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面向儿童编程能力的游戏化学习活动设计研究 　　【摘 要】随着STEAM教育在国内外中小学不断展开，编程能力培养的相关研究成为国内外信息技术的热点之一。然而，编程本身对儿童及中小学生来说是枯燥乏味的；为了提高儿童及中小学生的编程兴趣，本文提出了一种面向儿童编程能力的游戏化学习活动设计方法；并利用Scratch编程软件对本方法进行实践应用。实践证明，这种方法对儿童编程兴趣的提升具有一定意义。 　　【关键词】儿童编程能力；游戏化学习；Scratch 　　【中图分类号】G434 【文献标识码】B 　　【论文编号】1671-7384（2016）11-0036-04 　　引 言 　　程序设计教学在儿童逻辑思维的培养、创新实践能力及解决问题能力提升方面具有不可估量的作用。在基础教育领域，儿童编程教育没有得到足够的重视，儿童对编程方面的知识了解甚少。游戏是儿童生活学习活动的重要组成部分[1]。随着寓教于乐学习方式的倡导，基于游戏化学习的儿童编程教学模式逐渐进入计算机教育的视野。儿童在游戏的氛围中进行编程学习，符合儿童的年龄特点及认知情况，体现儿童学习的主体性，能激发儿童学习兴趣，培养儿童的编程能力和实践能力，提升儿童的技术素养和工程素养，切实推进STEAM教育。本研究利用Scratch平台可视化及模块化的优点，对已经封装好的程序模块进行自由的拼接，儿童运用程序设计的思维来解决问题，从而提高儿童编程能力[2]，以实现预期功能。 　　相关研究 　　信息与交流技能、分析和解决问题的能力、处理人际关系的能力等新的知识和技能逐步深入K12教育体系，重视培养儿童编程能力已成为国内外教育研究的热点。在国外，美国Code.org组织强调要让每个孩子都有机会学习编程；英国为了提升儿童对计算机科学的兴趣，提倡儿童从5岁开始学习编程[3]；芬兰启动新项目为儿童学习计算机编程提供机会等[4]。在中国，为推进STEAM教育和培养儿童编程能力，教育研究者在计算机教育及编程方面进行了大量研究，这些研究大多集中在儿童编程工具的应用层面，而且大多是借助Scratch可视化编程工具开展程序设计教学，以提高儿童学习程序设计的兴趣。朱丽彬等将大卫?库伯的体验学习圈理论应用于Scratch程序设计教学中，有效地激发了学生学习编程的兴趣[5]；袁庆从Scratch究竟能够为学生带来什么出发，表明Scratch在提升学生问题解决能力、创新能力、合作能力、编程能力等方面具有巨大促进作用[6]；凌秋虹为培养学生用程序设计的思维进行思考，提高学生解决问题的能力，将 Scratch 作为编程教学平台引入课堂[2]。通过以上国内外儿童编程研究现状分析发现，儿童编程能力的培养得到很多国家的重视，国内也展开此方面的研究。 　　面向儿童编程能力的游戏化学习模式构建 　　1. 儿童编程能力分析 　　儿童编程能力，即儿童为实现某种预期的效果而使用程序设计语言编程的能力。为了使计算机能够理解人的意图，人类需要将解决问题的思路、方法和手段以计算机能够理解的形式呈现，使得计算机能够根据人的思想去工作，以实现某种功能及任务。 　　美国为应对21世纪的挑战，提出了“21世纪技能”教育改革的新思想，提议将“21世纪技能”与K12教育体系紧密结合，为基础教育人才的培养提供新的研究范式。面向21世纪的技能被概括为以下几种类型：信息与交流技能、分析与解决问题的能力、生活与职业技能[7]等。这几种技能被认为是21世纪教育改革的基础条件。 　　结合儿童编程能力的特点和“21世纪技能”，本研究对儿童编程能力的构成要素进行了归纳总结，具体如图1所示。儿童编程能力主要包括基本能力和高阶能力两个部分。其中基本能力主要包括观察、比较、分析/判断、加工信息的能力、动手实践能力、合作意识、创造性思维能力等；高阶能力主要包括算法编程能力、将程序模块化能力、将编程问题数学模型化的能力以及调试程序能力。 　　（1）基本能力 　　基本能力是指儿童需要具备处理信息的能力，根据问题的需要，观察信息、比较信息、分析判断信息、加工信息，其中观察和比较信息是儿童能够利用信息的前提；分析信息的能力要求儿童对教师提供的信息进行鉴别、遴选、分析和判断，自觉抵制和消除垃圾信息的干扰和侵蚀，找出有用信息并加以整理；加工信息是组织信息源传递的信息并展示的过程，这是检验儿童信息处理能力的最佳体现。基本能力另一主要能力是解决问题的能力，这项能力是儿童进行学习活动时必备的一项能力，解决问题的过程是儿童进行知识建构和智力发展的过程；动手实践能力倡导儿童积极地动手、动脑，大胆地去思索、探讨，儿童不再是被动接受知识的容器；合作意识使儿童优势互补，提高解决问题的效率；创造性思维能力倡导儿童在已有的经验基础上发现新事物、创造新方法、解决新问题，形成一