科学营：用STEM的方法教编程

网友投稿 2019-09-14 11:42

大家好，新的学期开始了，经过一个暑假，孩子们都在期待这个学期的科学营悠爸会准备什么新鲜好玩的内容呢。

如何说，如何提问

今天是新学期的科学营第一课，悠爸先带着孩子们玩了一个热身游戏：“你说我搭”，即两个孩子背靠背，每个孩子手上都有8块乐高积木，两个孩子手里的积木是完全一样的，如下图。

游戏要求其中一个孩子边搭建边讲解他/她的搭建方法和顺序，另外一个孩子根据听到的指示来搭建，中间允许提问，不允许回头看。目标是两个孩子最终搭建出的成果一致。8块乐高积木，听起来是不是很容易？如果你这么想，不妨先来看看孩子们游戏的过程和结果吧。

看，第一组完成的结果：明明说好的，你咋听不进去呢，和我搭的不一样呢？

另一组的情况：稍好一点，不过还是有一块积木的位置错了

通过这个游戏，不用悠爸解释，孩子们自己就发现了团队合作解决问题的过程中沟通和口才的重要性。首先你得很准确的把你的步骤和想法表达出来，这样对方才能正确的理解你；其次，和合作伙伴务必多沟通，如果不明白，不要想当然，多提问，这样才能少犯不必要的错误。沟通和口才也是领导力的一项核心技能，这算不算是间接的把领导力的能力也做了小小的锻炼？

20分钟的游戏热身后，悠爸请同学们上台讲解他们在暑假用Scratch自己设计的游戏，这是暑假前最后一期课留给孩子们的作业。

看，有现场演示讲解法

有借助PPT讲解法

看的出来，孩子们假期都做了不少练习，不少孩子们的游戏还设计的特别惊艳和流畅。可是当要孩子们把他们设计的游戏的亮点讲出来，推销他们的游戏的时候，大多数孩子们却不能很好的条理清晰的表达出来。其实这也是大多数中国学生的短板：重视学，重视做，却不重视复盘、组织语言和演讲，缺少训练导致的。

科学营能做的更好一点吗？

暑假里，悠爸也没闲着，在思考同一个问题：经过过去一年的编程启蒙，孩子们基本上已经掌握了顺序、条件和循环这三大程序结构，也熟悉了模块化编程软件Scratch的常用指令，在一定的指导下能独立开发简单的小游戏了。那么新的学期该教孩子们些什么呢？是像大多数线上线下编程教育机构一样继续精进Scratch编程技术或者进入代码级编程语言的学习如Python的学习吗？

虽然是义务带孩子们学编程，悠爸还是非常谨慎，不希望因为不合适的内容而耽误了孩子们。同时悠爸希望尽可能给孩子们适合他们年龄和接受能力的教育而不是相互攀比式的抢跑以迎合家长们的需求。

想清楚了这一点，心中释然，既然这样，为什么不把STEM的方法融入到编程教育中去呢？虽然继续用Scratch 和智能硬件来学习，但是用一种组队挑战和PK的方式，每期上课指定一个任务，由孩子们自己去头脑风暴、去设计、去实现，在这个过程中，悠爸只是他们的想法和需要的技能的连接者和指导者的角色。这样的教学方式，进度虽然会慢一点，但是却能够把编程能力、创意表达、团队合作能力和演讲能力同时锻炼到。不仅如此，这个过程把被动接受知识的学习转换成了一种主动探索的学习。这种方式也许不能像编程技术精进那样短期就能看到效果，但是悠爸相信其对孩子们解决问题能力的影响是长远的、正面的。这也就是为什么悠爸这学期决定用STEM的方法来教编程的初衷。

有了这个决定，接下来要考虑的就是怎么做了。

科学营的新课程设计

在外企呆过的朋友都知道，在外企的工作环境中经常会听到两个词：标准化和方法论。外企常常习惯于对一项复杂的工作进行系统化和流程化，从而形成一套可以推广到相似场景下通用的方法论。为了把上面的想法在科学营落地，悠爸在暑假花了上百小时研究乐高EV3编程的官方课程。在悠爸的有限的认知里，乐高的官方课程是STEM教育领域最好的实践范本。悠爸试图通过这种对乐高课程的研究，学习乐高的方法论并试图推广到编程教育中去，哪怕只能学习到一小部分也好过自己闭门造车。

乐高EV3编程的官方课程遵循两大标准NGSS（Next Generation Science Standards，下一代科学标准）和CSTA（Computer Science Teachers Associations，计算机科学教师协会标准），以使得乐高的课程有明确的方向和指标对应K12的教学目标，同时保障有相应的评价标准。这也是为什么悠爸去研究乐高官方课程的初衷。当然，作为中国学生，我们未必要完全按照美国课标一模一样的照搬，如果有条件我们可以按照教育部公布的中小学教育课标进行修改和完善。

计算机科学属于STEM(科学、技术、工程和数学)学科，同时具有科学、技术、工程和数学的属性。所有STEM 学科都有助于培养学生的思维方式和终身技能。这些技能包括提出问题、设计解决方案和交流结果的能力。计算思维也是这些技能中的一种。这是人们的一种思考方式，每个人都可利用它来解决问题。计算思维可被描述为一系列技能的集合，而其中就包括算法思维。“代码”或“编程”可用以描述构建算法的行为。因此，编程是STEM学科背景下培养学生计算思维的一种手段。