Marina Umaschi Bers關於編程作為一種基本的識字形式

在一年級的教室裏，洛納開始向學生們介紹機器人技術。當她開始背誦兒童讀物時，學生們急切地坐在桌子上，安靜下來有個吞了一隻蒼蠅的老太太．在閱讀時，洛娜指出了重複的各種用法，這是學生們最近在英語課上學習的一個術語。當故事中出現重複時，她要求他們舉手。學生們一次又一次地舉起手，看到教室裏無數重複的單詞或短語。洛娜將這種重複的可預測性稱為一種模式。在故事的最後，洛娜女士解釋說，重複不僅在英語等自然語言中是必不可少的，在KIBO等編程語言中也是如此。

不久，她拿出了KIBO機器人，孩子們高興地鼓掌。在房間的前麵，她把KIBO舉得很高，讓每個人都能看到，她要求一個誌願者幫助她拿著KIBO積木。洛娜女士開始用一個開始塊和四個前進塊來編寫程序。她有意地省略了完成程序所必需的結束塊。同學們毫不猶豫地齊聲喊道:“你們忘了最後一塊了!”洛娜的反應很驚訝，但她始終意識到這個錯誤，她說:“謝謝你調試我的程序!”然後她問:“在我現在完成的程序中，重複的是什麼?”一個急切的學生把手舉到空中回答:“前麵的攔網!”洛娜讚同地點點頭，接著又問了第二個問題:“同學們，它重複了幾次?”學生們舉起四根手指作為回應。 Ms. Lorna nods in affirmation and explains, “We have now created a repeating pattern of blocks, just as we read a story with repeating patterns of words.” Then she adds with enthusiasm, “Now let’s run the program!”

另一名學生自願用KIBO做常規掃描程序。KIBO通過閃爍的綠色按鈕提醒學生它已經準備好運行它的程序，這是一個成功的信號。當學生按下播放鍵時，KIBO開始向前移動四步，直到完成它的程序。當機器人移動時，房間裏充滿了各種各樣的KIBO的歌聲，當KIBO停下來時，它發出了一聲長長的歎息。一名學生喊道:“我想讓KIBO繼續前進!”洛娜激動地回答說:“阿莉婭，你建議我們怎麼做?”

阿莉婭在回答之前想了一會兒。“也許如果我們使用更多的向前積木，比如100個!”洛娜抓住這個機會，回到了重複的概念，教了一個新的KIBO積木，她說:“阿莉婭，這是個好主意!不幸的是，我們沒有100塊前進的積木，但還有另一種方法。”

當老師回到KIBO的工具箱裏拿出兩塊新的積木時，學生們都很注意。“這就是我們所說的重複循環，”老師說，並展示了灰色的開始塊和結束重複塊。“當我們想讓KIBO重複一個動作時，比如向前走，我們就會使用這些塊。”洛娜女士把前進塊放在灰色的開始塊和結束重複塊創建的循環之間，說:“看!就像我們在做奶酪三明治。前麵的塊是我們的奶酪，它位於兩片麵包之間，開始和結束是重複的塊。”

“但是我們怎麼告訴KIBO要重複多少次呢?”一個學生問。洛娜向他們解釋了參數的用法，參數是用魔術貼貼在重複塊上的一個編號或無限小的卡片。“我沒有看到一百張牌，”阿莉婭說，但她補充說，“讓我們讓它無限次重複，直到永遠。這比一百強多了。”其他孩子同意了，開始咯咯地笑起來。洛娜女士使用重複循環、轉發塊和無限參數卡創建了一個新程序。在KIBO被掃描並開始運行後，阿莉婭觀察到:“這太棒了。掃描一百個街區要花很長時間。這是一個100。甚至更多，不間斷!” Ms. Lorna responds by affirming to the class, “Exactly, repeat loops make it easier to scan a KIBO program that has a repeating pattern!”

這個班級現在渴望自己編程。老師告訴學生們進入他們的KIBO遊戲小組，開始組裝他們自己的重複循環程序。學生們以小組為單位創作各種重複的圖案:動作、聲音和光塊，教室裏熙熙攘攘。當學生們完成他們的程序構建後，他們一起工作，扮演掃描儀和助手等角色來掃描他們的程序。當一些小組構建他們的重複模式時，另一些小組努力讓KIBO運行程序。挫敗感在跺腳和大聲歎息的回聲中被喚起。然而，學生們知道，調試是編碼過程的一部分，而且他們做到了。興高采烈的一群人帶著精心製作的程序示意洛娜觀看他們的KIBO重複幾次(如果不是無限次的話)他們的程序。隨著課程的結束，學生們開始打掃衛生。被分配到小組組織者角色的學生負責，把每個KIBO部件放回各自的箱子裏，就像他們已經做過很多次一樣。

洛娜女士的課堂遵循的是我在塔夫茨大學的開發技術研究小組開發的CAL KIBO課程。本課程介紹了計算機科學的強大思想，如重複循環，與讀寫能力的強大思想進行直接對話，如重複。然而，在討論這個問題之前，我們首先關注排序的概念。序列可以通過單詞和故事在自然語言中找到，也可以在人工語言中找到;算法是機器人或程序要遵循的指令序列。

在最簡單的層麵上，計算機編程是將一係列指令組合在一起的活動。在製作這個序列的過程中，程序員需要進行抽象的邏輯思考。雖然我們大多數人都能識別思考的行為，並認識到它的價值，但對它的定義卻沒有學術共識。思考是一種表現、模擬、理解、解釋、預測和創造我們在世界上經曆的能力。語言有助於思考。正如蘇聯心理學家列夫·維果斯基(Lev Vygotsky)所寫的那樣，“思維的發展是由語言決定的，即由思維的語言工具決定的。”因此，作為教育工作者，我們努力幫助孩子們發展最強大的思考工具之一:自然的書麵語言。在編程領域，我們給了他們另一種工具:人工編程語言。

幼兒教育在培養語言技能和支持從口頭語言到書麵語言的過渡方麵有許多策略。讀寫教學長期以來一直占據著初等年級。今天，我們有了一個新的機會:通過使用自然語言和人工語言教孩子們如何思考。人類能夠理解書麵字母，而智能對象隻能理解編程語言。

我在用這個術語語言無論是自然的還是人為的，指的是一種正式的符號表征係統，受句法和語法組合規則的支配，用於交流。這個廣義的定義包括自然語言，如英語、西班牙語、日語，計算機語言，如C或ScratchJr，手語，音樂符號係統，以及有形語言，如KIBO機器人等等。自然語言和人工語言都有一組有限的符號來表示意義，並且可以按照一組規則以多種方式組合。研究探索了自然語言和人工語言之間的異同，自然語言處理和計算語言學等跨學科的研究已經出現。探究這些問題超出了本書的範圍。

在這裏，我將分享一種教學方法，使編碼成為21世紀的文化。讀寫能力的目標是掌握句法和語法，以及表征係統的意義和用法。一個有文化的人知道，閱讀和寫作是解釋的工具，最終也是權力的工具。他們支持新的思維方式。巴西教育家保羅·弗萊雷認為，識字是批判性理解、理解世界以及積極改變世界的工具。他在70年代早期和80年代寫道，文字是個人轉變和社會變革的工具。他的作品激發了大眾掃盲運動，作為解放受壓迫者的一種方式。我相信編程也是如此。此外，將編碼視為一種素養，讓我們有機會獲得新的方法來教授編程和閱讀和寫作這兩種21世紀的素養。

超越編程:孩子們如何通過編程學習人類價值觀作者Marina Umaschi Bers，麻省理工學院出版社出版，©2022麻省理工學院