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从奇码课程看,少儿编程是如何对孩子进行科学启蒙的?

作者:奇码星球  发布时间:2020-01-14 11:31:56

近日,教育部发布《关于加强和改进中小学实验教学的意见》,鼓励中小学实验教学,强调要注重加强与多学科融合教育、编程教育、创客教育、人工智能教育、社会实践等的有机融合,培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质。



国家越发重视孩子的科创思维和科学精神的培养,作为教育工作者,我们该如何对孩子进行科学启蒙呢?虽然我们对此充满热情,但是当孩子们真的发挥“打破沙锅问到底”的“十万个为什么”精神时,我们未必能轻松应对,或许还有些烦,无意识中抹杀孩子的好奇心。


科学启蒙,包括知识层面的熏陶,以及科学兴趣、科学思维和科学精神的培养,除了阅读、参观、纪录片、实验,勤学勤问这些常见的启蒙方法,还有一个非常有力的工具——编程,可以很好地对孩子进行科学启蒙。它可以有机地组织上述活动,并发挥各自的优势,极大地激发孩子的探索精神和兴趣。至于说,奇码课程到底是如何对孩子进行科学启蒙的,我们将以奇码“多彩世界”第四阶段——“探索遗迹”为例进行阐述。


1 科学知识:与地理物理等学科知识的融合


在编程课程中,直接融入科学知识,是最简单的科学启蒙方式。


Scratch编程不只可以用来制作游戏,还可以与更广泛的学科知识紧密结合——证明数学公式,模拟星系运行,物体下坠、自由落体等天文物理现象等等。


随着Scratch编程的学习,孩子们逐步了解基本的模块功能和代码指令,逐步向高级运用进阶,除了可以制作、设计复杂的作品,与经典的数学、化学、生物和物理案例相结合,也是学习的方向。在奇码Scratch提升学年的课程中,大家将会看到很多与各类学科知识直接相融合的案例。



在基础学年的课程中,我们并没有选择直接融入各类学科知识,强制灌输知识,可能让孩子产生抵触心理,反而失去学习的兴趣。相反,我们采用软性融合方式,比如作为课程导入的背景故事和背景知识,或作为案例中的一个伴随现象存在。

只有当孩子通过课程的学习和案例的制作,还原或体验某些效果和场景,产生了学习的兴趣,希望进一步探究,才会设法通过各种渠道去获得答案,从而达到学习的目的。


在“多彩世界”第四阶段“海底遗迹”的案例中,我们用一群移动的光源来还原海底世界发光生物的视觉效果,设定当克隆光源和克隆本体碰撞时,游戏失败结束。我们并没有直接解释为何要如此设定,而是让老师引导孩子体验和实现这样的效果。

当孩子对一些现象感到好奇的时候,孩子可能会自己进行思考,然后发现原来这个光源有可能是海洋中各种可以发光的生物,并通过一些渠道获得一个生物常识:人类在海底碰到不明生物时有可能会有生命危险。

2 科学兴趣:注重内容的生活化和过程的探索


伟大发明家,曾经定义科学为:“探求意义的经历”。

科学不仅仅是已经获得的知识体系,更是通过亲身经历去探求自然事物的意义,进而理解这个世界的过程。而这个过程,需要孩子的兴趣。孩子天生有这种探索世界、追寻意义和解释的兴趣。

有趣的故事、与生活息息相关的事物,更能强化孩子的这种兴趣。在设计课程时,我们尤其注意激发孩子的兴趣,不仅仅包括项目制作和编程学习,还包括对其他知识的兴趣。


小时候,我们也许都曾经历过一个对科学疯狂感兴趣的阶段,尤其是宇宙太空相关,像星球探险、宇宙奥秘,世界未解之谜等等看得津津有味。

奇码课程更是将某些阶段的主题直接设定为宇宙太空、现代工业相关,让课程更贴近生活现实,和孩子更关心更感兴趣的事物。比如,“多彩世界” 第四阶段,直接以“四大世界之谜”为主题,作为课程导入的故事背景,更能激发孩子的项目制作兴趣。

当然,我们也在课程案例中,配套精美的手绘插画,融入有趣的故事和游戏元素,设定明确的目标、任务和激励,比如宝箱、金币、图腾等等。“多彩世界”第四阶段中,案例的最终目标为模拟各类动效和角色交互效果,以及完成四大图腾收集任务,充分调动孩子的挑战愿望,并引导孩子通过案例制作过程,发现有趣的现象,对其原理和成因产生兴趣。

3 科学思维:注重严谨的实事求是思维的培养

科学思维,科学教育的方法论内容。所有科技创新都离不开“科学思维”。科学的认知方式有三个要素:尊重事实、讲逻辑、以及批判性思考。其中,实事求是、尊重客观事实,是一种很重要的科学思维品质。

编程对孩子的思考习惯和方式有要求,需要孩子客观看待和思考现象背后的本质。“多彩世界”第四阶段“火山之行”中,需要模拟人体无攀附的重力下坠效果,搭建重力系统积木组,孩子必须对现实生活中的自由落体现象有过观察和了解,并对其原理和积木实现方式进行思考,否则就无法通过搭建积木逼真地还原角色的下坠效果。在案例效果的实现过程中,孩子想法的结构缺陷和逻辑漏洞自然凸显出来,总会发现存在没有考虑到的可能性,以及需要进一步思考的细节。


科学思维方式也包含严谨的步骤:观察事实,提出问题和假设,验证假设,得出结论。当孩子完成基本的科学步骤,并通过学习学会批判性看待结论并对其进行调整,寻找新的事实,就构成了完整的科学思维体系循环。


在奇码的课程设计中,我们以采取「故事+生活+知识」的模式,让孩子在学编程知识的同时,学会科学思考的方法,通过课程故事导入、核心和附加功能分析,积木搭建思考以及案例制作,孩子的自主研究,培养孩子分析、解决问题和思考的能力。

整个课程的设计,以“创造力的4p学习法”(项⽬(Project)、热情(Passion)、同伴(Peers)、游戏(Play)作为指导原则,基本的科学步骤几乎贯穿于我们所有的学习环节之中,包括课堂三大环节(课程导入,核心课程,拓展探索与总结)的设置和常见五种教法(讲解介绍,积木操作,实战演示,引导思考和自主研发)的灵活运用。


4 科学精神:注重好奇心和探索精神的培养

科学教育,类似于一个金字塔,最底层最核心的东西,是训练孩子的品格,包括好奇心,热情,有趣,勇于尝试,独立思考,也就是充分发挥孩子的主动性,引导孩子通过探究、发现和获得知识,学会主动建构知识。


以“多彩世界”第四阶段为例,除了直接向孩子介绍的“世界之谜”和“流程图”知识,许多现象和原理,并不是由老师直接告诉和传授给儿童的,而是儿童在编程的多个学习环节和案例制作的过程中获得的。

尤其是第七次课的创作课,孩子可以根据给定的条件自己进行创作,发挥自身的主动性。老师的作用不是用范例或操作分步讲解或示范,而是支持、引发和引导陪伴儿童探索、发现和创造,并验证自己的假设,在潜移默化中培养和强化孩子的好奇心和科学探索精神。

写在最后

科学教育是一个系统,构建科学的知识体系虽然很重要,但是方法论、品格和兴趣更应该是教育中更需要重视的东西。孩子天生拥有探索世界的决心和愿望,但是这种决心和愿望只有在成人的鼓励和支持之下,才能发展壮大,并让孩子成为真正的创造者。除了常见的几种科学启蒙方法,老师和家长也可以选择少儿编程这样的方式,和孩子一起在神奇的代码世界探索,陪伴孩子更好地成长!