北美直播 ▎小学阶段，如何整合STEM与编程教学？
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核心内容：
孩子是否有必要从小就学习编程？
什么是STEM？
怎样让孩子们透过STEM学习编程？
Jenny：学习编程最主要是帮助学生建立解决问题的能力。比如，如何把游戏中的人物从一个地方移动到另外一个地方，学生就要想办法去解决这个问题，这样就锻炼了学生独立解决问题的能力。对我而言，教学过程中编程语言固然重要，编程的学习最主要的还是训练学生解决问题的（思维）能力。
Jenny：不知道是学生们变懒了，还是社会风气使然，学生们遇到问题首先就是用百度，GOOGLE等搜索引擎去找问题的答案，而不是去思想：什么导致这个问题的产生？我如何解决这些问题？我可以向谁寻求帮助？有哪些资源来解决这些问题？一旦解决不了，挫败感就袭上心头，变得很沮丧。我们期待学生们能静静的坐下来，自己去思考，而不是遇到问题就到互联网寻找答案。
目前主要是通过科技或者小的项目作业帮助学生建立解决问题的思维模式。藉助更多的方式，让学生知道如何解决问题。
Jenny：STEM就是科学Science、科技Technology、工程Engineering和数学Math。STEM这套课程主要锻炼学生的思维模式，藉助现实生活中所遇到的问题，让学生们用课堂上的知识去解决这些问题，进而培养学生解决问题的能力。
例如，我们学校的垃圾桶经常受到小浣熊的攻击，小浣熊经常到垃圾桶里面去寻找食物。通过生物课程学到的内容——“动物的生活方式及活动模式”去思考“为什么这些小浣熊离开自己生活的生态系统，跑到学校垃圾桶去寻找食物”，以及“如何让小浣熊回到自然的生态环境，我们做哪些事情可以阻止这样的事情发生”。就是把学到的知识应用到生活中，培养学生解决问题的能力。
Jenny：在美国，编程都是在高中学的。CODE.ORG网站上，有很多适合学前预科（pre-k）、幼儿园或者小学生的编程课程。小学生的抽象思维比较欠缺，无法理解编程。从教学上不会单纯的教他们某种编程语言，所以孩子小的时候，可以用一些特定的“肢体语言”进行“编程”来控制机器人的行为：会让学生从一个具体到抽象的理解。学前和幼儿园阶段不应该让学生过多接触屏幕设备，只是让他们用自己的身体或感官控制机器人来学习编程。（注：比如不插电编程等）
Jenny：我无法用专业医学知识来确定伤害与否，但作为一个妈妈，我认为孩子小时候不要花太多时间在屏幕上。小学是学生大脑发育的重要过程，太多的关注屏幕不如在外面玩、用手做一些事情、社交或者做一些体育运动更有益处。而且，不同学生对待电子设备态度也不一样，有些学生拿到电子设备就“沉浸式”的融入其中很难自拔，而我儿子10-15分钟就能放下去做别的事情了，所以还需要自己去衡量。父母需要确定学生使用电子设备的时间；老师也不要在课堂上单纯使用电子设备。当然学生越大，对时间的管理和自律能力也越强，可以相对自由一些。对于低年级的学生，可以给更多的动手操作机会，而不是使用屏幕。我通常在四五年级的时候才会让学生用ipad，每周只有10-15分钟左右。
Jenny：低年级确实不给学生用IPAD，我给学生介绍STEM这个课程的时候是不会直接就给他们IPAD，以免他们觉得STEM这个项目就是各种电子产品而已。第一年更多的是让学生动手实践、做项目的设计，让学生明白这个项目的核心内容是了解问题，并且如何设计和解决解决问题的思路。当他们了解、熟悉这个本质之后，会给他们发电子商品，例如IPAD。但这些电子产品并不作为学习的主力，只作为资源，让他们发现这仅仅是一种解决问题的方法和一种资源。
比如说，对于四年级学生来说，在学习国家的历史时，会接触到我们国家一些伟大的发明家，他们发明了什么，他们的特质是什么。比如具有创造力，有忍耐性，会坚持不懈，因为这些使他们做出了伟大的发明。学生们会明白发明不是凭空出现的，而是经过不断努力的尝试才获得的。
Jenny：这些是学生们的一些作品。
“会飞行的鞋子”：我提到“我们从一个地方到另一个地方需要很长时间，路上会有很多的不方便”。于是学生们想到如果有会飞的鞋子就好了。虽然想法很疯狂，我们仍然鼓励学生去找资料，看看如何能制作会飞的鞋子，并帮助学生用3D打印机设计、构思及制作这个模型。然后会让他们在课堂上阐述为什么这个发明是有用的，怎么做到，并告诉大家有什么用，然后要锻炼学生说服我们购买他们的发明。这就结合了定价等市场营销策略来锻炼他们的经济头脑，这是非常好的整合课程。
第二个发明，有个同学考虑如何更好照顾家里的狗，就想到了发明一个机器人，实现对小动物的自动化喂养。
还有一个同学说他弟弟很喜欢玩乐高，经常将乐高散在地上，踩到的时候脚很疼，所以他设计了一双袜子，袜子的底儿很厚。虽然看上去很简单朴素，但是却很实用，踩在乐高上脚不疼。很多的同学表示更喜欢这个袜子，价格比较合理。
这个项目前后花了近3个月，大概10-15周的课程，让学生们知道完成一个伟大的项目是需要很多时间的。在课堂上，我会给学生IPAD，让他们学习搜索引擎，去查询资源解决问题。
Jenny：www.CODE.org，如果你的学生没有一点基础的话，可以从这个网站开始，很直观的用图文视频等循序渐进的方式让学生明白编程的原理，后面也会有创造性的项目和作业，学生可以尝试去做。这个网站帮助学生借助block语言（模块化语言）让你的操作可以看到对应的程序代码：比如向前，后退，就很直观的让人知道计算机的任何操作都是需要程序来控制。有一些基础后，就可以学习SCRATCH。当他们有了自信和爱好，学习scratch也都不成问题了。
对于初学者来说我非常推荐从code.org这个网站开始。
Jenny：目前，我没有某一个具体的教程来推荐：之前教的是从预科（pre-k）到八年级的编程课，我发现如果小时候没有训练好思维方式，学生很难接受编程的课程。所以后来开始教低年级学生的编程课，这样可以从小锻炼他们的思维模式。通过这些比较简单的编程设计后，中学就可以进行针对机器人或者更复杂的项目的编程。
目前，我在小学编程课堂提供简单的乐高编程机器人。学生们拼完乐高以后，可以用IPAD把程序输入模块，机器人就可以做一些简单的动作，例如向前走、走后走等。这些练习可以给学生打基础，到了中学以后就设计更复杂的机器人的动作。
Jenny：编程是这个STEM科学课程的一部分，这类科学课程主要是锻炼思维模式，其实最核心的还是锻炼学生如何去解决问题。你也可以用文科的各种方式：历史、文学、阅读小说啊等等，同样帮助学生建立解决问题的能力，所以编程并非一门必须课。依我所见，尽可能用当下有的资源，帮助学生建立起解决问题的能力，这个是教学的关键。
Jenny：低年级和高年级课程设置是不一样的。低年级训练思维方式，接触和了解这个课程，所以课程频率很低。有些学生课后还喜欢专研，继续学习，有些学生学过就完事儿了，这些都没问题，因为小学阶段主要是了解课程和培养兴趣，到高年级时就不会觉得生疏了，他会喜欢并享受编程课。
关于全美计算机科学联盟（ACSA），我没有这样的目的性，教学的主要目的还是提高他们的兴趣，让学生在玩的过程中学习编程。
Jenny：这并不一定会让你在竞争中胜出。现在高校大学录取竞争很激烈的，但好的兴趣和一技之长确实会帮到你。当然，如果选择法律、医学这类专业的话，招生官会觉得你有解决问题的能力和思维方式，会有些优势。
Jenny：AI是一个高科技的名词，对小学生来说，大脑发育还处在具象阶段，抽象思维比较难理解。我不鼓励只知道去做事情而不知道原理，小时候学像python，java，或者ai等语言或技术并没有太大意义。小学阶段的重点还是打好基础，知道编程是什么，如何发生的，然后再学技术和抽象课程。
Jenny：我们说过像scratch这种更高级的编程语言，主要看学生的学习兴趣和能力，年龄因人而异。如果这个学生思维逻辑能力比较强，开始的时间也可以早。需要根据每个学生不同的个体能力去判断，不能强迫7岁学什么，8岁学什么。如果通过CODE.org已经能够熟练掌握了，就可以进行高阶的学习。
Jenny：目前是每周一次。现在也在跟学校商量，如果有作业的话，一个星期会多几次，有连贯性的去学习，一个星期连续2-3天，帮助学生完成这个项目。这是从预科（pre-k）到高三都可以持续学习的一个课程。
我鼓励学生们边玩边学。比如每天15分钟的初级学习CODE.org，每周大概学习一些时间，然后再学习SCRATCH，python这类高级编程课程。
Jenny：IPAD有具体的乐高初级编程课指导内容。教师需要自己设计高阶机器人课程帮助学生掌握这方面的知识。
在低年级编程课上，可以让学生们设计程式，让机器人去找出对应单词的字母，或者红色方块、蓝色圆圈等。这些练习，不仅奠定他们编程思维设计的基础，同时也帮助孩子们学习拼写和认知等。
Jenny：这个测评会有一个评分标准，评判的不是机器人的编程设计或是某个项目的作业，而是在这个过程中你有没有去思考这个问题，有没有动用资源解决问题。布置给学生的作业，失败并不是问题，如果你没有尝试去做，那才是失败的。只要有不同的尝试，就会有分数。项目失败了，并不不代表分数会降低，因为这个过程是教会学生们知道任何伟大的发明都是经历很多失败才成功的。
Jenny：刚开始学校并不熟悉STEM这套教育体系，所以其他教师们很犹豫，不太有把握和自信。老师一旦没有自信去教学，那学生学习和接受起来就会成问题。因此我亲自在课堂上教这些课程，让老师们看到“原来如此”。接下来，我也会在课堂教课，但更重要是继续支持教师们用这种思维方式去训练学生。
Jenny：这个特别灵活，没有一个固定的体系。我们有很多的网络资源，很多老师分享自己的课程设计，然后从中去寻找，再创作，或者是大家一起去设计某个课程。
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