觀察：從盲目到深刻
——編程教學中培養低年級學生觀察力的有效策略

江蘇省南京市夫子廟小學 陳思思

一、研究的緣起

2017年國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，其中明確指出人工智能成為國際競爭的新焦點，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育。同時，隨著移動應用市場的迅速發展，物聯網也逐漸興起，編程已逐漸被視為未來的必備能力。此時，在低年級開展編程教學是新的嘗試，也是新的挑戰。近年來，學校開設了校本低年級編程課程“小小編程家”，課程以發展學生的計算思維、開拓新的能力素養為目標，為學生在中高年級學習新技術、形成創新能力蓄力。在課程的實施中，相對于較長時間的高年級編程教學，低年級編程教學在實施中“心有余而力不足”，因而尋找低年級學生編程學習問題的癥結所在、探求合理有效的解決方案勢在必行。低年級學生學習編程必然和高年級學生存在差異，教師從學生的學情特點中找出問題本質，才能更好地實踐低年級的編程教學，引領學生能力的成長和核心素養的養成。

二、探索的問題

低年級編程學習以解決局部問題或整體問題為主，培養學生用編寫程序的方法個性化、創造性地解決問題的能力。隨著在教學中的“摸爬滾打”，教師可以通過以下幾個典型的課堂教學片段進行反思，找出核心問題。

（一）到底看什么——觀察目的不明確

這個問題發生在第6節課。在一道練習中，程序的主人公需要通過運行學生搭建的移動指令和動作指令在一條環形的路上摘得三顆松果并且種植一棵松樹。面對這道題，大部分學生通過觀察，會選擇向南的路線，這樣既完成了動作指令的任務，又能使用較少的移動指令，程序運行效率高。可是，仍有個別學生選擇較長的路線。筆者對其中一個學生展開了詢問：“松鼠有幾條路線可以走？”學生回答：“兩條。”筆者接著問：“你為什么選擇這條路線？”學生回答：“這條路線好走。”好走？筆者更加疑惑了，他為什么說好走？仔細觀察圖片后，筆者發現原來他選擇的路線中有一大段沒有松果和松樹（可能是他認為的通暢的原因），可以直接使用移動指令，他點點頭肯定了筆者的說法。接著，筆者又詢問了另一個出錯的學生，發現他沒有仔細地讀題。

以上現象說明學生的觀察目的不明確，沒有目的性的觀察在低年級學生身上容易出現觀察的盲目和遺漏。教師在實際教學中可以采用個別指導的方法：第一，引導學生觀察發現兩種路線，并對比兩條路線的不同；第二，通過對比學生的正誤練習，引導學生理解程序運行效率的重要性，再和學生共同總結，明確觀察目的后再進行觀察。

（二）試試用手看——觀察方法的缺乏

第9課練習4需要使用移動指令編寫程序，讓主人公畫兩個相接的正方形，形成一個長方形，起點在左側正方形的左上角。在學生明確觀察目的、關注到主人公的起點和方向后，教師以問題“有幾個正方形，先畫左邊還是右邊”為導向指引學生觀察后再思考。學生開始自主嘗試，筆者觀察著他們。這時，一個學生舉手了：“老師，我看不明白。”他在說話的同時運行了他的程序：一些線段沒有畫而另一些線段卻重復了。于是，筆者向全班演示了他的問題。“我也這樣，你畫出來了嗎？”“還沒有。”大家竊竊私語。“我畫出來了！”一個學生高高舉起他的手，帶著熠熠生輝的目光驕傲地說。在大家的贊嘆聲中，筆者問他：“很多同學在畫的時候線條很復雜，看不明白，你有什么好辦法？”他伸出左手食指說：“因為右手要用鼠標，所以我用這只手，一邊指著一邊做！”“真是個好辦法，這樣就能看清楚下一步的起點了！”在筆者的激勵下，學生紛紛開動另一只手加入練習中。漸漸地，筆者聽到了更多“成功了”的聲音。

學生的好方法說明了一個問題——觀察，光用眼睛看是不全面的。題目的難點在于“觀察的順序性”，線條越多，指明的方向就越復雜。為了突破明確方向的難題，除了用眼睛去看屏幕，教師還要指導學生用手去“看”，甚至是用身體的其他部分去看。

（三）去看，認真地看——觀察深度的不足

第11課有這樣一道題，使用循環指令編寫程序讓主人公通過這樣 “_______” 的路線到達目標位置。“看！這樣的路線有什么特點？誰來畫一畫，再說一說？”很多學生發現“就像上樓梯一樣”，真是個很形象的說法！筆者繼續問：“還有什么發現？”但學生卻閃過疑惑的眼神。是圖片不夠具象嗎？ “那么先自己試著完成，看看有什么新發現。” 幾分鐘后，一個學生說：“都是向東向北。”筆者接著引導：“大家同意嗎？去看看這段程序，認真地看！組里的小伙伴說說你的發現！”討論的氛圍會讓學生打開思路。“誰愿意來和大家說說看？”其間，師生多次重復提問和回答。“老師準備了一首循環指令拍手歌，跟著老師一起說！循環指令怎么用？找相同、分分組、最后一起數一數。”學生拍起了小手，從不熟練到熟練，認真地唱著。最后，筆者說：“你學會了嗎？再考考大家，一起來對比這道題‘______’。”

觀察的深度要以觀察的積累量為基礎，也就是量變引起質變。教師指導觀察的方法可以分為五個層次：第一，運用具象直觀的方法讓學生有形象的表達；第二，在學生自主嘗試的過程中，引導學生將具象的內容轉化為抽象的思考；第三，發揮合作學習的力量，多次重復加深對問題的理解；第四，總結解決問題的一般方法和規律；第五，實踐運用規律和方法去解決類似的問題。

綜合以上問題，低年級學生在編程學習中需要解決的首要問題是“看”，也就是觀察。什么是觀察、如何觀察、如何更全面地觀察？這些問題十分重要。而觀察后能夠有所發現、發現后能夠表達、表達后能夠創造性地解決——這些也是學生應具備的重要能力。低年級學生通過編程的學習進一步養成的良好的觀察能力，將是他們今后學習與生活的有效鋪墊。

三、培養的策略

低年級學生由于學習能力較弱、不善于觀察導致知識與動機的不匹配，他們更需要教師在學習方法上的指導。通過實踐研究，低年級學生完成編程任務時容易“沉浸”，這是針對兒童設計的編程課程的特點。其優點毋庸置疑，但在學習中對觀察技能的訓練也很重要。

（一）創設觀察情境，明確觀察任務

編程中觀察的目的是正確認識事物。抓住事物問題的特點，是正確觀察事物的關鍵。對于低年級學生來說，觀察時，教師要注意搭建有吸引力的平臺，引導學生發現“觀察點”。教師在教學中可創設寬松、和諧的情境，開展一些生動、活潑、學生喜聞樂見的活動，如“賽一賽”游戲、文娛類活動、智力類活動等，讓學生感受到問題的有趣，產生利用所學解決問題的愿望，讓其身心愉悅、毫無負擔地進入觀察情境。學生通過初步觀察思考如何解決問題，再通過教師細化問題的引導深入觀察思考。教師要注意訓練學生用準確的語言去描繪所觀察事物的主要特征，進而圍繞“觀察點”展開更為豐富的語言表達。學生在觀察情境中暢所欲言，充分表達對觀察任務的理解，通過自我表述、他人分享、教師提問等方式明確任務要求，把握觀察的目的，從而避免觀察的盲目性。

（二）具化問題導向，多感官優化觀察

教師可以通過明確任務要求、把觀察的任務具體化、以興趣或問題為導向，引發學生主動思考，為學生從細節出發到整體性思考提供路徑。低年級學生的自主觀察能力還很差，因此，教師在指導學生觀察時，方法應靈活多樣，使觀察的問題盡可能具象化、有明確的導向性并且貼近學生生活。教師可引導學生在課堂中利用看、聽、說、唱、觸、跳等多種方法恰當地對問題進行全面、細致、有序的觀察和理解。在解決問題的過程中，學生多感官配合能讓觀察更細致，能夠發現明顯和隱藏的細節，減少差錯。對于低年級學生來說，將多感官配合到編程的學習中很有必要。同時，教師還要引導學生再配合具象化的板書來梳理不同的問題，總結經驗教訓，開拓思維。

（三）個別結合合作，開拓認知角度

個人的學習是片面的，知識的火花需要碰撞。當學生進入觀察過程后，教師要進行針對性的、個性化的觀察指導。在觀察過程中，教師要注意學生主體地位的體現，不能過多限制學生觀察，只要學生喜歡，應讓他們盡情觀察，并給予及時指導，引導學生更加深入地探索。低年級學生學習能力差距較大，采用小組合作的方式可以縮小部分差距，但學生合作經驗不足，教師需加強學生合作學習的指導。同時，每個班級的學習能力同樣存在差距，教學中教師需根據學生學習程度及時調整教學方法和任務要求。多種學習方式相輔相成，學生可以獲得不同角度的認知，來自教師和不同學生的觀察結果能夠刺激他們再思考、再發現，為深度學習奠定基礎。

（四）積累觀察反思，探索本質規律

良好的觀察需要大量的知識儲備，沒有足夠的知識不僅不能理解所觀察的事物，而且對于事物的某些特征也難以覺察。因而，教師引導學生對以往的觀察進行積累和反思尤為重要。反思可以運用更加符合低年級學生特點的具象化形式，如說、畫、唱、跳等，在多次反復的過程中加深理解和感悟，以量變引起質變。同時，教師可以多應用皮格馬利翁效應來激勵學生積極探索，刺激學生表達，再通過表達刺激反思。通過教師的引導和學生相互之間的分享，學生在反思的積累中潛移默化地遷移已有知識、分析規則或規律反映的事實，從現象乃至隱蔽的細節中探索事物的本質，最終形成自己的觀察方法和路徑，提升學習力。

結合以上策略，在針對低年級基于觀察的編程課堂上，筆者提出了下圖中的模式，引導學生圍繞觀察任務利用編程解決問題。

圖1 低年級基于觀察的編程學習模式

教育無定法、無捷徑。低年級的編程課程具有一定的特殊性，就更加要求教師在教學中另辟蹊徑。我們強調思維的訓練，但那些高大上的詞語都不如觀察力的培養來得踏實和本真，觀察力的培養是思維訓練的第一步。其實學生只是不會“看”，教師要引導學生通過深入觀察、掌握觀察的本質深度學習，為思維的發展助力，這樣才能讓編程的“星星之火”持續燎原。