天才密碼Genius Code：掌握編程思維，成就未來(lái)天才

在全球教育界，芬蘭人儼然是令世人矚目的一顆明星。在國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD的國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)項(xiàng)目（PISA）測(cè)試中，芬蘭在閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)方面數(shù)次打敗了美國(guó)和歐洲其他國(guó)家，一直高踞國(guó)際教育體系排名榜首。在中國(guó)人都在學(xué)習(xí)美國(guó)的時(shí)候，美國(guó)人也在反思自己的教育，而他們借鑒的榜樣就是芬蘭。

芬蘭教育到底為什么這么牛？看了下面這篇文章，你會(huì)有所啟發(fā)。

以下內(nèi)容選自《上海教育-環(huán)球教育時(shí)訊》，有刪改

文 | 浙江大學(xué)教育學(xué)院 李璨 屠莉婭

教室里，老師正領(lǐng)著學(xué)生們做“西蒙說(shuō)”游戲——

老師與學(xué)生們面對(duì)面站立，每個(gè)學(xué)生都全神貫注地等待著老師的指令。“西蒙說(shuō)，7 ！”聽(tīng)到指令后，學(xué)生們迅速地坐到了地上?！拔髅烧f(shuō)，12 ！”接到下一條指令后，學(xué)生們又立刻將手放到了頭上。因?yàn)楦鶕?jù)教師的規(guī)定，當(dāng)“西蒙說(shuō)”后面的數(shù)字為奇數(shù)時(shí)，學(xué)生要立刻坐在地上；當(dāng)“西蒙說(shuō)”后面的數(shù)字為偶數(shù)且該數(shù)字大于10 時(shí)，學(xué)生則要將手放在頭上；如果兩者都不符合，學(xué)生則保持原狀不動(dòng)。如果哪個(gè)學(xué)生聽(tīng)到指令后做了錯(cuò)誤動(dòng)作，他就要出局。隨著教師的語(yǔ)速越來(lái)越快，出局的學(xué)生越來(lái)越多，堅(jiān)持到最后的一到兩名學(xué)生將贏得這場(chǎng)游戲。

看到這里，你可能在想，這大概是一節(jié)教學(xué)生判斷奇偶數(shù)的數(shù)學(xué)課。但事實(shí)上，這卻是芬蘭的一節(jié)教學(xué)生體會(huì)“IF 語(yǔ)句”的計(jì)算機(jī)編程課。

從技術(shù)到思想，芬蘭思維下的電腦編程課程

電腦編程在信息化的今天已經(jīng)成為學(xué)校課程中不可或缺的部分，而將技術(shù)教育作為國(guó)家目標(biāo)之一的芬蘭，更是高度重視對(duì)學(xué)生的編程教育。

大部分人常識(shí)中的編程課依舊是一門(mén)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)課程，學(xué)生要通過(guò)編程課程了解程序設(shè)計(jì)的基本概念，掌握程序設(shè)計(jì)中的基本技巧和常用算法，建立起程序設(shè)計(jì)的基本思路，以最終通過(guò)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)控制計(jì)算機(jī)完成某種特定的任務(wù)。但對(duì)走在教育改革和創(chuàng)新前沿的芬蘭來(lái)說(shuō)，編程課程要達(dá)到的教學(xué)效果遠(yuǎn)不止這些。

芬蘭相信，學(xué)習(xí)的目的除了掌握知識(shí)本身，更要讓學(xué)生能夠主動(dòng)地思考和靈活地運(yùn)用知識(shí)以解決更多實(shí)際的問(wèn)題。受這樣的教育理念的影響，芬蘭認(rèn)為編程課程要做的絕不僅僅是對(duì)學(xué)生的技術(shù)訓(xùn)練，學(xué)校更應(yīng)該關(guān)注如何讓學(xué)生理解和掌握編程背后的思想。因?yàn)槿绻麑⒕幊虒W(xué)習(xí)僅當(dāng)做一門(mén)技術(shù)來(lái)學(xué)習(xí)，那學(xué)生最終獲得的就將是使用計(jì)算機(jī)的能力；但如果將編程學(xué)習(xí)看做是計(jì)算機(jī)編程思想的學(xué)習(xí)，那學(xué)生所獲得的就將是計(jì)算機(jī)編程的本質(zhì)原理和可遷移的思維方式，而這種思維方式也將能夠被用來(lái)開(kāi)展更多的研究和解決生活中更為復(fù)雜的問(wèn)題。例如，如何將復(fù)雜而龐大的問(wèn)題系統(tǒng)分解為一個(gè)個(gè)具體的問(wèn)題單元，如何用合適的方式來(lái)闡釋和歸納同類型的問(wèn)題，如何選擇恰當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)換以使其更易處理等，都是編程課應(yīng)當(dāng)關(guān)注的內(nèi)容。

如此一來(lái)，學(xué)生除了學(xué)習(xí)到了具體的編程技術(shù)，更培養(yǎng)了化整為零的思維習(xí)慣。這種習(xí)慣一旦養(yǎng)成，受益的將不僅僅是編程學(xué)習(xí)，其能夠為學(xué)生生活的各個(gè)方面帶來(lái)積極的影響。

創(chuàng)想無(wú)極限，沒(méi)有電腦的編程課

一提到學(xué)習(xí)編程，多數(shù)人腦中出現(xiàn)的畫(huà)面一定是學(xué)生一邊聽(tīng)老師的講解，一邊敲擊鍵盤(pán)進(jìn)行練習(xí)的畫(huà)面。但學(xué)習(xí)編程真的要用到電腦嗎？我們不妨先看看芬蘭的教師們是如何做的。

“IF 語(yǔ)句”是計(jì)算機(jī)編程中最常用的判斷語(yǔ)句之一，其要按照給定的判斷要求，根據(jù)判斷結(jié)果的真假來(lái)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作步驟?！癐F 語(yǔ)句”對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力提出了較高的要求，如何用簡(jiǎn)潔明了的判斷條件及其對(duì)應(yīng)的操作步驟來(lái)代替重復(fù)而煩瑣的單個(gè)執(zhí)行語(yǔ)句是學(xué)生在學(xué)習(xí)“IF 語(yǔ)句”的過(guò)程中要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容。

在這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，芬蘭教師帶領(lǐng)學(xué)生做了個(gè)名為“機(jī)器人操場(chǎng)”的游戲——教師將學(xué)生分為兩組，一組學(xué)生扮演機(jī)器人，另一組學(xué)生扮演機(jī)器人的操控者，幫助機(jī)器人越過(guò)各個(gè)障礙物。

首先，教師帶領(lǐng)學(xué)生來(lái)到空曠的操場(chǎng)，并讓學(xué)生共同完成對(duì)障礙訓(xùn)練場(chǎng)的布置。他們可以利用如下圖所示的直觀的引導(dǎo)符號(hào)，也可以利用學(xué)校里的桌椅板凳等設(shè)施來(lái)布置供“機(jī)器人”穿越的障礙訓(xùn)練場(chǎng)。各個(gè)障礙物布置好以后，學(xué)生分成兩組，一組學(xué)生扮演機(jī)器人，一組學(xué)生扮演機(jī)器人的操控者。其中扮演機(jī)器人的學(xué)生要將眼睛蒙起來(lái)，這樣他們就真的像機(jī)器人一樣——缺乏操控者的指令就無(wú)法行動(dòng)。

“機(jī)器人操場(chǎng)”引導(dǎo)符號(hào)

與一般的游戲不同，該游戲中教師要求學(xué)生用簡(jiǎn)短的“IF 語(yǔ)句”來(lái)代替繁雜而重復(fù)的獨(dú)立語(yǔ)句。例如，一般情況下操控者可能會(huì)對(duì)機(jī)器人說(shuō)：“先前走兩步，而后從板凳上爬過(guò)去，再前走三步，接著從桌子下面鉆過(guò)去。”但在這個(gè)游戲里，教師要求學(xué)生用這樣的“IF 語(yǔ)句”向機(jī)器人發(fā)出指令：“接下來(lái)你要面對(duì)六個(gè)障礙物，在碰到下一個(gè)障礙物之前你先保持直走，如果那個(gè)障礙物很高，你就從它下面鉆過(guò)去；如果比較矮，你就從它上面爬過(guò)去?！?/p>

在這教學(xué)案例中，學(xué)生所看到的、學(xué)到的不僅僅是“Do…”或“IF…Else…”等直白的計(jì)算機(jī)語(yǔ)句和編程技術(shù)，他們更理解了如何在解決具體問(wèn)題的過(guò)程中使用循環(huán)思想和條件判斷來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行加工和處理。

值得一提的是，芬蘭教師并不反對(duì)在編程教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)。在學(xué)生掌握了編程背后的思想之后，芬蘭教師也會(huì)讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行相關(guān)程序的編寫(xiě)練習(xí)。他們只是強(qiáng)調(diào)，不要讓計(jì)算機(jī)限制了編程學(xué)習(xí)的范圍。除了常規(guī)的編程技術(shù)的學(xué)習(xí)，編程過(guò)程中所體現(xiàn)出的各種思維方式和解決問(wèn)題的方法也是教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的內(nèi)容。

總的來(lái)說(shuō)，在芬蘭的編程課堂上，電腦只是工具，學(xué)生們學(xué)習(xí)的不是如何一步步碼代碼，而是在游戲化的過(guò)程中培養(yǎng)計(jì)算機(jī)編程思維。這一點(diǎn)和天才密碼的教學(xué)方式和教育理念不謀而合。

如下圖所示，天才密碼的學(xué)員年齡段從幼兒園大班到高三不等，我們遵循學(xué)生不同階段的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，基于STEAM理念自主開(kāi)發(fā)編程思維教育課程體系，獲得了美國(guó)麻省理工學(xué)院多媒體實(shí)驗(yàn)室、scratch創(chuàng)始人Mitchel Resnick教授的肯定和贊揚(yáng)。

游戲化課程是天才密碼編程課最常見(jiàn)的形式之一。一個(gè)個(gè)精心設(shè)計(jì)的與學(xué)習(xí)目標(biāo)相關(guān)的游戲任務(wù)，除了讓學(xué)生在輕松的氛圍中自然而然地學(xué)習(xí)和體會(huì)到編程背后的本質(zhì)思想之外，還充分調(diào)動(dòng)起了學(xué)生的腦力、創(chuàng)造力和動(dòng)手能力。這種寓教于樂(lè)的教學(xué)方式，在增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度的同時(shí)，讓學(xué)生收獲了愉快的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而讓學(xué)生更加積極地投入到學(xué)習(xí)過(guò)程中來(lái)。

天才密碼的教學(xué)只用孩子們聽(tīng)得懂的語(yǔ)言

天才密碼注重創(chuàng)新，趣味性強(qiáng)，學(xué)生最愛(ài)舉手發(fā)問(wèn)

天才密碼的愿景，不是教孩子們學(xué)會(huì)重復(fù)指令或者成為未來(lái)的碼農(nóng)，而是希望通過(guò)編程的學(xué)習(xí)幫助其養(yǎng)成計(jì)算思維，進(jìn)而在生活和學(xué)業(yè)上遇到困難時(shí)能拆解問(wèn)題，獨(dú)立思考。正如喬布斯所說(shuō)：人人都應(yīng)該學(xué)習(xí)編程，因?yàn)樗虝?huì)你如何思考。

天才密碼Genius Code：培養(yǎng)下一個(gè)喬布斯