计算思维是未来人才的必备素质，相应的课标、政策都对此作出了培养要求，然而当前市场上绝大部分面向幼儿的计算思维教育产品都具有价格昂贵、不符合儿童认知规律、伤害视力等缺陷。因此，米思齐团队下的Codeway计算思维教育工作室针对以上市场痛点，开发出了面向3-8岁儿童的Codeway实体编程积木以及相应的配套产品。2020年12月3日、4日，工作室组织了采用该工具的“实体编程体验——CodeWay计算思维教育活动”。关于该活动有哪些独具匠心的设计？这对于幼儿计算思维教育产品的开发与应用又有何启示呢？本文将带你一探究竟！

　　工具简介

　　Codeway为幼儿园以及小学一二年级儿童提供计算思维培养产品及服务，其中教学产品包括计算思维积木及配套学习课程（包括趣味情景卡片、儿童探究性绘本和教师/家长指导手册），服务包括提供专业师资以及教师培训服务、微型创客空间和网络学习社区的建设。

　　Codeway计算思维培养学习课程可以以幼儿园活动课程、小学校本课程、课外兴趣中心、夏令营等多种形式开展，同时支持儿童在家与伙伴或父母共同完成，工作室将针对不同需求，提供“计算思维工具-学习活动-教师培训-学习空间”的核心产品及服务。

 

　　

　　图 1 Codeway产品介绍

 

　　Codeway产品核心为积木块实体编程工具，该工具遵循了机械设计的原理，实现了多样的功能。学习者需要利用一个个功能不同的Codeway积木块搭建出一条通路，让小球在重力的作用下从起点走到终点，完成任务。每个小球滚动的过程就像是算法执行的过程，而学习者一步步搭建通路的过程，则是设计算法、解决问题的过程。

 

　　

　　图 2 Codeway积木块实体编程工具演示

 

　　与市场上同类计算思维教育产品相比，Codeway实体编程工具具有以下优势：

　　健康无电：本产品无需用电，学习者不需要长时间面对电子屏幕，同时，计算思维积木由食品级材料制作而成，健康无害且安全性高。
价格低廉：本产品无需复杂的软硬件环境，价格低廉，易于推广。
拓展性强：组块灵活性强，可根据学习活动的难度对计算思维积木和趣味场景卡片进行调整和设置，可不断添加、拓展新的组块和卡片，开发设计新的活动。
团队协作：计算思维积木在大小、颜色设置上满足低龄儿童的喜好，便于团队共同使用，有利于在培养孩子们计算思维的同时，发展团队协作能力。

　　材料准备

　　本次实体编程活动共分为两天进行：第一天采用Codeway实体编程工具开展，第二天采用纸笔形式开展。在活动开始前，工作室精心选择与开发了本次活动需要用到的材料：针对学生计算思维能力的前后测试，选择了Bebras国际计算思维挑战赛中难度各异的题目共12道（见图 3）；而针对学生在活动过程中所需的材料，工具组准备了多套Codeway实体编程积木与配套的活动卡片（见图 4），针对纸笔组准备了活动所需的网格纸（见图 5）。

 

　　

　　图 3计算思维测试题目

 

　　 

　　图 4工具组活动卡片

 

　　

　　图 5纸笔组活动网格纸

 

　　活动过程

　　工具组与纸笔组的实体编程活动流程相似，主要包括四个环节：计算思维前测、教师教学、学生展示、计算思维后测。计算思维前后测是为了获取学生在参与活动前后的计算思维能力与学习动机水平，以检验Codeway实体编程工具的有效性。教师教学与学生展示环节由北京师范大学教育技术学专业的研究生胡婉青主导，围绕实体编程工具展开，通过丰富有趣的情景和任务，提升学生的计算思维能力，其活动过程如下所示：

　　认识工具：胡婉青老师首先提供了一个名为“球球大冒险”的任务情景，在该任务情景中，需要使用各种实体编程工具解决“大球小球”在探险过程中遇到的难题，例如转弯、选择等。通过将工具与具体解决任务的场景对应，胡婉青老师引导学生认识了每种工具的名称以及其对应的功能，为之后其完成更具挑战性的综合性任务打下了基础。
理解编程核心概念：领悟实体编程工具背后蕴含的编程核心概念对于解决任务来说也是至关重要的。胡婉青老师引入了多个生活中的场景，例如“根据天气情况选择是否带雨伞”等，来帮助学生理解“随机”、“选择”、“或者”等编程核心概念。

 

　　

　　图 6 胡婉青老师带领学生理解编程核心概念

 

　　任务进阶：在了解了每种工具的功能与编程核心概念后，胡婉青老师带领学生开始了更具挑战的综合性任务：首先，老师创设了一个名为“垃圾分类”的情景，在该情景下包含了多个难度递增的任务。对于工具组而言，学生需要采用实体编程工具在白板上搭建出路径，让大球小球滚动到正确的位置；对于纸笔组而言，学生需要在网格纸上绘制出大球小球移动的轨迹，让他们最后到达正确的位置。前两个任务由老师带领着学生们完成，而后两个难度更高的任务则是由学生自主独立完成，同时教师在其尝试完成任务的过程中提供指导和帮助。

 

　　

　　图 7 胡婉青老师指导学生完成实体编程任务

 

　　学生展示：在完成了设定情景的任务后，胡婉青老师又提出了一个“大挑战”——学生们需要自主设计任务情景，其他同学需要利用实体编程工具解决该任务情景下的问题，并向大家讲解大球小球运动的过程。老师布置任务后，学生们都积极尝试各种方法设计自己的“难题”，在设计好题目后，大家也都积极思考、尝试解答他人的“考题”。整个活动过程气氛火热，学生们都积极参与活动，提出自己的思考和见解。

 

　　

　　图 8 学生协作完成实体编程任务

 

　　

　　图 9 学生作品展示

 

　　总结

　　本次实体编程教育活动是采用Codeway工具进行计算思维教学的首次尝试，通过这种健康安全、易于协作、趣味十足的新形式，解决了传统计算思维教育依赖屏幕、损害视力的问题。在活动过程中，学生积极参与，表现出了极高的热情，在计算思维能力、表达能力、协作能力等方面均有了提升。期待在不久的将来，该工具能够进行更大范围的推广，让更多儿童能够拥有更加安全健康和更为丰富多彩的计算思维学习体验！