多感官学习让编程教育充满活力

刘军 程展 中国人民大学附属中学朝阳学校

魏书生曾说：“找到自己的20个长处，并看明白，想明白，说明白，写明白，做明白……”作为初中信息科技教师，笔者深受启发，编程教学何尝不是如此：将每一个程序看明白、听明白、想明白、说明白、写明白、做明白……学生通过听觉、视觉、动觉及触觉等多感官获取信息，多角度、多层面探究编程，理解编程，应用编程，让编程教育充满活力，提升编程教学的学习效率。

● 勤用眼，多读程序，看明白程序中的问题

多读、多看程序才能看明白程序中的数据、语法和算法可能出现的问题，这是学习编程的有效途径。流程图是学生进行程序表达的重要工具，多看流程图可以有效培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力；多读优秀程序可以理清程序的设计思路，体会其中的逻辑关系，理解如何调用积木实现相应功能，从而提升编程水平；多读程序中的问题，用多种方式发现问题，更能锻炼提升学生的编程能力，使其体验“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的快乐。

编程项目：太空垃圾是围绕地球轨道的无用人造物体，由小到人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个飞船残骸构成。千万别小看了这些零零碎碎的太空垃圾，据统计，与直径大于10厘米的太空垃圾碰撞或可损毁航天器。而这些太空垃圾如果坠落地球将产生更大的危害。为了帮助大家认识太空垃圾的危害，请设计一个躲避太空垃圾的小游戏。

学生们编写的程序出现了问题，血量到了设定值时程序也没有执行相应动作。问题出在哪里？这就需要回读程序，查找BUG。学生经过检查发现，判断语句“如果……那么……”中的血量是输入的汉字，而不是引用的变量。在课堂上，编写程序经常会出现各种各样的问题和错误，教师可将此转化为生成性教学资源，让学生自我诊断、相互学习，以引导学生逐步形成严谨全面的思维习惯。

● 勤动脑，多思考，想明白算法的功能意义

思考是思维的一种探索活动，思考力则是在思维过程中产生的一种具有积极性和创造性的作用力。思考是学习、做事的核心和主导，更是分析问题、解决问题的关键，对学习编程起主要作用。在编程中多思考，一是思考程序的设计思想、编写流程，理解编程的计算思维；二是思考解决问题的方法和步骤，及相应功能和效果实现的策略，理解算法是编程的核心，是解决问题的关键；三是思考分析问题程序，解决问题，让程序顺利执行；四是思考优化完善程序，还包括多问为什么，因为问题是思考的发端，也是思考的延续，没有问题就不会有思考，要不断发现、提出问题，培养问题意识，问题越多、越有质量，思考就会越深，就更能发展计算思维，思维能力是学习能力的核心，也是中小学编程教育的重要目标。

编程项目：小明的奶奶有一个密码箱，箱子里放着奶奶最爱的首饰。今天是爷爷奶奶的结婚纪念日，奶奶想拿出首饰，可怎么也想不起箱子的密码。小明的妈妈记得密码是三位数的回文数（正读反读都一样的数叫做回文数，如121、232、343），且个位、十位、百位的乘积是252，请帮小明编程计算出这个密码是多少。

“密码是多少”这个问题提出来了，怎么解决呢？有的学生会说用枚举法，但不是所有学生都知道这种算法，继续提问：什么是枚举法？如何列举出所有可能的密码并一一验证呢？……还有继续追问的问题串：枚举对象是什么？枚举范围是什么？验证条件是什么？首先引导学生画出个位、十位、百位逐一验证的算法流程图。根据流程图，继而提出拓展问题：程序还能优化吗？有问题，就会有思考；只要思考，就会有发现；有创新，就会产生智慧的火花。例如，个位和百位一样，只需要枚举个位和十位就行了，于是产生了优化后的算法流程图。

● 多动口，交流评价，说明白编程中的得与失

建构主义倡导知识的自我建构，提倡做学习的主人，将学习的主导权还给学习者。在编程学习中，应鼓励学生大胆发言，让学生交流、展示、评价、讨论甚至辩论，多动口，说明白编程作品与思想的得、程序问题与困难的失。在这个过程中，学生锻炼了语言表达能力，主动建构了知识体系，体验了编程获得感。

不同学生的认知水平、学习能力、思维方式不同，因此需要展示、交流、评价。在展示编程作品过程中，展示的学生先要述说编程的设计思想、策略，再展示脚本，逐一说明用什么算法、结构、模块、函数、语句，怎样实现相应功能，这样便于理清思路，编织知识网络。在讨论、辩论中，头脑风暴的方式使得不同的思想和方法高效碰撞，激发出的思想更加丰富、跳跃，产生的方法更加多样、新奇，在这个过程中学生面对困惑、直击问题，研判、选择解决方法，思维走向深入。评价是一个肯定、否定，甚至是批判的环节，学生在评价中汲取方法，优化代码、优化功能、优化架构，这个过程需要充分发挥批判性思维能力，批判性思维是创新的发端和动力源，从而激发起更强烈的学习追求。

● 勤动手，多写程序，做明白的编程探究

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。程序设计的知识、能力来源于编程实践，还要回到实践中去才能有价值实现、淬炼提升。在编程教学中，教师应多从趣味性、生活性、互动性、挑战性、开放性几个方面设计活动，采取玩中学、学中探、探中创形式，让学生爱上编程，体验编程之美。

编程项目：假如你手里有一张A4的白纸，把它一次次反复对折起来，最多能折叠多少次？能把这张纸叠多高呢？可以肯定的是，折叠的次数最多不会超过30次，这是为什么呢？假设这张白纸的厚度为0.1毫米，对折30次后的总高度是多少？比珠穆朗玛峰（约8848米）还要高；如果继续对折下去，对折42次的时候，厚度可达43万公里，比月球到地球的距离（38万公里）还要多出5万公里！

趣味性和挑战性的例子有很多，如棋盘麦子、汉诺塔等；真实性、生活性的例子也很多，如入校测体温等。通过编程项目的设计，可以持续调动学生学习的动机，满足学生的需求，让学生热衷于做自己探究的程序。

荀子曰：“君子之学，入乎耳，箸乎心，布乎四体，形乎动静。”在编程教学中，要让学生动耳、动眼、动脑、动口、动手甚至动身体，多感官沉浸于编程学习活动中，培养学生的编程能力，提升其计算思维，培养学生的创新能力、实践精神和未来学习生活发展能力，从而使他们能融入数字社会，拥抱智能时代，用智慧引领未来，用智能改变世界。