键盘汉字打字速度量化Scrath编程学习基础能力水平

林德才

【摘要】本文对照小学五年级学生开学初、学期末电脑打字速度和编程作品内容分析数据，浅析键盘输入熟练程度对小学生编程思维的影响，提出小学生键盘打字训练速度目标，并针对键盘操作对编程思维影响提出信息技术Scratch编程课堂教学策略。

【关键词】小学信息技术;打字速度;编程思维

MIT麻省理工学院由 Mitch Resnick教授带领的“终身幼儿园团队”（Lifelong Kindergarten Group）开发的图形化编程工具Scratch （简易图形化编程工具（语言））于2012年在中国得到普及。在广州五六年级学生开展电脑编程学习活动的五年里，学科知识竞赛情况证实Scratch能让12岁的孩子自主原创编写出具有图文丰富、声情并茂的动画和互动程序作品，孩子们确实从Scratch编程创作过程中获得创作的乐趣。2019年7月网上流传清华大学提前录取编程技能获得优异竞赛成绩的学生的信息，使广大家长相信教育界对编程技能的认可度，社会培训机构早在2017年就积极开设编程学习班，并将开班年龄前推至6岁，扬言Scratch编程是一种“零基础”编程工具，可帮助孩子们“赢在起跑线”。

很遗憾，Scratch课堂反馈显示，学生的编程作品质量与学生键盘文字输入速度有正相关的关系。这使教师相信Scratch编程工具的学习者需具备基础的键盘输入技能。“零基础”的低年级小学生未能独立识记和理解Scratch界面里的文字（图1），且无法独立有效输入文字信息，学习Scratch的过程将异常艰难。幼儿启智编程类小游戏（图2）是“零基础”学生学习编程语句排列和运作原理的最佳学习工具。我们期望学生能理解、独立使用、整合Scratch的各种语句积木，能尽可能遵从自己的创作灵感和设计意图进行原创性的编程活动。

体验过用电脑键盘进行文案创作的人会有这样的印象：相比用电脑键盘进行创作，用笔在纸片上书写时的体验会感到思路更清晰。当有灵感来临，我们甚至能在纸片上任何位置画上线条、图案或符号，思绪无拘无束。人们相信键盘输入的动作会增加大脑的负担，影响创作的灵感，打断思路。键盘操作影响创作思路的现象早在30多年前就有心理学家进行了相关研究证实和解释：罗杰·W·斯佩里（Roger·W·Sperry，1913-1994）大脑割裂研究揭示的我们的大脑左右半球各具功能定位，美国芝加哥大学的生物心理学家杰瑞·利维（Jarre Levy）对大脑割裂研究进行补充，提出大脑的功能是整合而不是相互分离，大脑作为一个单一、整合的结构运行。结合以上理论和小学生词汇量、键盘熟悉程度的实际情况，得到一个推论：使用Scratch编程工具需要学生掌握简单基本的文字、拼音和键盘输入技能;学生在具备良好的左右脑功能整合能力情况下，才能独立创作出编程作品。本文通过对358个五年级学生进行打字速度和编程作品质量的分析和对比，验证上述观点。

一、理论假设

小学电脑课程基础训练键盘指法练习，属于学生的微动作训练。对于从一年级掌握汉语拼音并从四年级开始信息技术学习的在校学生，五年级开学时学生已掌握了键盘主键区除了F1-F12的所有键位，能成功输入中文信息。当学生仅需后意识就能进行中文信息键盘录入，控制指尖有效击打按键，让潜意识侧重在對语言的遣词造句或编程思路上的情况下独立完成原创的编程作品，能证明在校五年级学生左右大脑协调水平，足以顺利完成Scratch编程学习活动。

当上述理论成立的情况下，中文键盘输入水平很低的学生，将很难顺利完成Scratch的编程活动。我们将能获得五年级小学生符合其体制和心理成长规律的键盘输入速度指标，作为三四年级小学生键盘指法学习环节的考核标准。

二、研究方法

五年级上学期开学两周内， 对358位学生都参与了打字速度测试。测试的方式是全班学生一起进行金山打字2003版的文章测试，准确率要求保持100%以上，即学生录入错误字符时需删除错误输入的字符，能区分中英文标点符号，全角和半角切换。输入法默认使用电脑已安装的搜狗输入法2008版，也可使用2003微软ABC输入法。测试时间为10分钟，最终电脑只提供所有字符输入结果的准确率和平均每分钟录入中文字符含标点的数量。即教师最后收集的打字测试结果为准确率100%的情况下学生10分钟内根据文章录入的每分钟字符数量。第二次打字速度测试在五年级下学期期末，体现学生正常使用电脑和创作编程作品过程中打字速度发展的情况，提高学生打字速度测试结果的效度。

教师统一了课堂标准：“除了U盘，其他所有文具和书本不带入电脑教室”使学生必须放弃传统的书写习惯，创作的过程唯有敲打电脑的鼠标和移动键盘的方式进行。358个小学五年级学生在信息技术课堂学习Scratch2.0中文版本，在完成Scratch2.0各模块类型的教学和示范和练习后布置：“运用Scratch2.0创作一个作品，可以是动画，也可以是一个人机互动的游戏。”分析的学生作品基本不限制主题和形式，完全由学生自主命题、设计和调试。安排4个课时让学生完成编程作品，对程序不完整，或互动提示不明确的作品给予修改意见，并提供课外时间让来访学生使用学校电脑或指导在家里安装Scratch继续创作。学生对Scratch界面布局或语句功能有充足的时间去了解和反复修改、调试，最终的作品能凸现出学生创作的灵感及场景、空间、音像素材整合效果的差异。

三、结果

358份编程作品中19份作品场景单一，只有一个角色在场景中自言自语3到5句话，表述内容简短空洞，占总数5%;310份作品属于一般水平，自主构思作品主题，重现课堂演示的范例基础上并再创作，对各类语句（动作、外观、声音、画笔、数据、事件、控制、侦测、数字和逻辑运算）融会贯通，语句覆盖各类别达7种或以上，具有一定的叙事度或对互动小游戏进行规则的设计和调整，占作品总数的87%; 29份作品表现优异，语句覆盖各类别达7种以上，合理设计多种场景并进行切换，角色出场、与操作者互动、消失隐藏等设计得当，原创性强完成度高，占作品总数的8%。这些优秀的作品教师会逐一在课堂上演示，并与同班或不同班的学生针对编程作品的技术性、创意和人机对话的智能度进行讨论和交流，学生的评价表态时的掌声是否热烈是教师对编程作品评价的重要考量。

两次测试结果取平均值+全体学生平均打字速度提高字数（3字/分钟），为学生个体应对期末编程作品时的打字速度参考值。将打字速度递增为X轴，结合作品百分制评价后得出散点分布图：

散点图表明随着学生打字速度越高，编程作品的评价越稳定且偏高;打字速度低于30字/分的学生离散情况明显。让人意外的是出打字速度低至16字/分的区间出现优秀的编程作品。

我们进一步分析打字速度在28-43字/分这些作品当中，打字速度对学生编程过程中对各种模块应用的影响。Scratch2.0模块分10个类别：动作、外观、声音、画笔、数据、事件、控制、侦测、数字和逻辑运算以及更多模块。各类别内积木数量各异，针对研究针对性以及学生作品差异性特点，我们将学生作品中包含的积木数量对比打字速度进行分析。

1.外观模块类别中的“说”“思考”以及侦测类的“询问”积木在使用过程中需要录入相对大量的文字信息，我们将这些积木划归语言积木。

键盘打字训练属于技能训练，可反复通过的强化练习在短时间内提高速度和准确率，训练过程单调枯燥，人们难以从纯粹的键盘操作上获得良好的体验。在Scratch2.0积木式编程环境下学生主要通过操作鼠标完成积木的摆放和连接，只有对参数进行调整的时候才会用得上键盘。越少使用语言积木，花费在键盘的时间就越短。因此学生会努力搜集素材展示情景，而少用语言文字描述情景;通过麦克风演绎多角色的对话和情感取代了表述文字。学生在组织图像和声音时享受到了整合素材以多媒体的方式表达叙事的乐趣，若非教师要求学生在普遍不配置耳机和音箱的电脑上对程序进行说明，而scratch2.0新建角色时不支持中文输入导致语言积木称为最简便的解决方法，逼迫了学生使用语言积木，很可能出现完全不使用语言积木的编程作品。

2.事件类“当……>……“积木、“广播“积木，控制类”如果“积木划归组织积木。

对程序角色、背景的控制意愿随打字速度的提高出现两极分化，打字速度居中的学生对程序的场面的设计和把控意愿和能力较低。我们相信打字速度高的学生身上大多具有坚韧的意志和强烈的自我实现愿望，良好的学习习惯使这些同学在各学科学习都获得较高的评价。因此，打字速度极低却在编程活动获得高评价的学生显得异常。我们对这些学生展开了积极的调查和访谈。了解到这些学生表现欲较强，在课堂里网络环境中喜欢广播群发信息给教室里全体学生和教师，内容有谣言、八卦、情感宣泄或毫无意义的字符。通过与学生单独交谈，发现他们思考和交流的关注点与教师或大多数学生不一样，比如，他们课堂上乱发信息的行为影响到其他同学的学习活动时，他们更倾向通过他人行为、神态揣测他人情绪和立场，从而将自身行为的合理化;课堂纪律或社会公德并不是他们评价自己或他人课堂行为的主要标准。他们的编程作品都体现出喜欢定义变量，并在因应多种情况、情景作出回应，通过数量关系定义情景、行为的规律。创作出与众不同的另类的创新作品，以画面代替语言表述是这些同学获得高评价的主要原因。

3.数据类模块以及控制类 “重复执行……次”为量化积木。

量化积木就是把抽象的东西，用数字来说 ，或者就是用数次来替代，然后再去分析问题的。在程序里灵活使用量化积木，意味着编程者掌握了客观事物或场景内的规律，并将其转化为“数学语言”通过数字运算表示事物、事件之间的关系，是编程创作较文字和艺术创作最显著的特点。量化积木的使用情况图与作品评价分布图出现明显的一致性，说明打字速度对量化分析思维产生了显著的影响。

四、讨论

教师普遍认同通过键盘打字训练，能培养学生健康坐姿、保护视力，加强注意力。通过反复枯燥的训练是短时间内提高打字速度的唯一有效方法。因此在四年级打字速度获得高评价的学生，也能反映出学生坚韧的意志和良好的学习态度。有良好学习习惯的学生在编程学习中获得好评是意料之中。

打字速度越高，使用量化积木的意愿越低，当打字速度达25字/分以上时，量化积木的使用有提高。运用变量控制程序的进展，实现情景转换、角色切入以及多线程剧情推进，需要学生具有较高的编程积木熟悉程度和组织能力。因此，我们相信，这是键盘输入造成学生创作灵感中断的证据。对于打字速度很低的学生，他们几乎完全放弃了文字表述的积木，基本不进行组织语言和拼音的思维，反而没有受到过多的灵感中断的烦恼，充分展示了他们的素材运用创意。

五、研究发现的意义

对于成年人、青年学生来说，键盘打字速度一般为60字/分钟，能顺利识别和使用Scratch编程工具，但对于“零基础”的小学生，达到怎样的中文汉语拼音水平和键盘熟悉程度才能顺利进行Scratch编程工具的学习，是教學工作者需要明确的重要教学设计依据。小学信息技术学科教学，零基础的四年级学生需在第一学年内完成电脑基础操作、键盘指法练习、鼠标绘画、网络初级应用四个学习单元，其中的键盘指法教学目标是让学生达到键盘盲击水平，至于打字速度，则期望学生在之后的电脑学习和应用过程中自主提高。这种师傅领进门修行靠自己的模糊目标缺乏具体检测教学效果的指引性。本文通过编程学习的基础需求，针对小学四年级学生的身心发展阶段水平，指出期末键盘输入中文的速度为28字/分钟，明确了键盘指法练习的阶段性目标。

同时，本研究受学生语文汉语词汇拼音掌握水平制约，研究结果局限性很大，不能直接延伸到小学更低年级，未能解决如何能让小学一年级新生学习Scratch编程的问题。其次，对于学生编程作品的分析和评价过程中，很大程度偏重和依赖教师的主观评价，当学生的作品画面非常单调，语句覆盖类别很少的情况下，即使能完整表达学生的创作灵感和创意，很难获得学生对此作出的高评价;而教师意识到这些看似单调的作品所运用的量化分析特点和编程创意时，基于学生大众的低评价，难以确定作品最终评价是否客观。

六、近期应用

操作模块化是电脑人机交互侧重人性化发展的结果，用电脑进行文书编辑时，大段文字块的移动调整的自由度和灵活性是书面撰写活动无法比拟的。正因如此，文案编辑的专业壁垒已完全被打破，一个小学生通过智能数码设备，就能完成30年前一个专业编辑人员的工作。如今编程活动的模块化也正预示着编程专业的壁垒正在瓦解。类似突破专业领域限制的颠覆性变革将继续发生。随着语音识别技术的发展，人们通过键盘输入信息的习惯也在逐步向语音输入推进。我们大胆假设，编程工具的发展将和语音输入和人工智能进行高度的融合，编程活动也许能做到与人工智能对话，由人工智能完成语句的组织。那么，编程思维最核心的能力就凸现出来了，那就是对客观现象的数字化、量化分析能力。键盘输入有将一日成为历史，那时候我们的学生是否已具备编程思维中量化分析的理想水平？或者反过来，当信息输入对学龄儿童不再具有任何阻碍影响的情况下，是否意味着我们能更早开发学生的数字化思维？这是一个值得思考的问题。