基于手機App Inventor的項目式教學培養學生學習編程

林劍輝

【摘要】現階段，中小學生在編程教育的學習方式是“情境導入-知識講解-教師布置任務-學生實踐”，導致學生成為學習技能的復制者，并且經過一段時間就會遺忘殆盡。如何讓學生保持學習編程的興趣，并能把編程的知識應用到生活中？文章以手機APP Inventor課程為例，闡述了當中項目設計的理念、目標、單元內容、活動設計及評價方法。

【關鍵詞】App Inventor；項目式教學；編程學習

一、編程時代的來臨

移動互聯網、物聯網、云計算、人工智能等新技術的發展使人類社會發生了前所未有的改變。對未來一代人來說，社會不僅意味著人與人之間的關系，更意味著人與機器之間的互動。掌握編程技術，將使學生在未來能夠掌握與機器交流的“語言”。

編程教育正成為全球計算機教育的新趨勢。美國非營利組織Code.org發起的“編程一小時”活動，受到了微軟創始人比爾·蓋茨、Facebook創始人馬克·扎克伯格等人的支持。該活動旨在提高人們尤其是青少年的創新能力、計算思維，并普及計算機科學教育，迄今已有超過5000萬人參加，甚至連美國總統奧巴馬也成為美國歷史上第一位學習編程的總統。他更指出，編程如同識字一樣，應成為基礎教育的一部分；不要只是買一個新的電腦游戲，而是自己去做一個；不要只是下載最新的應用程序，而是去幫助設計它；不要只是在手機上玩玩，而是要去編寫它的代碼。

二、中小學關于編程教學的課程要求與學生學習的現狀

《基礎教育信息技術課程標準（2012版）》明確提出在中小學各階級開展部分“算法與程序設計”教學，其中：“小學階段以體驗為主，強調借助積木式編程工具，通過對對象、模塊、控制、執行等概念及作用的直觀操作體驗，感受編程思想；初中階段以高級程序設計語言為工具，通過嘗試設計與實現基本程序結構，將實際問題解決與算法思想形成聯結；而高中階段則從面向實際問題的解決入手，借助幾種比較典型算法問題的解決，幫助學生體會算法與程序設計的作用及其魅力?！?/p>

初中學生在初二階段以VB語言學習程序語言的分類、變量、語句（賦值、定義變量）和三種基本程序結構（順序、選擇和循環）。高中學生在高一必修模塊的第三章《信息的編程加工和智能化加工》和選修模塊《算法與程序設計》接觸算法的內容。課堂的組織方式多以“學生觀摩-教師示范-任務布置-實踐完成”為主。在這個過程中，學生只是成為教師教學知識與操作技能的復制者，缺乏學習熱情，并且知識以外很多重要的東西如創造性地解決問題，團隊精神的培養，如何從多角度考慮問題等則被忽略掉了。

三、項目式教學的含義

項目式教學要求教師不僅要重視對學生進行理論知識的傳授，還要在教學過程中積極開展實踐教學，以培養學生動手實踐能力。這種教學模式充分體現了理論與實踐的結合，可實現素質教育的目標。在教學過程中，教師要做好教學準備，根據教學內容來設計項目任務，制訂科學的教學計劃，以此指導學生高效地完成項目。項目式教學具有較強的實踐性，其注重的是學生在教學過程中的表現而不是局限于最終的結果，能培養學生解決實際問題的能力與團隊合作的精神。

四、App Inventor的引入

現今大多數學校講授的編程語言是VB6.0，開發環境是基于Windows的系統。眾所周知，VB6.0是微軟1998年推出的編程環境，編程界面也很陳舊——簡單粗糙，與學生在平板電腦、智能手機上見到的App界面相去甚遠，并且編程方法是傳統的代碼編寫，學生學習的興趣日益降低，遺忘率高。

App Inventor是一款基于Web、無須編程經驗的初學者的Android應用開發工具。其中文意思是“應用程序發明家”，是由Google公司開發的一個致力于快速開發Android系統的移動應用的可視化平臺。App Inventor于2012年1月移交麻省理工學院行動學習中心，并以Mit App Inventor（http：//appinventor.mit.edu/）的名字公布使用。與傳統的代碼編程不同，App Inventor中的程序是通過可視化的指令模塊來實現的，并用模塊定義不同的功能。該平臺具有低成本、低門檻、支持手機自帶的傳感器和開源硬件等特點。App Inventor可以開發各類數字化互動手機作品，是培養學生學習編程的理想教學載體。

五、APP Inventor課程的實施

（一）課程理念

課程的核心目標是培養學生的自主探究和動手創作能力，采用基于項目設計和問題解決的學習方法，讓學生在面向真實問題解決的移動應用產品項目探究學習過程中，綜合運用技術素養、科學素養及其他跨學科相關觀念來設計和制作移動應用產品，從而達到培養學生科學精神、創新意識和實踐能力的目標。

（二）課程目標

1.知識與技能。理解數字化互動產品的工作原理，掌握面向對象的移動產品設計的基本方法，熟悉數字化平臺的開發和調試過程，初步掌握簡單開源硬件的使用方法。

2.過程與方法。學生通過主動學習完成數字化互動產品開發過程，在觀察、思考、設計、制作、實驗等活動中掌握發現問題、分析問題、解決問題的方法。

3.情感、態度與價值觀。感受數字化互動產品在鏈接人與數字虛擬世界、現實物理世界方面的便捷性，培養動手解決實際問題的興趣，增強問題意識，形成勇于探索、積極實踐、樂于合作的學習態度與品質。

（三）課程的項目單元內容

（四）活動設計

1.體驗。很多學生都喜愛看漫畫書，利用APP Inventor制作一款漫畫圖書APP，然后分享給身邊的同學，可以體驗愜意的成功感。其操作過程及結果是直接可視的，比VB學習中語句的輸入輸出更接近學生的生活經驗，操作起來更為簡單。

2.問題提出與知識點分析。（1）體驗操作，并思考Apps中具有哪些組件；（2）查看每個組件的屬性內容，例如漫畫的圖像大小及名稱；（3）查看按鈕“上一頁”和“下一頁”的事件內容，思考其對應的相關指令，例如變量的定義，條件語句if then else的流程控制。

3.開發。教師根據任務提供一定的素材（圖片、微視頻），學生以小組合作的形式完成Apps的制作（UI設計、事件代碼編寫，手機測試運行等）。

4.功能拓展。制作10頁的漫畫書，并可以跳轉到任意頁。

5.分享。學生開發出漫畫Apps之后，利用Apps Inventor平臺生成相應的二維碼圖片，學生通過微信群等交流工具分享給身邊的同學，讓他們下載應用，交流各自的使用心得。分享環節既是對學生創作的一種肯定和贊揚，讓他們體驗到成功的喜悅，又讓學生看到別人作品中的閃光點，從而取長補短。

（五）評價方式

采用多元評價的方式，評價者包括教師、學生與家長；評價形式包括自評與互評；評價內容以質性評價為主，包括Apps制作的構思、作品的風格、實踐過程中所碰到的問題等。評價工具以學生交談、心得表格填寫、微信交流等為主。

六、總結

我在每個學年都在高一高二年級開設了App Inventor的選修課程。通過長時間在課堂觀察學生填寫調查問卷與每節課學生交上來的學習心得體會，我發現App Inventor項目式教學受到同學們的普遍歡迎，學生對學習編程的興趣大大提高，并且在作品的創作中，個人實踐能力、創新意識和團隊合作精神都得到了很好的培養，并且開發出來的程序作品能夠得到同學、教師、家長的認同，從過去的被動學習轉變為主動去學。

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