浅谈信息技术教学中创新能力的培养

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昆山市石浦中心校张彬
LOGO语言创始于1968年，是美国国家科学基金会所资助的一项专案研究，在麻省理工学院（MIT）的人工智能研究室完成。LOGO源自希腊文，原意为思想，最初的LOGO语言是由一名叫佩伯特的心理学家设计的。他在从事人工智能的研究中，一个像海龟的机械装置，触发了他的灵感。他利用广博的知识及聪明的才智完成了LOGO语言的设计，成为中小学生十分喜爱的一种计算机程序设计语言。
小学阶段学生年龄段的因素，通过LOGO语言的教学，学生可以用logo语言来画各种各样有趣的几何图形，教师充分利用LOGO语言程序环境，让学生在老师的指导下，有目的地“玩海龟”，目的是使学生能举一反三，培养学生创新能力。
一、LOGO语言的特点
LOGO语言是一种结构化程序设计语言，容易入门，易学易懂，适合初学者。近十年来，教育学家、心理学家和计算机专家从多方面探讨了程序设计语言潜在的优势和对少年儿童的认知能力的关系做了研究。结果表明，学习LOGO语言有助于少年儿童认知能力的发展，促进了学生空间想象能力的发展，并获得解决问题的能力。LOGO语言是一种结构化的程序设计语言，而且结构简单，在程序设计中容易形成模块化的设计方法。在多种程序语言中，最直观、最形象的要数LOGO语言，其中“海龟作图”确实独具魅力，学生只要学会简单易懂的基本命令，如FD(前进)、BK(后退)、RT(向右转)、LT(向左转)等命令，就能在屏幕上自由地控制海龟运动，画出各类图形。通过操纵海龟在屏幕上移动，绘制各种图形和观察图形，使学生理解几何图的特点和不同图形之间蕴含的关系。在学习程序设计的过程中，掌握模块化的程序设计方法，从而画出更复杂的图形。因此，LOGO语言是适合小学生学习的一种程序设计语言。
二、在“玩海龟”中创新
LOGO语言中“小海龟”是学生非常喜欢“玩”的。这只海龟不住在大海，而是住在我们的电脑里，很可爱，也很听话，我们要叫它往哪里走就往哪里走。开始，多数学生叫“小海龟”乱跑。为了让学生不盲目地喜欢“玩”，并且在“玩”后有提高和创新，注意对学生进行操作指导。
（一）注重教学环境，激发学习兴趣
教育心理学的研究表明：学生在没有精神压力，没有心理负担，心情舒畅，情绪饱满的状况下大脑皮层容易形成兴奋中心，创造性思维也容易被激活，创造精神也更能得到培养。这就是说培养创造精神必须营造一个宽松的课堂环境。鼓励一切有独特见解的学生发表意见，对他们提出的问题、设想，哪怕是异想天开的，甚至带一点荒唐的，教师都要热情支持，具体帮助。
例如在《初识小海龟》这一课教学里，学生刚模仿教师用前进命令加左转命令画了一个正方形，然后我就让学生尝试指挥海龟画一个长方形，有学生提出“海龟向前走可以画，向后走可以吗？”，我就马上表扬了这个同学积极开动脑筋，然后因势利导地转入后退命令的教学，又如在引导学生尝试画“回”字时，我提出这样一个问题：“画完外面的正方形后，海龟怎样才能进去画里面的正方形呢？”这时候有个同学开玩笑地说：“飞进去啊。”同学们都笑起来了，但我没有责备他，而是接着说：“对了，海龟就是要飞进来，不然会留下痕迹的，可是用什么命令才能指挥海龟飞进来呢？”带着这个问题学生都把精神集中到学习上，想出了几种可行的办法。在这样轻松活泼的环境中，学生有不怕失败和出错的心理；有自由发挥、充分动口动手的机会；有无拘无束的思维空间。反之，教师过多干预的课堂环境则不利于学生创造精神的培养。试想，一个在课堂上缩手缩脚、不敢动手、动口的学生，怎么会有创造性思维的萌发，哪里又会有创造精神呢?
（二）培养敏锐的观察力，启发学生的创造思维
强烈的创新意识仅仅是创新素质的起点，创造思维才是创新素质的“内核”。创造思维，是依据研究对象所提供的各种信息，使人们的认识打破常规、寻求变异、探索多种解决的新方案或新途径的思维方式。主要表现为求异性和多样性。它不落入定势圈子，广开思路，自由想象，从不同的侧面、不同的相互关系、不同的结构形式，获得解决同一问题的大量的新方案或探索得的的新结论。
1 、培养学生的抽象思维能力
在 LOGO 语言教学过程中 , 要注意引导学生不能满足于就题解题，而应把具体思维对象的本质抽取出来，再把抽象出来的本质属性推广为一类对象具有的普遍属性，这样从特殊到一般，从具体到抽象，必然会促进学生的抽象思维能力。
如，在教授小海龟的一个绝招，重复命令 REPEAT 时 , 我讲解了正五角星形的画法后，然后让学生画出正三角形、正方形、正五边形、正六边形，启发学生仔细观察画出正三角形、正方形、正五边形、正六边形的命令组，让学生去发现这些图形的命令组之间相同点和不同点，找到正多边形画法的规律性，总结出画任意正Ｎ边形的命令：
REPEAT N [FD 　边长　 RT 360/N ］
学生得到了上面的公式后，在画正多边形的时候，只需将正多边形的边数Ｎ和正多边形的边长直接代入上述命令中，就能够画出一个任意正多边形的图形。这样使学生的观察力、猜想、类比、归纳、联想等创造思维得到综合性的培养和提高。
2 、训练学生发散思维能力
在教学过程中，教师经常启发学生在处理很多问题的过程中，用不同的方法或不同的途径分析思考得到同一结论，以培养学生的发散思维和综合思维能力。例如：在练习编写课本中的一个“风车”图形的程序时，问学生：“看谁能够用多种方法，编写这个程序？”如下所示：

此类题目可引导学生进行探索，进行创造性地构想，多次编写程序。本题有多种方法，只举两种方法。
方法一：
TO FC
REPEAT 4 [ REPEAT 3 [ FD 50 RT 120 ] RT 90 ]
END
方法二：
TO SJX
REPEAT 3 [ FD 50 RT 120 ]
END
TO FC
REPEAT 4[ SJX RT 90 ]
END
教学中设计这样一题多解，还有一题多问、一题多变等问题，无疑能够启迪和培养学生的创造思维能力。
3 、发展学生逆向思维能力
在讲授 LOGO 语言重复语句命令 REPEAT 嵌套使用（最简单的二重嵌套）的方法时，
我要求学生用重复语句命令 REPEAT 嵌套写出一个“田”字命令语句，第一步让学生观察、思考“田”字中包括了几个正方形？学生分析得出结论：“田”字中包括一个大的正方形和四个小的正方形，一共是 5 个正方形。第二步叫学生先写出一个小正方形的命令 REPEAT 4[FD 40 RT 90] ，第三步问：如何才能使四个小的正方形组成组成一个大的正方形，变成一个“田”字呢？四次重复这个小的正方形命令组，在 REPEAT 4[FD 40 RT 90] 的命令组前面加上一个 REPEAT 命令，变成了 REPEAT 4[REPEAT 4[FD 40 RT 90] RT 90] ，写出了“田”字命令语句，这样由浅入深、由里向外引导学生一步一步地写出“田”字的命令组，增强了学生分析问题、解决问题的能力，开阔了学生的思路，发展了学生的逆向思维能力，有效地提高学生的创造思维能力。
（三）让学生在自学中创新。
创新能力是在强烈的创新意识驱动创造思维的条件下，综合性地表现为：能主动胜任某项任务变革的主观条件。创新意识、创造思维集中体现在创造能力上，构成创新素质的内涵，这三者相互渗透、相互作用、不可分割、相辅相成，是一个统一的辨证体。一个人掌握的知识仅靠在学校里所学习的，那么远远不能适应社会发展的需要。所以我鼓励学生进行自学。在学习“海龟作画”后，有些同学通过自学，学会在LOGO语言中做算术题、作曲。根据他们的兴趣编写程序。程序是否正确还得在电脑上运行和调试。只有通过操作实践才能发现错误，学会怎样思考问题和改正问题。
俗话说：“眼观百遍，不如手做一遍。”动手操作实践这一教学手段，符合儿童喜欢自己动手摆弄、尝试的心理特点，符合儿童需要经过动作思维感知建立具体形象才能进行抽象思维的认识发展规律。现代的创造教学观也认为，获得科学结论的过程比结论本身更为重要。这是一种与传统的教学观念有着本质区别的全新的教学理念。其实，一切创造都源于实践，实践的过程既是学生参与探究事物规律的过程，也是思维的外显过程，而且，学习计算机语言离不开上机操作实践，不论是单个命令的作用，还是程序运行的结果，都需要上机操作来感知、来验证。因此，在LOGO语言教学中，加强上机实践教学，从课本的例题到练习，都应该让学生有充分的上机实践时间，这无疑是培养学生创造性思维的一条良好途径。
如，在教授了 LOGO 语言的彩色绘图命令后，学生面对显示器屏幕出现的五彩缤纷的图形，会兴趣大增，都具有希望自己能在屏幕上绘出不同颜色图形的强烈愿望。然后让学生根据自己的喜好在屏幕上设计一幅彩色图形作业，有的同学画出背景颜色是浅蓝的红色风车，有的同学画出背景颜色是紫红的蓝色房屋群，有的同学画出背景颜色是白色的黄色火箭等五颜六色的作品，种类多极了，简直目不暇接。经过学生们精心设计、修改，拿出了自己满意的作品，教师可以选一些优秀的作品投影到大屏幕上展示出来，让学生互相“观摩”，吸取别人的长处。这样，极大地调动了学生学习的积极性和探索精神，创新能力得到充分展现。
总之，logo语言是针对儿童制作的编程语言，能使儿童在认知与技能上得到较大的发展，所以,logo语言编程培训必须从小学抓起。这是我们的责任，也是我们的义务。培养学生的创造精神，这是计算机语言教学的要求，也是素质教育的基本要求，只要我们能坚持不懈地努力，一点一滴地积累，就一定能培养出有创造力的高素质的人才。

主要参考材料：
1、《logo简介》