远程学习计算思维和Scratch
关键词：计算思维，Scratch，电子学习，学习教学创新
摘要：在过去的几年中，学习计算思维这一概念获得了几乎所有人的重视。Scratch也是全球推广IT的最常用产品之一。然而，在与学生在课堂上使用它时，大多数教师面临困难。考虑到这一想法，我们在科英布拉大学的远程教育项目中开发并运行了一段远程教育课程，专门为小学教师专门设计，通过使用Moodle作为学习管理系统来学习计算思维概念和Scratch。在本文中，我们描述了在线教学和学习的第一个经历，结果获得了对本课程的未来工作有意义的结果。这一结果的结果表明，学员可以学习计算思维概念和Scratch编程，并使用这种教学和学习的方式为其课堂练习开发有用的产品。因此，已计划第二版课程不久。
- 介绍
计算机科学与通信在当今社会中发挥着不可避免的作用。事实上，21世纪的社会是大量的计算机化和网络，并且需要每个人都有计算知识和技能，尽管在不同的水平。应该指出的是，不知道如何读的儿童，在3或4岁时，已经使用和操纵计算设备，例如平板电脑和智能手机。此外，计算思维（CT）和编程的发展可以被视为任何人的附加值，因为它们允许制定对许多知识领域的重要竞争力。每天，我们经常使用CT宣传的功能来执行任务或解决问题，因为当我们被要求从我们的房子到最近的CE或想要对任何类型的数据进行排序时。
这些同样的问题可以在教室里很容易出现，例如当学生必须使用地图从一个位置向另一个位置提供指示，组织数据，从计划到文件阶段写一篇文章，建立一个乐器，或准备任何主题的演示文稿。但是还有许多可以认为的其他例子。
我们在文献报告中发现几项在全球范围内为提高这些能力所做的几项努力。我们可以参考欧洲项目教师的实例，将计算到4至14岁的学生在该项目中，已经为教师使用了几种材料和方法，以便在课堂上从活动和游戏，其他人工制品和工具中使用课堂。另一个举措是（Ouahbi等，2015）中描述的举措，在那里，提出了一项关于在摩洛哥的高中生创建游戏的研究。在（Curzon等人，2009）中，作者指出，计算思维可以帮助提出大学预大学生的问题技能，并且它可以将BeneFi带到信息和通信技术（ICT）本身之外。另一项研究提出了使用计算思维和Scratch的两年项目的文件，并在五所小学中显示，表明编程概念学习，逻辑和计算实践有所改善（S（CID：1）AEZ-LCID：1）OPEZ等，2016年）。在葡萄牙，还有几项举措进行了。我们提到了Eduscratch项目，一个项目推动教育社区的支持，培训和分享经验（Eduscratch，2017）和项目“Iniciaccedil;ao~ a Programaccedil; ao no 1. ~ ordm; Ciclo do Ensino Basico ” 来自教育部，主要目标是促进CT，数字素养和横向竞争力的发展（Iniprog，2017）。
Naughton（2012）认为这种知识和技能的学习如果可以在一个非常早期的阶段开始，最好是在小学。因此，希望各种等级和地区的教师可以随时接触到这些相关主题，以及其原理，以便能够以课堂和学习活动的最佳方式应用它们，因为他们的学习可能需要不同的方法（Yadav等，2011）。也很重要的是要实现学生的活动可能更具挑战性以及它们如何构造的活动，哪些工具可以更容易，更适合使用等（Guzdial，2008）。在这方面，在全球范围内，作为文献证明，这包括葡萄牙的文献。关于计算思维和Scratch的远程教育课程，特别是为葡萄牙小学教师设计，旨在为他们提供所需的培训和工具，以便在课堂上与学生一起做出更容易且更充分。
本文以下列方式构建：首先通过描述计算思维的方法开始。然后，我们通过指出一些可以在学校环境中应用的一些学习问题和教学策略来继续前进，以帮助促进计算思维开发。在我们专注于Scratch和我们开发和运行的课程之后，包括展示结果分析和课程未来的改进。
- 计算思维
自从Jeannette Wing推出了计算思想的想法，即每个人和横向对这些主题引起许多研究人员和教师的注意（Wing，2006）的知识领域的基本技能。这个想法并不是新的，因为1980年，Papert已经使用了这一概念，但在这方面的大部分工作与标语中中，它仍旧被认为是从 2006年开始的。
根据Jeannette Wing 对计算思维的说法，“涉及解决问题，设计系统和理解人类行为”（2006 ，第33页）和“概念化，而不是编程，...需要在多层抽象中思考 ......一种方式，人类，而不是计算机，想想，......想法，不是人 工制品”（2006，第35页）。而且还使用分解，建模，规划等递归和并行思考（Wing，2006）。
这些陈述超过了一定文件，是为了描绘尚未完全成熟的想法，尚未完全熟化的想法（Kalelio（CID：4）Glu等，2016）。但是，从2006年开始，几位研究人员和机构试图将其申请和开发各种观点的概念。在此，我们将提及一些。
根据Barr和StepiaSon（2011）计算思维涉及几种概念和能力。核心是：数据收集，数据分析，数据表示，抽象，问题分解，算法和过程，自动化，并行化和仿真。他们认为计算思维是解决问题的方法 ，可以以某种方式自动化，并且可以应用于许多受试者或地区。为此，应为教师提供有效的应用例子和材料。
仅关注精神过程，SELBY和WOOLLARD（2013）作为一种认知作为一种认知或心理过程，人类，而不是机器，在广义上解决问题，以及涉及：
- 抽象——它包括隐藏现实的固有复杂性，只表示其基本方面。
- 分解——它包括将任务或问题划分为更简单的部分，以便它们可以解决。
- 算法思维——它包括定义任务作为一组简单的任务进行逐步说明。
- 评估——包括评估解决方案的优点和限制。
- 泛化——它包括从特定情况移动到更一般的情况。
像微软和谷歌这样的公司还开发了计算思维和编程学习的几个项目和计划。例如，谷歌（2017）在计算思维上定义了一个概念指南，可区分思考过程从实际结果。前者涉及：抽象，算法设计，分解，数据分析，模式识别。后者：自动化，数据收集，数据表示，并行化，模式的泛化，模拟。
在最近关于计算思维上的文献的最新研究中，它识别出这个范围中最多的单词是抽象，解决问题，算法和思维，这与上述所有内容一致。然而，也发现，该概念尚未成熟，并且需要如何教学和评估实践中有效计算思维技能发展的学生（Kalelio（CID：4）Glu等 ，2016）。
- 计算思维的发展：学习问题和教学策略
客观主义认识论已经主导了多年的教学和学习实践，主要目标是以最有效和最佳的方式传播给学生的知识并确保其通过锻炼收购。这些原则仍然利于今天的大部分教育实践，据信解释正确的行为变化，但概念或精神变化并非如此。
还有一个观点，建构主义的运动，这具有其基本原理在知识建设中的主题。学习是一个发展过程，其中受试者构建知识，构建逻辑-数学知识，学会批判性地思考，并学会解决真实环境中出现的 创造性的问题。在这方面，存在不同的方法，如基于问题的学习和建模，可以要求和发展这些技能。乐趣也可以在学习中具有重要作用，因为它可以促进学习。
3.1学习问题
孩子们认为与成年人不同，逻辑数学知识的建设可以和通常很早就开始。据Piaget，年轻人认知发展有四个阶段（感知运动阶段，前运算阶段，具体运算阶段和形式运算阶段）。通过接受足够的刺激，孩子能够快速地执行此循环。正是在孩子对物体的动作和操纵中，他的/她的逻辑数学知识被建构起来（McLeod，2015）。
对于Ennis，批判性思维是“一个合理的再次反射思维，专注于决定相信或做什么。” (Ennis, 1987, p.10)。有几种能力在恩尼斯分类学中被定分为五个主要类别（要素声明，基本支持，推理，澄清 ，策略和策略）。每个人都应对应一些可以完成的活动（Tenrei ro-Vieira＆Vieira，2001）。作为Tenreiro-Vieira和Vieira说批判性思维一般意味着“寻求成为博识的、使用并提及可靠的资源，寻找原因，寻求可选择性，拥有一个开明的思想并追求精益求精。”
我们可以获得对于创造力的不同定义（Batey，2012）。（plucker等人（2004），p.90）因为它“是个人或团体产生的可察觉产品的互动，过程和环境之间的相互作用，这些产品既有新颖的，也可用作社会背景下的定义”（Sternberg和Lubart（1999），p3）说这是“能够创作既新颖（即原创，意料之外的）又适当的作品（即有用的、适应限制条件的）。事实上，创意，适当性和有用性是创造性过程中的关键概念。但是，这是一个复杂的一个涉及几个组件，即创意环境，体验的人格，一些知识，内在动机和想象力。
3.2教学策略
教育系统通常吸引有效的方法，这些方法开发了逻辑推理，批判性思维和解决问题的技巧，并且可以在许多领域应用。有几种方法（见表1）。几种方法是通过他们了解知识和学生在其发展中的作用的差异，以及涉及教师的更多指导或促进教师的角色（Fartura，2007; Savin-Baden＆Major，2004）。一些作者区分了基于问题的学习和基于项目的学习。在后者中，该项目不一定会因问题而产生。在前者中，问题情况是由教师推动整个过程的情况（Barrows ＆Tamblyn，1980; Fartura，2007）所呈现的情况。
学习可以积极或间接地发生，即通过观察模型，生活或象征性 的性能。建模是指观察模型（Rosenthal＆Bandura，1978; Schunk，1987; Zimmerman，1977）而发生的行为变化，可以为学习过程添加标志性价值和维度。即使在数字方案中的观察，也有助于一般收购信息，特别是关于某些动作的后果的信息，因为我们对符号代表符号的能力来说是能够间接学习的现实自我反应（Silva，2009）。
Ludic可以被定义为：“完全经历经验的主题的内在状态。（...） Ludic与游戏没有直接相关（...）相反，Ludic是与个人的内心态度相关，一个人在他的感受，他的思想和他的思想之间融入融合 。”（Silva，2015，p.104）。
可以通过使用的实验来完成儿童的学习，因为娱乐的环境让他们更容易吸收概念和语言以及逐渐学习更多抽象，若干研究表明，这种实验也获得了巨大的成功和良好的学校适应性。
- Scratch
Scratch是一种环境和编程语言，特别为儿童开发的MIT Media Lab（Https://Scratch.mit.edu），可用于开发计算思维（Brennan＆Resn ick，2012; Resnick等人，2009）。 虽然还有其他环境（Hughes，2016）和语言（Alice，Logo等）和仿真方法（Ahamed等，2010），3-D建模和可视化环境（Mo rreale等，2010）和机器人（Lee等人，2011; Pinto-Llorente等，2017），从文献参考数中就可以看出，Scratch已经被广泛应用。
Scratch开发的目的是让任何人都能很容易地使用它，无论年龄、背景或兴趣如何。为了实现这些目标，语言命令类似于LEGOreg;积木(https://www.lego.com/
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