基于體驗式教學支持下的編程教育實踐研究*

王冠楠

（福建省廈門第一中學，福建 廈門 361001）

一、技術的成熟發展

1.時代發展要求

社會對人才的要求決定我們的教育培養怎樣的人，馬克思主義哲學指出：人是一切社會關系的總和，人的社會屬性是其本質屬性。[1]因此人除了通過學習使自己的素質得到提升，還應該承擔相應的社會責任。當今的信息技術超速發展，深刻地改變著人類的社會生活。2017年7月8日，國務院關于印發《新一代人工智能發展規劃》，指出實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。[2]我們在信息技術課程講授的過程中要讓學生理解信息技術對社會發展的影響，明確其社會成員應承擔的責任，形成與信息化社會相適應的價值觀。[3]

2.技術發展基礎

硬件方面，我國高速發展的經濟為教育信息化提供了強有力的物質保障。全國基本已經完成了計算機相關的基礎設施建設，均開設信息技術常規課程；軟件方面，隨著多年來成熟的教育技術師范教育，培養了大批專業的信息技術教師，為普及編程教育提供了師資保障。

廈門一中是一所完全中學，教師為一體化教學，在一定程度上打破了信息技術課程的跳躍性特點，使該校的信息技術課程教學具有了連續性，初中階段即開始教授Scratch軟件，打下了編程基礎。另外廈門部分學校在小學階段即開始學習logo編程。

二、編程支持下的體驗式教學促進學科素養的發展

高中學生信息技術核心素養主要有三大方面，分別是：文化基礎、自主發展、社會參與。[4]因此信息課程的開展要以國家傳統文化為主線，學生自主發展為目標，社會力量積極參與為基石，建立立體式全方位的教育格局。

1.文化基礎

多年來對信息技術課程的探索，筆者發現信息技術課有區別于其他學科，其知識具有獨特的特點：第一，知識鏈的多發性，即知識體系具有不連續性和跳躍性的特點；[5]要打破這種特性，在教學過程中，采用支架式和任務驅動相結合的教學方式，教師通過提供學習腳手架，能很好地讓學生將自己的已有經驗充分融入到編程。腳手架的作用就是將學生的知識體系聯系起來，在進行任務的時候，一定采取從易到難這種循序漸進的方式，充分考慮學生已有經驗。而終極任務就是撤掉所有的支架，由學生自己進行知識建構。第二，知識的實踐性，即一般課程是從技術層到應用層，而信息技術課程是從應用層到技術層；[6]信息技術課相對于其他課程來說，最大的特點就是其實踐性，尤其是編程教育。故在進行編程教育的首要方式就是以完成特定的作品為主，將每一個知識點都融入到作品中。所編即所見，所見即所得，否則枯燥的編程很能激發學生持續學習的動力。編程之美在于體驗創造，從這個層面上來看，編程教育的可推廣性完勝其他學科。第三，知識的高速發展性，要求學習者要有較強的自主性，[7]層出不窮的編程語言，感到眼花繚亂不僅是學生還有教師，但是對于中小學階段，我們的編程教育應該做的就是通過編程去培養學生的邏輯思維和信息素養以及解決問題的能力，為他們將來的發展做鋪墊。例如在英國國家教學大綱中規定5到7歲的學生需要通過計算機課程掌握：理解什么是算法、以及算法如何以程序的形式在電子設備上運行；創建和調試簡單程序；用邏輯推理預測簡單程序的執行結果。[8]因此，在編程教育中，切忌貪多圖快，好高騖遠，要順應時代的發展，符合社會需求。并且教授學生的編程技能已不單是為了應對社會信息產業對信息專業人才的需求，而將是所有現代產業的基本要求；現代產業需要的也不僅是軟件專業人才，而是具有基本編程能力的產業人才。

2.社會參與

大數據時代充滿機遇與挑戰，在大數據時代，信息免費、服務付費、學習知識免費、能力培養付費，其直觀表現就是數據量大、速度快、類型多、價值密度低。未來的生活中，人們必須要使用數字化設備和軟件處理工作。要讓孩子應對這樣的變化，在將來的世界中游刃有余，必須對計算機邏輯有更深的理解，要具備與計算機相近的“計算思維”（computational thinking）,并具備與之關聯的能力。因此對于信息素養的教育應當從中小學階段就開始進行培養，讓其具有敏銳的信息意識和信息思考力、熟練的信息基本技能和正確的信息道德。[9]能夠根據需要選擇適當的信息技術交流思想，開展合作，解決日常生活、學習中的實際問題；要面向學生的日常學習與生活，讓學生在親身體驗中培養信息素養。[10]

3.自主發展

今天我們生活在用技術支撐起來的高度發達社會，我們的孩子伴著數字設備和計算機長大，天生就熟悉一些應用機制，但還需對應用背后的計算邏輯有更深的認識。因此，通過編程教育能夠很好的培養學生的邏輯思維。相對于其他學科，編程教育的獨特性在于程序本身就是邏輯演繹的抽象體現，是更純粹的邏輯訓練過程。邏輯思維的發展能夠讓學生的計算思維得以順利建立，能夠讓學生很好地理解計算機工作原理和內部程序運行機制，還能夠提升學生的數據計算、網絡通信、地理定位等一系列知識和能力。讓學生了解計算機和智能設備的運行原理和程序機制是深入使用，乃至創造計算機設備和軟件的基礎。培養學生進行數據化思考，這種思考方式有別于傳統的經驗式思考方法，使學生具備利用計算機強大的數據處理能力，借助計算機得以通過數據來理解、分析和解決問題。另外編程學習還涉及算法、自動化、設計模式、數據結構、框架與引擎設計，數據存儲等更多知識。還能夠促進學生建立其他的思維，如系統工程思維，在現實生活中，學生要面對的是一個復雜的世界，碰到的問題也是千奇百怪，如何快速有效的解決這些問題，如何選出最合適的，就需要系統的思考和判斷，這種找到最優方案的思維能力就是系統工程思維。

三、課堂實踐研究案例

本文的編程教學是以“支架式”教學為框架、體驗式教學為血肉，構建基于項目的并且以學生為實踐主體的教學模式，將教學任務分割，學生利用教師提供的支架不斷從小的成功走向最終勝利。下文就以閩南地區中秋傳統游戲博餅為案例進行說明，博餅是閩南地區特有的中秋傳統風俗，以此傳統文化為載體，將編程教育與文化進行融合。

1.分解知識，搭建支架

（1）IF 語句

通過前面課程的學習，學生能夠熟練運用IF語句的單分支結構和雙分支結構。

格式一單分支結構：If 條件 Then 語句

格式二雙分支結構：If 條件 Then 語句組1 Else語句組2

（2）For語句

通過前面課程的學習，學生能夠熟練運用For語句。

格式：For循環變量=初始值To結束值Step步長循環語句

Next循環變量

（3）隨機函數

產生1-10的隨機整數：a=fix(rnd()*10)+1

（4）圖片載入

第一步：圖片命名 1.jpg、2.jpg、3.jpg

第二步：隨機產生圖片名

第三步：加載圖片，效果如圖1。

Image1.Picture=loadpicture（a& “.jpg”）

圖1 加載圖片

圖2 博餅游戲初級版

2.明確目標，體驗成功

分步任務：同學根據自己的能力編寫不同的等級博餅程序。

（1）博餅游戲初級版：只需要產生隨機數即可，效果如圖2。

Private Sub Command1_Click()

Dim a(6)As Integer

Randomize

For i=1 To 6 Step 1

a(i)=Fix(Rnd()*6)+1//產生隨機數

Label1(i-1).Caption=a(i)

Next i

End Sub

（2）博餅游戲加強版：監控一秀、二舉、三紅，效果如圖3。

知識點：增加一個計數器

Private Sub Command1_Click()

Dim a(6)As Integer

Randomize

sum4=0//計數器初始化

For i=1 To 6 Step 1

a(i)=Fix(Rnd()*6)+1//產生隨機數

If a(i)=4 Then sum4=sum4+1//計數器計數

Label1(i-1).Caption=a(i)

Next i

If sum4=1 Then Label2.Caption="一秀"

If sum4=2 Then Label2.Caption="二舉"

If sum4=3 Then Label2.Caption="三紅"

If sum4<>1 And sum4<>2 And sum4<>3 Then Label2.Caption=""

End Sub

圖3 博餅游戲加強版

圖4 博餅游戲終極版

（3）博餅游戲終極版：帶有圖片的博餅，效果如圖4。

Private Sub Command1_Click()

Dim a(6)As Integer

Dim n(6)As Integer

Randomize

For i=1 To 6 Step 1

n(i)=0 //計數器初始化

Next i

Label1.Caption="不好意思啥都沒有"

For i=1 To 6 Step 1

a(i)=Fix(Rnd()*6)+1 //產生隨機數

Image1(i-1).Picture=LoadPicture("A"&a(i)&".jpg")//加載圖片

For j=1 To 6 Step 1

If a(i)=j Then n(j)=n(j)+1//計數器計數

Next j

Next i

If n(4)=1 Then Label1.Caption="一秀"

If n(4)=2 Then Label1.Caption="二舉"

If n(4)=3 Then Label1.Caption="三紅"

If n(4)=4 Then

dai=n(1)*1+n(2)*2+n(3)*3+n(5)*5+n(6)*6

Label1.Caption="狀元帶"&dai

If n(1)=2 Then Label1.Caption="狀元插金花"

End If

If n(4)=5 Then

dai=n(1)*1+n(2)*2+n(3)*3+n(5)*5+n(6)*6

Label1.Caption="五皇帶"&dai

End If

If n(4)=6 Then Label1.Caption="六博紅"

End Sub

3.優秀作品展示

樹立榜樣、宣揚典型。處于青少年時期的學生充滿斗志，在課堂上展示好的學生作品，能夠激發其他學生的競爭性。對制作作品優勝的同學進行公開宣傳、組織典型與非典型的交流，讓典型在不同的場合發言、舉行儀式，讓典型獲得應得的榮譽。

四、結論

1.激發創新意識

學以致用，激發學生的創新精神。學生分層分步地完成了課堂實踐目標，除了加深對知識的把握，同時能夠很好地將生活中遇到的相關問題進行分解，利用所學知識逐步解決。比如，班級開辯論會需要設計一個計時器；為了增加元旦晚會的氣氛，需要設計一個抽獎器。這些都是學生通過學習了隨機函數random之后自己設計出來的生活作品。因此，體驗式教學可以讓學生將知識遷移到真實的實踐活動中，激發了學生的創新意識。

2.盤活課堂氣氛

將知識進行娛樂化傳遞。[11]通過生活案例讓課本中的知識活起來，既可以讓學生學以致用又不失生活情趣。知識的娛樂化并不是要拋棄課堂的嚴謹性，喪失知識的科學性，而是將知識傳遞的過程娛樂化。在這個過程中教師的課堂主導地位可以有效避免出現課堂渙散和知識隨意情況的出現，這種學習過程的娛樂化能夠讓學生體驗到要完成一個作品或者一個小游戲，首先需要具備嚴謹的知識體系和縝密的思維邏輯，其次在實現過程中還應該膽大心細。同時還要考慮界面的美觀，用戶的舒適度。這會一步步將對學生信息素養的培養落到實處。

3.體驗創造、積累經驗

知識來源于實踐，并反過來指導實踐。任務驅動基于目標的教學就是讓學生直接面對實際問題進行實踐，在完成目標的過程中學生體驗到創造所帶來的美好感覺。在模仿過程中積累經驗，在歷史經驗中總結規律，在規律指導下創新。

參考文獻：

[1]劉彪.和諧社會進程中的大學生思想道德教育探討[J].科技信息(學術研究),2006(10):252-253.

[2]朱敬一.國務院:中小學應設置人工智能課程,推廣編程教育[EB／OL].http://edu.cnr.cn/list/20170828/t20170828_523921544.shtml,2017-08-28.

[3]艾紅.滲透學科教學的高中信息技術教學實踐[J].新課程研究,2011(9):98-100.

[4]解月光,楊鑫,付海東.高中學生信息技術學科核心素養的描述與分級[J].中國電化教育,2017(5):8.

[5][6][7]張新軍.基于問題的學習在信息技術學科教學中的實踐[J].教師,2013(3):81-83.

[8]梁俊敏.英國信息技術課程的變革與啟示[J].廣西教育,2014(24):49-50.

[9]張家軍,張蘭.國外中小學信息素養課程設置及啟示[J].基礎教育,2009(9):58-62.

[10]陳志艷.以生為本構建信息技術和諧課堂[J].科學大眾(科學教育),2012(11):58-58.

[11]王冠楠.社交網絡促進農村中小學教師教學勝任力的模型構建[D].長春:東北師范大學,2016(14).