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文檔簡介
1、面向兒童編程才能的游戲化學習活動設計研究面向兒童編程才能的游戲化學習活動設計研究程序設計教學在兒童邏輯思維的培養(yǎng)、創(chuàng)新理論才能及解決問題才能提升方面具有不可估量的作用。在根底教育領域,兒童編程教育沒有得到足夠的重視,兒童對編程方面的知識理解甚少。游戲是兒童生活學習活動的重要組成局部1。隨著寓教于樂學習方式的倡導,基于游戲化學習的兒童編程教學形式逐漸進入計算機教育的視野。兒童在游戲的氣氛中進展編程學習,符合兒童的年齡特點及認知情況,表達兒童學習的主體性,能激發(fā)兒童學習興趣,培養(yǎng)兒童的編程才能和理論才能,提升兒童的技術素養(yǎng)和工程素養(yǎng),實在推進STEA教育。本研究利用Srath平臺可視化及模塊化的優(yōu)
2、點,對已經封裝好的程序模塊進展自由的拼接,兒童運用程序設計的思維來解決問題,從而進步兒童編程才能2,以實現(xiàn)預期功能。相關研究信息與交流技能、分析和解決問題的才能、處理人際關系的才能等新的知識和技能逐步深化K12教育體系,重視培養(yǎng)兒童編程才能已成為國內外教育研究的熱點。在國外,美國de.rg組織強調要讓每個孩子都有時機學習編程;英國為了提升兒童對計算機科學的興趣,提倡兒童從5歲開場學習編程3;芬蘭啟動新工程為兒童學習計算機編程提供時機等4。在中國,為推進STEA教育和培養(yǎng)兒童編程才能,教育研究者在計算機教育及編程方面進展了大量研究,這些研究大多集中在兒童編程工具的應用層面,而且大多是借助Srat
3、h可視化編程工具開展程序設計教學,以進步兒童學習程序設計的興趣。朱麗彬等將大衛(wèi)庫伯的體驗學習圈理論應用于Srath程序設計教學中,有效地激發(fā)了學生學習編程的興趣5;袁慶從Srath終究可以為學生帶來什么出發(fā),說明Srath在提升學生問題解決才能、創(chuàng)新才能、合作才能、編程才能等方面具有宏大促進作用6;凌秋虹為培養(yǎng)學生用程序設計的思維進展考慮,進步學生解決問題的才能,將Srath作為編程教學平臺引入課堂2。通過以上國內外兒童編程研究現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn),兒童編程才能的培養(yǎng)得到很多國家的重視,國內也展開此方面的研究。面向兒童編程才能的游戲化學習形式構建1.兒童編程才能分析兒童編程才能,即兒童為實現(xiàn)某種預期的
4、效果而使用程序設計語言編程的才能。為了使計算機可以理解人的意圖,人類需要將解決問題的思路、方法和手段以計算機可以理解的形式呈現(xiàn),使得計算機可以根據人的思想去工作,以實現(xiàn)某種功能及任務美國為應對21世紀的挑戰(zhàn),提出了21世紀技能教育改革的新思想,提議將21世紀技能與K12教育體系嚴密結合,為根底教育人才的培養(yǎng)提供新的研究范式。面向21世紀的技能被概括為以下幾種類型:信息與交流技能、分析與解決問題的才能、生活與職業(yè)技能7等。這幾種技能被認為是21世紀教育改革的根底條件。結合兒童編程才能的特點和21世紀技能,本研究對兒童編程才能的構成要素進展了歸納總結,詳細如圖1所示。兒童編程才能主要包括根本才能和
5、高階才能兩個局部。其中根本才能主要包括觀察、比擬、分析/判斷、加工信息的才能、動手理論才能、合作意識、創(chuàng)造性思維才能等;高階才能主要包括算法編程才能、將程序模塊化才能、將編程問題數學模型化的才能以及調試程序才能。1根本才能根本才能是指兒童需要具備處理信息的才能,根據問題的需要,觀察信息、比擬信息、分析判斷信息、加工信息,其中觀察和比擬信息是兒童可以利用信息的前提;分析信息的才能要求兒童對老師提供的信息進展鑒別、遴癬分析和判斷,自覺抵抗和消除垃圾信息的干擾和侵蝕,找出有用信息并加以整理;加工信息是組織信息源傳遞的信息并展示的過程,這是檢驗兒童信息處理才能的最正確表達。根本才能另一主要才能是解決問
6、題的才能,這項才能是兒童進展學習活動時必備的一項才能,解決問題的過程是兒童進展知識建構和智力開展的過程;動手理論才能倡導兒童積極地動手、動腦,大膽地去思索、討論,兒童不再是被動承受知識的容器;合作意識使兒童優(yōu)勢互補,進步解決問題的效率;創(chuàng)造性思維才能倡導兒童在已有的經歷根底上發(fā)現(xiàn)新事物、創(chuàng)造新方法、解決新問題,形成一種良好的思維品質。2高階才能算法編程才能:包括常見算法的掌握和算法改良創(chuàng)新的才能,這是從根本上進步編程程度的有效措施。將程序模塊化的才能:化繁就簡,化本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理整為零,進步程序的復用率。在設計游戲時應考慮到模塊之間的邏輯關系。將編程問題數學模型化的才能:要擅長理
7、清程序中各數據間的關系,找出互相間的關系,建立數學模型,提升兒童的抽象概括才能及邏輯思維才能。調試程序的才能:編寫程序過程中,經常會遇到未知的錯誤。在發(fā)生錯誤時快速準確發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,是每個兒童在編程活動中應具備的根本技能。2.面向兒童編程才能的游戲化學習模型構建北京大學的尚豪杰副教授認為:游戲化學習有兩種理解,一種是在玩游戲的過程中到達學習的目的,另一種是將頭腦中的想法設計成游戲,在這個過程中進展學習活動。8游戲中的學習性因素,如情境、問題求解、競爭、關卡、挑戰(zhàn)以及玩家與情境間的交互等,對游戲參與者的思維、認知、積極性等方面都起著不可無視的作用9。美國新媒體聯(lián)盟地平線報告202
8、2年基教版把游戲和游戲化列為將來一年以內將被廣泛應用的學習技術。簡言之,游戲化學習就是游戲的機制在教育領域的一種理論形式10。兒童編程才能的培養(yǎng)應該交融在詳細的游戲化學習中才能獲得成效。編程學習枯燥乏味,兒童在學習的過程中容易喪失學習的興趣,編程才能的培養(yǎng)也就無從談起。在對兒童學習特點及認知才能深化分析的根底上,筆者選擇游戲化學習作為支持情景學習的方式。游戲化學習,作為兒童學習的一種方式,不僅可以進步兒童的學習熱情,而且還可以培養(yǎng)其問題解決的才能。在游戲化學習課堂中,不再以老師講授為中心,而是以學習者的自主發(fā)現(xiàn)和自我體驗為主。游戲化學習有兩種形式,一種是從玩游戲中學習;另一種是設計游戲,將自己
9、的創(chuàng)意想法轉變成游戲11。本研究采用兒童設計游戲的方式來開展游戲化學習,構建了面向兒童編程才能的游戲化學習模型,詳細如圖2所示。面向兒童編程才能的游戲化學習模型中,兒童、老師和工具三者之間互相影響作用。該學習模型是以游戲化編程學習工具的支持為根底,主要包括學生探究學習、老師輔助指導。首先,由老師確定學習主題,選擇合適兒童進展游戲化編程的游戲。在此過程中,老師需要對學習者進展分析,制定學習目的,調動兒童的學習興趣;隨后,老師提出游戲任務并設置相關問題。與此同時,兒童也在不斷地觀察問題,在腦海里形成所要探究問題的雛形,在老師的引導下,使問題明晰化,并逐漸形成自己的解題思路。其次,兒童設計游戲過程中
10、,主要包括問題引入、學習探究、游戲編寫、成果展示四個環(huán)節(jié)。在問題引入環(huán)節(jié),兒童主要是對游戲的情景、角色、任務進展設想和設計;在任務及好奇心的驅使下,積極進展自主探究和合作探究,形成解決問題的步驟及方法;在游戲編寫過程中,兒童需要進展游戲設計,制作并進展調試;成果展示環(huán)節(jié),根據老師和其他兒童的意見或建議,對自己的成果不斷進展改錯及優(yōu)化。在設計游戲這一關鍵環(huán)節(jié)中,老師須在活動中對兒童進展輔助支持。兒童在探究的過程中對某一知識點理解很難時,老師就需要對問題進展適當的調整。此外,在兒童設計游戲的過程中,老師要對兒童進展學習跟蹤及評價。最后,兒童針對本次的游戲活動設計進展總結反思。在探究性學習活動中,由
11、于兒童才能的差異,有的兒童可能順利地完成了這個過程,而有的兒童那么需要進展反應修訂、發(fā)現(xiàn)問題、積極尋找問題的解決方案。老師也要進展總結反思,綜合評價學習者在學習活動中的表現(xiàn),進展知識點總結,并積極引導學生尋找創(chuàng)新解決方案。在整個學習過程中,兒童通過對游戲的分析、設計、實現(xiàn)、優(yōu)化和分享,螺旋上升循環(huán)迭代,加深對編程思維的理解,不斷進步自身的編程才能。兒童編程學習活動案例在兒童編程學習工具的選擇上,筆者選用美國麻省理工學院IT研發(fā)的Srath工具來開展編程活動的學習。選此工具是基于兒童的年齡特點及認知規(guī)律來考慮。由于兒童的邏輯思維才能在不斷地開展中,相對來講并不成熟,那么使用成人化的程序設計語言去編程是有一定難度的,尤其是國內的孩子,更是受到來自英語、數學、自然語言以及邏輯思維等多重因素的限制12。Srath工具巧妙地繞開這些困難,利用Srath平臺進展可視化交互操作。下面以吃魚游戲為情景,基于Srath進展游戲設計,如表1所示。完畢語通過對兒童編程才能現(xiàn)狀以及Srath游戲化編程應用的梳理,筆者認為,
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