数人的游戏,在小学阶段形同虚设?根据文献的研究,在小学信息技术教学普遍存在着一些否定小学开设程序设计教学的观点和看法。 
  观点一:程序设计是为了使人们懂得“计算机能做什么,是怎样工作的?”这句话如果是在70年代或80年代初讲,还有一定道理,因为那时计算机软件还很不丰富,使用计算机很多工作还必须用户自己编程。但在计算机的软、硬件功能、数量和质量极大发展的90年代,还拿来作为学习程序设计的理由,似乎有些过时了。 
  观点二:由于计算机信息技术的发展,大量的软件涌现,计算机处理各种信息的速度和功能大大提高,一般的应用都有现成的软件,不必要自己编程。因此一些教师认为:“计算机学科没有必要学习程序设计,只需要学习计算机操作方法和一些社会上流行的软件使用就可以了。 
  观点三:教学目的就是社会需要。程序设计对于小学生而言难以理解,即便小学生在学校学了计算机程序设计,到了初中、高中,甚至到社会上一点也没用,即便工作上用得着,还得重新进行系统地学习。 
  (2)导致小学程序设计课程难以开展的成因分析 
  ①传统的程序设计教学模式的影响 
  过去的计算机课教学,由于各种原因以BASIC语言教学为主,忽视或根本没有实际操作和应用软件的使用内容,不论是中学还是小学,无区别都是一个模式。因此在一定程度上造成了学非所用的结果。 
  时,教师灌输式的教学法依旧常见,旧式的教学方法用在成人身上也有很多弊端,用到小学生身上,更使学生招架不住,学生无法建构起知识的真正意义,导致失去学习的兴趣。 
  ②程序语言的制约 
  程序设计语言对小学生来说难以理解。当前小学信息技术学科开设程序设计课程以选修课(地校课程)的形式多,学习的程序语言是logo。但是logo已经不能适应现在学生的学习需求。由于语言老旧,功能单一,互动性差,大多数学生对logo的学习没有兴趣。而另外一些编程语言如pascal、vb、java等成人化的编程语言,对于小学生来说难学难用。 
  ③教材的束缚 
  当前,小学阶段涉及程序设计知识的优秀教材并不多见,现行的教材内容无法很好体现实用性、知识性和思想性的有机整合,甚至有些教材的内容过于刻板,泛而无趣。 
  3.Scratch程学设计课在小学信息技术课程开展的意义 
  (1)我国小学信息技术学科课程改革的呼唤 
  《2006—2020年国家信息化发展战略》中提出:在全国中小学普及信息技术教育,建立完善的信息技术基础课程体系,优化课程设置,丰富教学内容,提高师资水平,改善教学效果。推广新 
  型教学模式,实现信息技术教学过程的有机结合,全面提高素质教育。《国家教育事业第十二个五年规划》中规定:提高学生的信 
  息化学习与生存能力,加强各级各类学校信息技术教学,是学生学会信息技术自主学习。这些政策纲领性的文件,都明确地提出了要完善信息技术基础课程体系的建设,为小学信息技术教学的改革提供了的依据。 
  2009年广东省颁布的《广东省义务教育信息技术课程纲要》明确规定《计算机程序的简单应用》是小学教学内容的一个模块。认识一种有趣易学的计算机程序语言及其简单应用,体验用计算机程序语言编写、调试、运行程序的过程和方法。 
  2012年,中国教育技术协会信息技术教育专业委员会推出的民间版《基础教育信息技术课程标准》,对基础教育阶段的信息技术课程进行了整体的设计,是下一步全国各地以地方课程的形式推动信息技术课程建设的参照,也是未来国家层面进行信息技术课程一体化的设计的重要参照。标准中也规定了程序设计应作为小学信息技术课程的一个教学模块,小学生应学会“使用简单易学的程序语言(如LOGO)编制简单的程序或解决简单问题。初步感受利用程序解决问题的一般过程。”

  有关全国、省的政策性文件,无一例外的把程序设计教学作为了小学信息技术课程的内容。“初步了解计算机程序设计的一些简单的知识”的这项目标要求,对全国、全省各地小学信息技术课程开设程序设计课提供了一种灵活的思路。 
  (2)学生思维能力培养的需要 
  信息技术教育如果仅仅是培养中小学生的动手技能、知识识记,那么这可能就是信息技术教育失败的根源。信息技术课程重点培养学生信息素养,不是培养鹦鹉学舌的模仿者,而是培养能够独立思考的创造者。现今国际竞争日益激烈,培养具有创新能力的人才是重中之重,而创新能力的培养关键是思维的训练。程序思维方法是分析问题、解决问题的重要方法,是与传统数学、物理学等运用公理系统进行的演绎思维训练相平行的另一种重要的思维训练。程序设计教学的目的并不是要把学生培养成一名编程高手,或一名程序员,而是通过学习并动手编写简单的程序,训练学生分析问题和解决问题的能力,逐步学会思考问题、分析问题和解决问题的思维方法。小学生思维、智力正在逐步成熟。尽早学习程序设计既能培养学生的思维,又可减少进一步学习的障碍。 
  (3)Scratch程序语言的出现为小学信息技术程序设计教学提供新的视觉 
  Scratch语言是由美国麻省理工学院开发并于2007年发布的、专为八岁以上的儿童设计的是一门图形化编程语。该语言的优点是:易于操作,激发创新。该语言简单直观,不需要像传统编程软件那样逐行地编写代码和语句,以搭积木的方式通过拖曳定义好的编程模块,快速地实现程序的编写,很好地避免了命令输入错误而带来的编程困扰,大大降低了程序设计学习的门槛。同时,该语言注重实践,培养能力。Scratch语言提供“可视化”的程序语言,所见即所得,并支持多媒体的导入,可以轻松创作包括舞蹈、音乐、故事、游戏、交互、模拟实验等不同领域的多媒体作品,非常适合小学生通过实验的方式理解编程思想。因此,Scratch语言是小学信息技术开展程序教学的理想的语言,Scratch语言现已风靡世界,在包括美国、英国、台湾、香港等多个国家和地区的中小学的课堂上开展教学。 
  (4)广州地方小学信息技术课程发展的迫切需求 
  2012年9月再版的《广州市信息技术教科书》,对原有的教学内容作了大幅度的调整,引入Scratch程序语言作为整套教材的一个教学模块,并安排该内容为小学六年级一学期学习的内容。Scratch程序语言教学在广州市小学信息技术课堂的开展尚属刚起步,处于摸索阶段,缺乏相对成熟的教学设计和案例,还没有形成具有一定推广价值的课堂教学经验、方式、方法、策略和模式。 
  综上所述,程序设计教学在小学阶段的开展是大势所趋,同时Scratch程序语言已被确立为是广州市小学阶段信息技术课程的教学内容之一,对于广州市小学信息技术教师而言,Scratch程序语言的教学研究显得尤为迫切。 
  二、国内外研究的现状分析 
  笔者通过文献法、抽样和内容分析,对国内外有关“中小学”、“Scratch”的相关文献进行分析。通过对相关信息内容进行归类整理国内外的研究现状,发现相关研究中存在的问题和不足,拟在借鉴国内外研究成果和经验的基础上开展更深入的研究。 
  1.国外小学Scratch研究的现状 
  美国麻省理工学院媒体实验室研制的的电脑编程语言Scratch,现在已经进入世界各地的教室和家庭,正在迅速成为儿童和成年人游戏和学习的方式。 
  美国目前有数以百万的中小学生在学习Scratch课程,甚至连哈佛、加州大学伯克利分校这样的世界名校也都开设了Scratch课程。 
  英国希望学生并不是单纯地听老师讲授怎么使用应用软件,如WORD、EXCEL等。他们希望学生在11岁就能用Scratch语言做出简单的2D计算机动画,希望在16岁能对形式逻辑有所理解,希望信息技术课程能更多的给学生带来创作和创新的空间。 
  当前,国外中小学Scratch研究主要在以下三个方面: 
  第一,用于辅助八岁以上的孩子学习程序设计,目的不是为了培养少年程序员,而是孩子们可以通过Scratch表达自己的思想,帮助孩子们发展学习技能,学习创造性思维,以及学习集体合作。 
  第二,加强孩子们对程序设计流程的认识,从小培养对于程序设计的兴趣。 
  第三,为初步接触程序设计的孩子创设一个易学形象的编程环境。 
  由此可见,国外对Scratch语言的实践研究较丰富而且深入,但把程序语言应用于中小学课堂教学的研究和探讨较少,知识针对8—18岁的孩子在课后活动中的计算机俱乐部里程序设计学习,并做实验研究。 
  2.台湾地区小学Scratch研究的现状 
  台湾中小学引入Scratch程序语言教学的时间比较早,2007年Scratch正式发行,台湾中小学的推广于次年便展开。推广基本上是有各级学校通过正式的课程使学生接触到各类Scratch的编程活动与学习。各县市教育与网络中心陆续举办Scratch教师研习工作坊与研讨会活动。2011年S4A(Scratch for Arduino)教师社群的成立,该社群乃是研究如何应用Scratch连结外部传感器,制作出具有教育意义的Scratch专案。由此可见,Scratch在中小学信息教育得到广泛开展可见一斑。 
  从2009年起台湾以Scratch为主题在期刊论文硕、博士论文的发表量上逐渐增加,至目前为止,在台湾的硕博士论文库共检索到15篇论文,研究对象主要为国小五、六年级的学生,大致上可以分成两大研究主题: 
  一类是Scratch作为程序设计教学工具。主要研究Scratch对于信息素养内涵的增进,包括对于逻辑思考、问题解决、后设认知、创造力等能力的影响,以及评估以不同教学方法进行Scratch程序教学的成效差异,应用的教学方法有同侪教学法、创造思考法与探究式教法等。

  另一类是Scratch融入学科学习。研究以专案制作的方式,为学生提供一个探索学科知识的场域,融入的学科包含自然领域、对外汉语教学、数学等。 
  这两类研究主题都能得到正向的研究成果,显示了Scratch可以增进学生的信息素养,当融入学科教学时,能够增进学生的学习成效,并且能正向地提升学生的学习动机。 
  3.香港地区小学Scratch研究的现状 
  香港地区与台湾同期于2008年把Scratch语言引入中小学。推行“LEAD创意科艺教室”计划,锐意为青少年推介优质的科技创作工具,使学习过程不再艰涩,而是变得简单、有趣。特邀请美国麻省理工学院媒体实验室的Scratch团队成员亲自来港,为教师及青年工作者提供训练活动,装备他们成为Scratch导师,于学校及青协之“青年空间”推展有关项目。由于早期版本的Scratch功能较少,加上尚未提供中文化的操作接口,因此采用的学校多为英语水平较佳的中小学校,其中又以中学居多。然而,很多学校在推行软件教学上的思维以及教师的教学模式,在相当程度上仍然保持传统的观念,故此他们大都选择在信息科技类别的学科中,安排课时专门教授Scratch,在内容方面则以讲解软件的功能为主, 
  模式与学习其他计算机软件并无太大区别。这样一来,不仅大幅地削弱了学生对Scratch 的学习热情,也局限了提升学生创意的效果。 
  有鉴于此,LEAD逐以“协作分享、不断创新、共同进步”作为核心思想,并通过以下多方面的工作,在随后数年间不断着力,推动学校以创新的方式进行Scratch教学。其在课堂教学上的成功经验体现在以下两点: 
  第一,加强scratch学习主题的多样化及灵活性。自主开发出多种不同主题和编写难度的Scratch作品模板,如互动游戏和动画等,并以作品主导的方向,设计单元式的教学活动,在学校及地区的青少年服务单位推行。青少年只需针对性地学习一些关键功能的编程技巧,便能在很短的时间内创作出完整的Scratch作品。 
  第二,Scratch课堂教学活动主要由三个环节组成,分别是技巧学习、个人创作及作品分享,各环节所占时间相若,其重要性亦然。在活动过程中,亦会以互动有趣的方式,让青少年主动探索,促使他们在设计过程中开发更多创作,在动手创作中提升其解难能力,并通过上传作品至Scratch官方网站,与别人分享其中的设计概念。 
  4.国内小学Scratch研究的现状 
  在国内的发达城市(例如武汉、广州、常州等)已经有极个别零星小学开始开设Scratch程序语言的课堂教学,但对其教学实践研究非常少,在2013年4月以及2014年6月,笔者曾分别2次在中国文献的主要来源是CNKI中国期刊网(知网)“期刊库”、“硕博论文库”中,以“题名或关键词”为检索范围,分别以“小学”、“程序设计”、“Scratch”为检索词,对文章进行逐一检查后,剔除了其中与本研究相关度不大的3篇文章,在中国期刊网中共找到了67篇相关的文章,全部均为2010年以后所发表(如表1所示)。 
  表1  2010年至今,我国有关中小学Scratch程序语言教学研究论文发表情况一览表 
  (1)具有影响力学者的研究成果 
  华南师范大学附属小学吴向东和王继华老师、华中师范大学附属小学毛爱萍老师的儿童数字文化创作课程:强调把计算思维作为儿童数字文化创作课程的核心之一,立足于让学生表达自己的思想,内容包括数字艺术、协作共创、程序与控制。提出了“为创作而教”的教学流程:提出主题-范例研习-模仿设计-自由创作-分享交流。同时,还出版了《Scratch创意动画设计》的教材。 
  常州市天宁区教研室教研员管雪沨老师主要从事Scratch课程内容的开发研究。从“小学信息技术趣味编程课程开发”为课题,以活动设计的形式编写教材,渗透程序设计思想,并开发常州市天宁区的区本课程,目前已经出版《Scratch趣味课程》四本教材。 
  浙江温州的谢作如老师主要从事Scratch语言代码的技术研究,他发现支持传感器(PicoBoards)和乐高wedo系列机器人产品,写出Arduino for Scratch代码,编写了《互动媒体技术》校本教材,学生创作出《感知外界环境的风景画》、《可编程显示器支架》等创意设计获奖并申报专利。 
  北京师范大学的项华副教授带领的研究团队从事Scratch语言的课程整合研究,成功申请北京市“十一五”教育科学规划课题《数字科学家计划:基于数据探究的物理选修课程建设与研究》,该课题将Scratch作为数据探究工具,将传感器引入互动多媒体,并在北京景山学校和北京一零一中学等学校展开试验。 
  国内这些重要学者通过了2—3年的时间,对Scratch程序语言的教学有一定的认识和体会,对认同Scratch在发展学生能力和思维方面的积极作用。他们的观点可以归纳为: 
  第一,Scratch深入信息技术学科课程教学,能有效提高学生信息素养。Scratch与PPT都可以作为表达工具,因此结合具体学科教学内容和教学过程,提高学生的Scratch表达能力,对于提高学生信息素养具有重要意义,如在理科教学中,可以着力探讨基于Scratch的数据挖掘和数据探究的教学模式。 
  第二,Scratch的学习有助于提升学生的创新能力。Scratch为学生提供一个开放的创作平台。丰富的对象、卡通的造型、丰富的色彩、多样的指令、丰富的交互,自然启发了学生的想象。学生不仅会主动灵活的运用已有知识去创作,更重要的是他们能够有机会去思考、去表达、去创新,让学生在设计与思维间不断寻求平衡与挑战。 
  第三,Scratch的学习要注重方法。Scratch教学充分考虑孩子的认知规律与特点,选择恰当的教学方法,在教学中要注重对学生解决问题方法与策略的培养。

  (2)国内研究呈现的状况和特点 
  第一,教学研究起步时间较晚。相对于港台地区,国内中小学引入Scratch的教学研究起步时间还是比较晚。我国小学关于Scratch程序语言的研究是基本是从2010年开始的,从期刊网查阅的相关文章发表也是从2010年开始的,而且前期的文章主要是程序语言的宣传介绍为主,至2012年,才开始有了教学实践研究的论文。 
  第二,教学研究在全国范围内呈零星分布。在全国范围内只有武汉、广州、北京、苏州、重庆等少部分发达地区的极个别教师出于对Scratch的兴趣和热衷,在校内推行校本课程的教学或兴趣活动。目前,能在一定区域内普及并开展Scratch教学的有常州市,在区教研员管雪沨老师的推动下,开发并使用区本教材。此外,还有广州市2012年改版的教材,在市教研员钟咏梅的组织下,第三册有关Scratch程序语言的教材已于2013年8月在广州市范围内发行和推广,但Scratch的开课不作硬性要求,各学校可根据自己的实际情况有选择性的使用。 
  第三,教学研究呈逐年增多。在公开发表的论文中,从年份上看,2010年仅为2篇,2014年仅4个月就已经有19篇,尤其是2013年至今,共有44篇相关论文发表,可见Scratch程序教学已开始备受重视。 
  图1 2010.1—2014.4国内中小学有关Scratch教学论文公开发表折线图 
  第四,有影响力的教学研究成果凤毛麟角。根据文献分析,对于以实践应用为主的小学来说,关于Scratch基于程序语言介绍及课程内容、教学内容研究、技术研究,共占论文发表总数的66.72%,教学实践研究只占43.28%(如图2所示),极具推广价值、相对成熟的教学经验、教学策略、教学模式更寥寥无几。尤其是发表在核心期刊和CSSCI期刊的文章寥寥无几。其中,在教学研究上具有一定影响力的是华南师范大学附属小学吴向东和王继华老师、华中师范大学附属小学毛爱萍老师的儿童数字文化创作课程。但是,由于他们所在的学校均为师大附小,属于部省属高校的附属小学,从学校基础、硬件、文化、师资、生情等角度看,儿童数字文化课程引入Scratch程序语言教学的经验推广于普通小学具有一定难度。 
  表2 国内有关小学Scratch程序语言论文发表刊物统计 
  三.研究结论 
  在Scratch文献研究的基础上,针对现状的调研,可以得出:目前国内对Scratch在小学开展教学,以及对学生能力、思维、素养方面培养具有的积极作用,已达成一定的共识。然而,小学scratch教学目前还是个新生事物,立足课堂教学的研究起步才两至三年,且面临着一些问题,如缺少合适的教材,教师既是教者,又是教学资源的开发者;没有形成相对成熟、具有推广价值的教学策略或教学案例。迫切需要教师在教学中运用新的理念和方法,探索出一条适合学生发展需求的Scratch程序设计教学之路。笔者认为可以从以下两个方面的研究作突破。 
  1.Scratch程序设计课活动项目设计研究 
  为了提高学生的积极性和课堂的趣味性,以活动项目的形式来组织Scratch教学是有效途径之一。通过一系列活动项目的制作,使学生在不断尝试、实践与体验,知识、技能和能力呈螺旋式的提高。同时,小学阶段的孩子兴趣不够稳定,认识要以一定的情境性为特征,在带有主题的活动项目下开展学习,有助于提高学习的兴趣。因此,Scratch程序语言教学活动项目设计的研究显得非常重要。在Scratch教学中,应合理设计活动项目的主题,使教学活动服务于教学内容,做到突出重点,突破难点,同时活动项目的设计应具有层次性和开放性。 
  2.Scratch语言程序设计课堂教学策略研究 
  Scratch教学的出发点是促进学生能力、思维的发展和素养的提高。教学不仅要考虑学科特点,更应遵循学生学习的心理规律,从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历提出问题、分析问题和解决问题的过程,进而使学生在获得知识的同时,思维能力、情感态度与价值观等多方面都能得到进步和发展。因此在Scratch教学中,教师要合理、恰当地选择教学方法,优化教学方式方法的组合,形成行之有效的教学策略,有效提高程序设计课堂教学的实效和质量。 
  【参考文献】 
  [1]  李艺.寻找信息技术课程可持续发展的源泉[J].中小学信息技术教育,2013(1):14-15. 
  [2]  许剑平.协作分享、不断创新、共同进步——记香港LEAD团队推进香港地区Scratch教学的经验[J].中国信息技术教育,2012(10):17-19. 
  [3]  毛爱萍.谈儿童数字文化创作课堂Scratch程序设计的教学 内容与模式[J].中国信息技术教育,2013(1):89-91. 
  [4]  王继华,吴向东.儿童数字文化创作课程的背景、观念、设计和案例[J].中小学信息技术教育,2010(1):21-23. 
  [5]  吴向东,王继华.儿童数字文化创作课程的目标体系[J].中小学信息技术教育,2010(9):26-27. 
  [6]  王继华,吴向东.关于Scratch教学的定位问题[J].中小学 信息技术教育,2012(9):95-97.


  

本文出自:http://www.starlunwen.net/Papers/183969.html

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