核心素養(yǎng)背景下初中程序設(shè)計(jì)教學(xué)問題及對策

張政

[摘 要]學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)要求信息技術(shù)教學(xué)進(jìn)行全方位的變革。計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成，教師需要從教材整合、課程組織、教學(xué)模式等多方面針對程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題加以改進(jìn)，讓學(xué)生在高效掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，建構(gòu)學(xué)科特有的高級(jí)思維模式，發(fā)展關(guān)鍵認(rèn)知能力，推動(dòng)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng)；計(jì)算思維；程序設(shè)計(jì)；問題；對策

[中圖分類號(hào)] G633.67 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）21-0038-02

教育部在2017年版《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出了信息技術(shù)學(xué)科四大核心素養(yǎng)概念：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。計(jì)算思維是指學(xué)生能有效采用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思路、方法，合理組織數(shù)據(jù)，正確運(yùn)用算法解決問題，并產(chǎn)生相關(guān)知識(shí)遷移的思維活動(dòng)過程。計(jì)算思維素養(yǎng)包括算法、分析、分解、抽象、概括五個(gè)能力要素，通過對電子表格、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)等知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)逐漸養(yǎng)成。程序設(shè)計(jì)課程作為計(jì)算問題綜合求解能力鍛煉的途徑，是計(jì)算思維素養(yǎng)培養(yǎng)的高層次需求。初中階段的程序設(shè)計(jì)教學(xué)，是信息技術(shù)學(xué)科課程體系承前啟后的重要一環(huán)，但遺憾的是，實(shí)際教學(xué)中還存在很多不足。

一、初中程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題

1.中小銜接脫節(jié)。以鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社的2015年版江蘇省初中信息技術(shù)學(xué)科教材為例，初中階段的程序設(shè)計(jì)采用Visual Basic作為主要的教學(xué)語言，而小學(xué)階段主要學(xué)習(xí)的是LOGO語言和SCRATCH語言，前者主要通過編程畫圖來學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的基本思想，后者通過圖形化、拖拽式的代碼塊來組織程序，并能實(shí)現(xiàn)很多多媒體功能。VB語言雖然結(jié)構(gòu)清晰簡單、易于教學(xué)，但無論是操作界面、語言語法，還是思想內(nèi)涵，都與這兩種語言差別很大。中小學(xué)教學(xué)缺乏銜接，知識(shí)沒有遞進(jìn)，學(xué)生小學(xué)階段的程序設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)無法有效轉(zhuǎn)化為初中階段的認(rèn)知基礎(chǔ)，造成兩個(gè)階段各學(xué)各的，往往是小學(xué)階段的沒學(xué)通，初中階段的更不知所云。

2.學(xué)生興趣不大。VB是一種不錯(cuò)的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，MS-VB環(huán)境也提供了可視的界面和豐富的組件，但是，因?yàn)槠渥址愋偷木幊谭绞健⑵降男Ч尸F(xiàn)、較弱的多媒體能力、無法跨平臺(tái)的限制和實(shí)用性較差等缺點(diǎn)，對活潑好動(dòng)的孩子來說吸引力不大。興趣是學(xué)習(xí)的第一驅(qū)動(dòng)力，沒有興趣，主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)便無從談起。在人工智能、大數(shù)據(jù)的信息化背景下，VB也不是一種特別“先進(jìn)”“友好”的教學(xué)語言，它不能體現(xiàn)信息技術(shù)的進(jìn)步潮流。

3.教學(xué)模式陳舊。當(dāng)前，基于VB語言的程序設(shè)計(jì)教學(xué)，由于語言的限制，很難做到貼近實(shí)際的場景化教學(xué)，教材編排、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)模式大量借鑒大學(xué)階段的程序設(shè)計(jì)專業(yè)課，過于突出概念、語法、結(jié)構(gòu)的介紹和辨析。比如，在實(shí)施“程序的構(gòu)成”單元教學(xué)時(shí)，由于教學(xué)時(shí)長有限，教師往往采用壓縮式的講練，例程大多無法反映生活的需要，學(xué)生把大量時(shí)間花在函數(shù)的概念、拼寫、用法以及辨析等知識(shí)點(diǎn)上，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)浮于表面，學(xué)過即忘。此類教學(xué)模式和組織方式不適配初中學(xué)生的認(rèn)知和心理，無法實(shí)現(xiàn)高效的知識(shí)遷移，不符合計(jì)算思維核心素養(yǎng)的培養(yǎng)路徑。

二、改進(jìn)的對策

美國哈佛大學(xué)戴維·珀金斯教授認(rèn)為：知識(shí)必須能夠在某些場合實(shí)際運(yùn)用，才值得學(xué)習(xí)，教師需要以一種“未來智慧”的視角來看待教育，既要關(guān)注已知，也要關(guān)注未知。當(dāng)今世界，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，這也要求信息技術(shù)教學(xué)必須有全方位的變革，以適應(yīng)新時(shí)代的要求。信息技術(shù)知識(shí)內(nèi)容必須場景化、貼近實(shí)際，讓學(xué)生學(xué)以致用；信息技術(shù)課程結(jié)構(gòu)必須凸顯核心素養(yǎng)培育目標(biāo)，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生在學(xué)生身上，讓教學(xué)做到授之以漁。教師作為教學(xué)活動(dòng)的組織者、管理者，可以根據(jù)這個(gè)思路，主動(dòng)地從教材整合、課程組織、教學(xué)模式等方面對程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題加以改進(jìn)。

1.合理選材，與時(shí)俱進(jìn)。要合理選擇、統(tǒng)整教學(xué)材料，讓教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)情的需要、未來的需要。根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，VB教學(xué)語言及其課程內(nèi)容在教學(xué)實(shí)施中有諸多局限，影響核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。所以，教師應(yīng)緊跟時(shí)代、不斷進(jìn)步，選擇更適合、更實(shí)用的教學(xué)語言，或替換、或補(bǔ)充、或整合，改進(jìn)程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。從當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的潮流來看，互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、物聯(lián)技術(shù)是變革熱點(diǎn)，程序、數(shù)據(jù)脫離臺(tái)式計(jì)算機(jī)環(huán)境，在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備上運(yùn)作，作為教師，要敏于、勇于、善于擁抱新技術(shù)。從近幾年世界范圍的中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)來看，谷歌和MIT（麻省理工學(xué)院）主導(dǎo)的App Inventor移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)教學(xué)和BBC設(shè)計(jì)的micro：bit物聯(lián)創(chuàng)客編程教學(xué)是兩大方向。App Inventor是開發(fā)安卓系統(tǒng)應(yīng)用的編程環(huán)境，它具有拖拽式的圖形代碼編程風(fēng)格，具有強(qiáng)大的多媒體應(yīng)用能力和全面的傳感器（如移動(dòng)設(shè)備的照相機(jī)、陀螺儀等）控制能力，它的編程方式可以與小學(xué)階段的已有經(jīng)驗(yàn)很好地銜接，可以快速地開發(fā)出手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的APP。micro：bit是BBC設(shè)計(jì)的ARM架構(gòu)單片機(jī)，內(nèi)置加速度傳感器、藍(lán)牙、羅盤，裝有LED顯示屏以及兩個(gè)編程按鈕，它可以連接其他外部硬件設(shè)備、連入因特網(wǎng)或反饋程序狀態(tài)，除了提供拖拽式代碼的編程環(huán)境之外，也可以通過MicroPyton字符界面的編程環(huán)境來進(jìn)行更高層次的程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。這兩種語言方案生動(dòng)、有趣、強(qiáng)大，非常適合初中階段的程序設(shè)計(jì)教學(xué)。根據(jù)已有的教學(xué)實(shí)踐，App Inventor可以設(shè)計(jì)18課時(shí)左右的基礎(chǔ)教學(xué)包，覆蓋一個(gè)學(xué)期的程序設(shè)計(jì)教學(xué)，包含常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫及傳感器知識(shí)。教學(xué)中，學(xué)生興趣高漲，反饋積極，效果顯著，計(jì)算思維素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)。

2.革新教法，目標(biāo)導(dǎo)向。當(dāng)前陳舊的講練結(jié)合的課堂教學(xué)方法不能適應(yīng)新形態(tài)語言的程序設(shè)計(jì)教學(xué)需要，應(yīng)該多采取以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的自主學(xué)習(xí)、小組合作的STEAM形態(tài)的學(xué)習(xí)模式，通過設(shè)定情境、設(shè)立目標(biāo)、管理過程，提倡知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)和核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。教師在部署App Inventor類型的課程時(shí)，應(yīng)該讓每一單元內(nèi)容都能立足一種應(yīng)用情境、提出一種功能需求、設(shè)立一個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、覆蓋一組知識(shí)要點(diǎn)、延伸一批拓展方向，通過項(xiàng)目開發(fā)的理念組織教學(xué)活動(dòng)、革新教學(xué)模式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生沉浸感、獲得感，提高學(xué)習(xí)的幸福感，從而真正提高教學(xué)質(zhì)效。例如，在學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)循環(huán)時(shí)，通過設(shè)置生活中的樂透彩票選號(hào)的情境，提出界面和功能的需求，進(jìn)而設(shè)定批量產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的目標(biāo)，讓學(xué)生在學(xué)案中自學(xué)循環(huán)語法，體會(huì)循環(huán)思想，完成應(yīng)用開發(fā)，鍛煉各項(xiàng)關(guān)鍵能力，并能運(yùn)用于生活。

3.善用支架，借助平臺(tái)。當(dāng)前，信息技術(shù)越來越深入地和學(xué)科教學(xué)融合，信息技術(shù)課程更要善用信息技術(shù)，以提高本學(xué)科的教學(xué)效能。程序設(shè)計(jì)課程不僅是四十分鐘課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)的事，更是長期、遞進(jìn)、互促的教學(xué)活動(dòng)。教師可以利用強(qiáng)大的在線教學(xué)平臺(tái)，形成教學(xué)支架，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行管理、評(píng)估和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生群體在虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)中互通有無，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。例如，利用開源的Moodle魔燈教學(xué)平臺(tái)，部署程序設(shè)計(jì)體系課程，提供各種教學(xué)交互形態(tài)，突破時(shí)空限制，完美地實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)向課后的延伸。教師還應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)短小精悍的微課等輔助教學(xué)資源，讓課堂通過在線技術(shù)永不下課，讓學(xué)生隨時(shí)可以得到及時(shí)的指導(dǎo)。當(dāng)然，程序設(shè)計(jì)教學(xué)微課也應(yīng)注意時(shí)長控制、重點(diǎn)突出、手法適當(dāng)、字幕精煉、總結(jié)到位等。通過大數(shù)據(jù)及新技術(shù)實(shí)現(xiàn)適合教育，讓學(xué)生個(gè)體的核心素養(yǎng)得到個(gè)性化的發(fā)展，也是信息技術(shù)課程的探索目標(biāo)和愿景。

總而言之，初中階段的程序設(shè)計(jì)課程是計(jì)算思維核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要途徑，教師需要讓學(xué)生在高效掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，建構(gòu)學(xué)科特有的高級(jí)思維模式，發(fā)展關(guān)鍵認(rèn)知能力，推動(dòng)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 王慧敏，王戈，胡秋萍，等. 以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《Scratch趣味編程》教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 中小學(xué)信息技術(shù)教育，2018（1） .

[2] 于永昌.大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育[M]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2015.

（責(zé)任編輯 周侯辰）