圖形化編程語言在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)模式實(shí)踐研究

李嬋

【摘要】隨著創(chuàng)客教育的興起，與之密切相關(guān)的編程軟件也隨之得到重視。由深圳點(diǎn)貓科技有限公司研發(fā)的國內(nèi)著名圖形化編程工具平臺(tái)（以下簡稱編程貓）受到中小學(xué)信息技術(shù)老師的青睞。編程貓軟件可視化的界面、積木式編程、簡單易操作的特點(diǎn)非常適合小學(xué)生程序設(shè)計(jì)教學(xué)。信息技術(shù)課程內(nèi)容也由重應(yīng)用向重思維、重創(chuàng)新改變。依托編程貓平臺(tái)如何采用更好的教學(xué)模式開展信息技術(shù)教學(xué)，以具體的教學(xué)案例闡述各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并對教學(xué)中遇到的問題進(jìn)行了反思。

【關(guān)鍵詞】編程貓;教學(xué)模式創(chuàng)新;可視化

編程貓作為一款圖形化編程軟件，包括2D圖形化編程創(chuàng)作平臺(tái)“源碼編輯器”、3D圖形化編程創(chuàng)作平臺(tái)“代碼島”和教師教學(xué)管理系統(tǒng)“未來教室”。它將平面與立體、軟件與硬件、虛擬與現(xiàn)實(shí)有效結(jié)合，無需學(xué)生掌握復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語言，只需拖動(dòng)積木式程序即可進(jìn)行創(chuàng)造，極大地降低了編程學(xué)習(xí)的門檻，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。

一、編程貓平臺(tái)的教學(xué)實(shí)踐

在信息技術(shù)課程教學(xué)模式基礎(chǔ)上，不斷探索、大膽嘗試，創(chuàng)新設(shè)計(jì)新的教學(xué)模式，通過一學(xué)年在編程貓課程班的教學(xué)實(shí)踐，取得良好的教學(xué)效果，以下以五年級信息技術(shù)下冊《控速風(fēng)車》為例，基于編程貓平臺(tái)所開展的教學(xué)實(shí)踐。

1.情景創(chuàng)設(shè)，激趣導(dǎo)入

在教學(xué)新課前，教師要結(jié)合學(xué)生已有的認(rèn)知水平和技術(shù)水平，創(chuàng)設(shè)一個(gè)貼近學(xué)生實(shí)際生活且有趣的情景，快速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。如在《控速風(fēng)車》一課，教師給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境并且演示：當(dāng)風(fēng)輕輕吹來的時(shí)候，風(fēng)車開始慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)風(fēng)速不斷變大時(shí)，風(fēng)車也隨之轉(zhuǎn)得越來越快，緊接著提出一個(gè)問題：在我們編程課堂里，如何實(shí)現(xiàn)改變風(fēng)車的速度呢？這樣的情境設(shè)計(jì)不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，又點(diǎn)燃學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.整體分析，樂于嘗試

學(xué)習(xí)編程既有枯燥性同時(shí)又充滿趣味性。看了這么有趣的控速風(fēng)車后（圖一），學(xué)生們都非常渴望自己也能成為控速達(dá)人，設(shè)計(jì)出控速風(fēng)扇，急切想弄明白到底是如何實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)車的速度的？面對編程的枯燥性及難點(diǎn)問題，教師適當(dāng)?shù)慕o學(xué)生講解和加以點(diǎn)播。例如，在《控速風(fēng)車》中，讓學(xué)生思考，怎么控制風(fēng)車的速度可以越來越快或者越來越慢？這就是要通過新建一個(gè)變量來實(shí)現(xiàn)速度的不斷變化。這時(shí)，將學(xué)生從看到的動(dòng)畫或者游戲逐漸帶入編程的教育之中，思考如何轉(zhuǎn)化為程序語言，為接下來出現(xiàn)的程序設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

當(dāng)學(xué)生初步意識到，要通過“速度與方向”這個(gè)變量來實(shí)現(xiàn)速度的變化后，教師再利用動(dòng)畫效果（圖二），讓學(xué)生觀看并理解在同一時(shí)間內(nèi)，旋轉(zhuǎn)的角度越大則速度越大。然后就可以順利地給學(xué)生拋出任務(wù)（圖三），學(xué)生通過小組內(nèi)討論，然后探究：用鍵盤上下方向鍵控制風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)方向和速度。在編程貓的課堂教學(xué)中，基礎(chǔ)好的學(xué)生可以很快就能完成這個(gè)任務(wù)，但基礎(chǔ)較差的同學(xué)可能出現(xiàn)“吃不了”的現(xiàn)象，針對這些情況，教師在課堂前準(zhǔn)備好挑戰(zhàn)任務(wù)的輔助資料，如有教師錄制的操作詳細(xì)講解微視頻;有書本的原程序;還有學(xué)生小組長學(xué)生間的互相幫助學(xué)習(xí)等。因此，使每個(gè)學(xué)生對編程的學(xué)習(xí)既充滿熱愛，又能提升編程技能和發(fā)展編程邏輯思維能力。

3.模仿創(chuàng)作，初嘗成功

編程貓?jiān)谖迥昙壪聝灾幸肓塑浖c硬件、虛擬與現(xiàn)實(shí)的有效結(jié)合。因此，在實(shí)現(xiàn)了用鍵盤調(diào)控風(fēng)車轉(zhuǎn)速的制作后，告訴學(xué)生設(shè)計(jì)控速風(fēng)車不僅可以用鍵盤的方向鍵，還可以用傳感器，教師引入硬件的教學(xué)，在此過程中，教師扮演“引路人”“引導(dǎo)者”的角色，對例子中涉及的難以理解的模塊指令進(jìn)行講解或提示。如教師解釋需要學(xué)習(xí)的開源硬件電位器傳感器，解釋相應(yīng)的積木塊作用，引導(dǎo)學(xué)生用電位器代替鍵盤，實(shí)現(xiàn)更好的交互（如圖四）。這樣，學(xué)生在模仿創(chuàng)作中，教師通過問答的形式，學(xué)生通過自主研習(xí)的形式，完成實(shí)例作品的制作，不但能快速地掌握關(guān)鍵的知識點(diǎn)和內(nèi)容，還能深刻體驗(yàn)到完成作品給自己帶來成功的喜悅，增強(qiáng)了成就感和繼續(xù)創(chuàng)作與學(xué)習(xí)的熱情。

4.知識遷移，創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程是學(xué)生學(xué)習(xí)的延續(xù)過程，是逐漸超越原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。學(xué)生通過樂于嘗試，模仿創(chuàng)作等環(huán)節(jié)已經(jīng)能達(dá)到本節(jié)課的基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)要求，掌握了教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。然而對于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，有更高層次需求的學(xué)生，他們會(huì)有更強(qiáng)烈更進(jìn)一步的創(chuàng)作欲望。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以是自主設(shè)計(jì)也可以是小組合作設(shè)計(jì)。例如，通過完成控速風(fēng)車的制作，教師引導(dǎo)學(xué)生利用電位器不僅可以調(diào)控風(fēng)車的速度和轉(zhuǎn)向，還可以調(diào)節(jié)燈光亮度，音量大小，或者物體長度，寬度，透明度等等，緊接著讓學(xué)生知識遷移，學(xué)以致用，發(fā)散思維，創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

五年級學(xué)生的思維是非常活躍的，想法更是有趣的。課堂上留給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，會(huì)有意想不到的收獲。例如本課中，學(xué)生通過利用電位器，設(shè)計(jì)出了“小黃人運(yùn)球”，這作品是利用了電位器控制小球的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向;還有同學(xué)設(shè)計(jì)出“彩色世界”，通過電位器不斷改變不同顏色的球的大小。學(xué)生通過新舊知識的綜合運(yùn)用，從思考到想象，從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生創(chuàng)作能力不斷提升，更重要的是，在創(chuàng)作的過程中帶給學(xué)生的成功感和自信感，更激發(fā)了學(xué)生求學(xué)求解的探究欲望，使學(xué)生對編程貓乃至對程序和開源硬件的學(xué)習(xí)一直保持著高漲的熱情。

5.思維碰撞，分享樂趣

分享是必要的環(huán)節(jié)，也是最精彩的階段，更是創(chuàng)新的動(dòng)力。學(xué)生編程的能力存在差異性，促使學(xué)生在完成同一作品和自主設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種各樣不同的效果，再加上學(xué)生的奇思妙想和稀奇古怪的創(chuàng)意點(diǎn)子，設(shè)計(jì)的作品更是五花八門。學(xué)生在設(shè)計(jì)一個(gè)編程作品時(shí)，他們?nèi)谌氲膭?chuàng)意是非常重要的，學(xué)生設(shè)計(jì)的作品總能讓同學(xué)讓教師大開眼界，感受到學(xué)生的創(chuàng)意無限。因此，學(xué)生在自信地交流分享作品時(shí)，講述制作的過程和作品的功能時(shí)，鍛煉了語言表達(dá)能力和歸納總結(jié)能力。其他學(xué)生不僅要聽和看效果，更要注重理解編寫的程序，相互學(xué)習(xí)對方解決問題的思路和方法，互相學(xué)習(xí)對方作品中豐富的想象和有特色的程序設(shè)計(jì)方法，獲取更多的靈感。教師在此階段也要做好引導(dǎo)，幫助學(xué)生表達(dá)自己的想法和做法。而評價(jià)學(xué)生作品時(shí)，更要以贊賞和鼓勵(lì)的方式，并提供給學(xué)生更好的改進(jìn)的建議，讓學(xué)生明白編程作品“沒有最好，只有更好”的迭代思想，不斷提升編程技能，在提升編程技能的同時(shí)進(jìn)一步改善作品，力求讓編程作品一次比一次更完善，更精美。

二、教學(xué)實(shí)踐的反思及建議

編程貓軟件為小學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)帶來了福音。它可視化的界面、積木式編程、豐富的媒體素材極大提高了小學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的熱情和積極性！在創(chuàng)客教育逐漸興起的時(shí)代，編程貓軟件增加了Weeemake主控板、傳感器、直流電機(jī)等擴(kuò)展硬件的教學(xué)，通過動(dòng)手操作，讓學(xué)生體驗(yàn)到計(jì)算機(jī)與真實(shí)世界的交流、互動(dòng)，真正感受到信息技術(shù)學(xué)科的獨(dú)特魅力。

目前，基于編程貓的編程教學(xué)實(shí)踐中還存在一些問題，比如有些想加入編程教學(xué)的教師不知如何入手，沒有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不了解相關(guān)的新軟件和新知識;相關(guān)人員缺乏對該學(xué)科的重視，信息技術(shù)課被其他學(xué)科擠占，信息技術(shù)教師不僅完成信息技術(shù)課程教學(xué)，還要擔(dān)負(fù)其他教學(xué)，影響了信息技術(shù)課的教學(xué)質(zhì)量;在教授學(xué)生的編程提高班中，對學(xué)生個(gè)性化輔導(dǎo)方面感到力不從心，教師獲取的教學(xué)資源貧乏;對學(xué)生設(shè)計(jì)的程序作品的管理有待進(jìn)一步提高等。這些都需要教師在教學(xué)實(shí)踐中不斷反思，不斷改進(jìn)，在此提出以下建議。

1.以研促教，培養(yǎng)師資

人們常說：“要給學(xué)生一碗水，教師要先有一桶水。”教師要教好學(xué)生，自己必須要有比學(xué)生更豐富的，大量的知識儲(chǔ)備。知識豐富的教師，好的教師，才能成就好的課程，因此，注重培養(yǎng)優(yōu)秀的編程師資是開展編程教學(xué)的當(dāng)務(wù)之急。以我們鎮(zhèn)為例，在培養(yǎng)師資方面做了以下嘗試：一是內(nèi)部提升，鎮(zhèn)統(tǒng)一進(jìn)行集體教研，讓信息技術(shù)教師互相學(xué)習(xí)好的課堂模式;并開展了多種教研活動(dòng)，如進(jìn)行了信息技術(shù)教師素質(zhì)大賽，通過模擬課堂，上機(jī)操作等，不斷提升教師的綜合能力;二是與社會(huì)編程培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作，請編程公司的專業(yè)人員授課，提升信息技術(shù)老師的專業(yè)能力;三是組織教師到發(fā)達(dá)地區(qū)學(xué)習(xí)專業(yè)技能和編程課堂教學(xué)技能。

2.微課教學(xué)，轉(zhuǎn)變角色

在編程貓的課堂教學(xué)中，由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力和接受能力的不同，總會(huì)有些學(xué)生學(xué)得比較快，挑戰(zhàn)完成任務(wù)也很快，完成后，這些學(xué)生就不知道接下來需要做什么;但也有些學(xué)生是沒聽明白程序，需要教師幫助的。但面對大班教學(xué)，這些是客觀存在的，那如何能更好解決這個(gè)問題呢？在教學(xué)實(shí)踐中，通過課前備課時(shí)，把知識點(diǎn)細(xì)化，并錄制相關(guān)的教學(xué)視頻，或者操作視頻，然后可以上傳在編程貓平臺(tái)，或者發(fā)到學(xué)生電腦上，以便于學(xué)生在課前課中都可以根據(jù)自己的需要更好地選擇性學(xué)習(xí)，教師也能從不停的講解員中解放出來。

3.借助平臺(tái)，有效管理

編程貓平臺(tái)為教師提供了“未來教室”，通過后臺(tái)的設(shè)置和管理，為每個(gè)同學(xué)設(shè)置自己的賬號，每節(jié)課可以登錄賬號，進(jìn)行實(shí)時(shí)操作和保存作品，這樣既方便學(xué)生自己找到自己的作品，修改，完善自己的作品，也可以看到自己的一直以來創(chuàng)作的作品，感受自己的進(jìn)步，更便于教師參考，修改和評價(jià)學(xué)生的作品。

學(xué)校落實(shí)發(fā)展好編程教學(xué)的課程，是為了提升學(xué)生的邏輯思維能力和解決問題的能力，讓學(xué)生在未來的生活中可以更高效地學(xué)習(xí)、工作。在未來的教學(xué)道路上，我們將在教學(xué)實(shí)踐中繼續(xù)探索，總結(jié)出更好的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉蘇梅.分層教學(xué)在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新，2009（12）.

[2]阮德懷.培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)實(shí)踐[J].基礎(chǔ)教育參考，2018.

[3]陳健.小學(xué)信息技術(shù)分層教學(xué)的嘗試與研究[J].讀寫算：教育教學(xué)研究.