从中华学习机到现代编程:小学计算机编程启蒙的历史与发展

最近,我有时间与一位退休的小学老师聊天。他教数学,同时也是一名信息科学老师,所以他谈到了小学计算机编程的启示。聊天很有趣,科技的发展也给我留下了深刻的印象。我总结如下。

从中华学习机到现代编程:小学计算机编程启蒙的历史与发展

1 第一代少儿编程启蒙

改革开放后,邓爷爷提出计算机要从小开始。小学最早一批计算机教学使用的是中华学习机。主要教学内容为计算机操作、打字和简单编程(LOGO、BASIC)。在教学实践中,考虑到学生的语文、数学,特别是英语基础较差(笔者初一只学过英语),该项目基本针对少数五年级以上学生谁有能力学习。由于缺乏图形化编程教学工具,教育工作者将大部分精力花在基本运算和语法的教学上。

扩展一下,第一代编程教学中使用的工具是基于当时的工业水平,进行了有价值但非常有限的优化。 LOGO、FC系列(如金字塔、后期霸主)图形、浮点Basic、以及少数Z-80Basic都需要打字拼写if等英文单词才可以操作。编程采用字符界面来表示,结果以简单的图形、蜂鸣器声音、大量字符等形式呈现。有些环境的人机界面不是很好。有的只相当于DOS 3.0之前的Line Edit,光标不能跨行自由移动。

20世纪80、90年代,电子电路、机械航模、计算机在当时的少年宫是分开的,基本没有重叠。电子电路兴趣班主要制作鸟鸣电路、晶体管收音机等,针对初高中生;机械模型飞机在省会城市较为常见,以机械车(发条、电池)、船、橡皮筋飞机为主要产品。主持人。回到计算机教学,对于这一实践性很强的学科,教学效果很难提高——原因是在20世纪80、90年代,很少有家庭能够购买学习机(电脑就更少了),依靠少量的课时、相对单调的UI和控制能力使得编程教学很难扩展到大多数孩子。

2 翻天覆地的变化

随着科学技术的进步和我国整体工业水平的提高,目前小学编程教学已从属于信息学教学。电子、机械、计算机三个领域渗透,催生了机器人、智能积木等子方向。

捕捉计算机编程的灵魂

计算机编程的灵魂是算法思维(这句话老哥说得很好)。小学生不敲键盘怎么编程?显然是图形化编程。最成功的例子就是Scratch,它是麻省理工学院(是的,麻省理工学院)的杰作。 Scratch使用积木式流程模块构建了一个易于理解、生动有趣的编程环境。更可贵的是,简单的外表背后,其实际功能却绝非简单。

使用Scratch,您可以使用简单的积木来实现递归算法并用中文LOGO语言完成高级问题。

更具体且具有推广意义的是,结合RaspberryPI,可以在有限的资源和空间下实现成本控制,让资金有限的学校也能组织有效的计算机教学。这使得计算机编程启蒙成为一场全民运动而不是精英教育。仅从这一点就可以说,这是时代的进步,是社会的进步。

机械与电子融合的奇迹

进入21世纪第二个十年后,智能积木开始全面取代单一编程启蒙。这主要得益于技术的进步:

学习编程不再是独立的。教学启发学生自觉寻找解决问题的方法,依靠基本工具设计解决方案,实施并观察结果,思考并迭代优化,这本身就是训练科学思维。

3 进展:从个人技能发展到团体方法论塑造

30年来,小学计算机教育最大的变化就是大幅降低学生的技能学习成本,将个人编程教育转变为团队导向的方法论教育。

作者是第一代启蒙教育的产物。没有学过英语,我一学期都分不清IF和FOR的区别。我研究了LOGO,但不明白Advance为什么叫“FD”。 20世纪80年代后期,小学阶段的计算机编程启蒙主要集中在编程本身,竞赛方式是单人竞赛。事实上,即使到了高年级,小学信息学竞赛的题目也主要是技术性的:

字符金字塔
   输入行数,输出金字塔
   3
     *
    **
   ***

为了解决这些问题,学生需要花费大量的精力先记住PRINT、IF、FOR等语法,然后处理各种回车、TAB、换行、文件处理问题,而无需学习英语。 ——这些技能的成本对于以后不学计算机行业的学生来说太高了,尤其是对于等待中考的五年级以上的小学生来说,显得不现实。

另一方面,单独工作的训练也影响了孩子参加集体活动的时间。玩偶编程的高手都是戴眼镜、不爱说话、性格古怪的“孤立小医生”,这本身就是有问题的。

现代计算机编程启蒙已经完全发展成为不同的学科。为了建造一辆垃圾回收车,团队里的孩子们需要在规定的时间内各司其职,齐心协力。有想法的孩子不仅要有想法,还要能表达出来,能够正确地将自己的想法与团队同步。遇到困难时,你是互相指责还是努力寻找解决办法?

我认为未来是乐观的。再过20年,当这一代孩子步入社会时,他们应该比我们这一代人更富有科学精神和人文精神;未来将会有越来越多的顶尖团队,他们可以是战胜病毒的科学家,也可以是设计桥梁的建筑师。 、智慧农场的运营者、决定资金流向的分析师……无论是什么职业,这些团队都有着相同的特点,就是相互充分信任、认可彼此角色、相互支持。

4 多角度思考

除了赞扬技术和思想的进步之外,还有一些其他角度值得思考。

工业化过度补偿不可避免

三十年前,为了制作一艘可以航行的船模型,导师必须带领学生(通常是自己做)将一块铁罐皮打磨光滑,然后用烙铁将龙骨焊接在绞合的铁线上。学生们用涂有凡士林的圆珠笔作为轴套,用自行车辐条作为传动轴,完成了一架没有遥控功能的飞机模型,整个过程持续了一个学期。

三十年后,孩子们可以使用预制智能积木一天搭建一辆汽车,并具备智能寻向能力。但是建造一艘船呢?孩子们会问导师:“船体的积木有多少块?联系厂家寄几套。” “舵机的编号也必须发过来。”剩下的就等着吧。

工业化是一条只能往前走的单行道。人类不再需要学习纺纱和编织。我们可以在没有DOS命令的情况下移动文件夹。在当代生活变得越来越高效、舒适、便捷的同时,我们必须看到,即使是不起眼的生活小物品,从天然原材料开始,往往涉及到上百个相互关联的独立产业。保持基本的生活技能可能是面对灾难时的生存之道。

老一辈的未来——学习使人年轻

长江后浪推前浪,前浪死在沙滩上。这个命题只对了一半。人不是水,他们是动力模型飞机。保持动力,不断升级,你就能逆流而上。即使你的生物年龄很小,如果不再学习,你就会逆水行舟,不进则退,比老人更早死在沙滩上。

作为一名教育工作者,我与家长分享的是,与孩子一起学习和玩耍本身就是学习。每一代人的思维方式都有很大不同——我出生在 20 世纪 70 年代和 1980 年代。我觉得90后、2000后、10后都不同,而且越来越好。对待自己的孩子,不要站在威严父母的角度,而是放低自己的态度,与孩子打成一片,真正成为他们的朋友。你会发现,这30年时代的进步不仅让我们在物质上得到了提高,而且在精神上也得到了提高。重塑了我们。和孩子一起玩Scratch和智能积木,静静思考,品味,你将穿越时空,看到一个充满活力和希望的未来世界。

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