農村中小學如何跟上程序設計教育的變革

陳潔 鐘柏昌

隨著計算思維廣受關注，程序設計教育已經成為中小學信息技術教育的核心內容，但因條件所限，農村中小學的程序設計教育遇到了諸多困難。筆者所在的江蘇省常熟市碧溪中心小學也是如此，但在一線教師的努力下，學生學習程序設計的熱情高漲，積累了較具特色的程序設計教育經驗，尤其體現在目標定位、課程設置與實施路徑等方面。

多維目標的定位：中小學程序設計課程不僅僅教編程

根據《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》的界定，信息技術學科核心素養主要包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個維度。以此為參照，我們在程序設計課程目標的設定上主要體現為如下三個方面。

（一）知識為輔思維為主的方法培養

傳統的程序設計教學以傳遞知識為主，缺乏思維的培養，教師教什么，學生做什么，一旦場景更換就無從下手。隨著核心素養、計算思維的提出，需要更多注重學生思維方法的培養，激發其創新思維。因此，在課程目標的設定上，我們確定了知識為輔思維為主的培養目標。顧名思義，知識傳遞不再是教學的主要目的，而是讓學生掌握解決問題的思路與方法，在這個過程中學習相關知識。

該課程目標的實現從三方面進行了突破。首先，根據學生的認知水平和思維發展趨勢，設計了由淺入深、由簡到繁、由粗到細的課程安排。例如，在基礎課程中設計了一個“游戲計時/倒計時”樣例，需要分三步完成：一是設初始值，二是設時間增加或者減少，三是判斷是否達到某個值執行停止。掌握這種三步法后，引導學生思考能否把這種設計思路應用于游戲得分等其他信息的動態呈現。在擴展課程中，問題進一步復雜化（如游戲角色的血量、生命值、音量、畫筆粗細等的動態設置），用三步法也能完成任務，只是條件多重、執行結果多樣而已。由此，學生在由易到難的過程中掌握了一個重要的“三步法”程序設計方法，并在此過程中學會了多個控件和判斷語句的使用。其次，在教學內容設計上，把教材中的知識點進行重組，整合成項目式學習，使教學內容更貼合實際。學生在完成每個項目時，所有的知識點就如工具箱里的一個個工具，教師的主要任務是教會學生選擇和判斷：在何種場景中遇到何種問題如何挑選適合的工具來解決。例如要求給不同的角色背景設置不同的特效，教師引導學生利用流程圖來分析動作的執行順序，再利用雙擊控件的預覽功能，讓學生自己去尋找適合場景要求的控件，接著根據流程圖搭建腳本觀看效果。最后，在課堂教學策略上，教學中采用模仿改編、表達創作、重組融合等多重教學策略來培養學生的思維能力。

（二）誠樸文化背景下的情感目標培養

“誠樸”是中華民族的傳統美德，也是我校百年校訓。學校以“傳承誠樸文化，構建誠樸校園，打造誠樸教育”為核心理念，在每個孩子的心田撒下“誠信做人、質樸做事”的種子。因此在課程設置時，我們把誠樸文化融入信息技術課程的情感價值觀目標中，如培養學生在課內外團結協作、互幫互助、樂于分享、善于表達等能力。

實現該目標的途徑包括：（1）結對編程。在課堂學習中要求學生兩兩組合完成同一個項目式的學習，在這個過程中學生互相幫助、取長補短，培養學生團結協作、幫助他人的好習慣。（2）信息表達。小學生富有想象力，擁有很多金點子，應該讓這些想法在作品中實現，并且激發學生更多的思維碰撞，教師在課堂教學中鼓勵學生表達想法、分享信息，培養學生勤于思考、善于表達、樂于分享等素養。（3）成果分享。為了讓作品精益求精，反復測試是一個途徑，但個人的能力是有限的。應鼓勵學生分享自己的創作成果，在分享過程中吸收別人的優秀之處，修改自己欠缺的地方，也可以把別人的成果和自己的加以融合，創作更棒的作品，以此培養學生善于觀察、樂于分享的好習慣和感恩之心。

（三）創新能力的培養

青少年是改變未來的生力軍，創新意識應從小培養。傳統的程序設計教學強調模仿和技能訓練，缺少個性化的設計，學生創作的作品千篇一律。我們的目標是讓學生從被動的重復技能訓練轉變為主動追求創新。

因此，在教學軟件的選擇上，不管是Scratch還是Alice，都強調創意設計，弱化語法和語句的識記，注重激發學生的想象力和創造力，讓學生從小就能感受創造的快樂。在基礎課程中引導學生改編作品，在擴展課程中引導學生融合其他學科知識，在用Alice編程中鼓勵學生改編和創造故事，都有利于學生創新精神和實踐能力的培養。

多維課程的設置：從基礎學習到深度學習

根據江蘇省教育廳印發的《江蘇省義務教育信息技術課程綱要（2017年修訂）》以及學校的信息技術課程安排，針對中高年級小學生學習特征規律以及認知規律，我們設置了四個維度的課程內容。第一維度參照省編教材的程序設計模塊設計了Logo、Scratch的基礎課程;第二維度為Logo與Scratch的融合課程，是基礎課程的鞏固與升華;第三維度是Scratch的擴展課程，是學習了前面兩類課程后的深層次學習，涉及部分學生;第四維度為Alice的3D校本課程，讓學生感受3D視角，培養程序設計的遷移能力，與第三維度課程同步進彳亍。

（一）Logo、Scratch基礎課程

在小學信息技術必修教材中，Logo語言與Scratch軟件的學習是程序設計教學的啟蒙課程。教師在尊重教材的同時，以項目式的方式來進行基礎課程的教學，如Logo的《我的幾何世界》、Scratch的《我的雜技團》。此課程為五年級常規課程。

（二）Logo+Scratch融合課程

近幾年Scratch教學日趨成熟，慢慢取代Logo語言的教學。Logo語言進入小學信息技術教材多年，對學生的程序設計啟蒙自有其可取之處。考慮到兩個軟件的特點，學校開設了Logo+Scratch融合課程，把相通的知識點進行整合。如《我的秘密花園》項目式學習，把Logo的圖形命令與Scratch中的畫筆模塊進行了整合，Logo中帶參數過程與Scratch的自定義模塊進行了整合，再輔助Scratch的其他模塊創作出富有個性的多媒體作品。此課程為五年級常規課程。

（三）Scratch+N擴展課程

在學習了基礎課程后，為進一步提升學生的應用能力和創造力，我們設置Scratch+N擴展課程，這里的N主要指各門學科。這門課程充分挖掘Scratch的知識點及其軟硬結合的特性，通過整合其他學科內容，借助聲音傳感器、滑竿、鍵盤、鼠標等傳感器和外部設備，在制作多媒體動畫、小應用、小游戲等趣味性交互作品的過程中教學生學會表達創意、張揚個性。如Scratch+語文的《古詩詞賞析》、Scratch+數學的《數學加油站》、Scratch+英語的《猜單詞》、Scratch+科學的《電路工程師》、Scratch+美術的《畫圖工具》、Scratch+音樂的《小小演奏家》、Scratch+道德與法治的《環保小衛士》等。此課程為六年級社團課程。

（四）Allce3D校本課程

3D技術盛行的時代，在農村硬件設施相對缺乏的情況下，讓學生提前接觸3D內容是我們開設這門校本課程的初衷。Alice的編程方式類似于Scratch，區別在于Alice采用3D編程環境，編程過程和結果也均以3D動畫形式呈現，不僅可以幫助學生理解面向對象編程的概念，還可以幫助學生了解程序的執行過程。

《用Alice講故事》校本課程一共設置了四個模塊：認識篇、基礎篇、故事篇、游戲篇。該課程以編寫代碼制作故事作品為主，每個主題都是一個故事且都涉及計算思維的多個維度。每個模塊都采用“模仿（故事還原）——半創作（故事改編）——創作（故事續編）”的教學模式，讓學生在模仿中學習，在學習中創作，在創作中思考，不斷提高學生的創新意識。如故事篇中的《迷惑的袋鼠》，主要教學內容有：袋鼠跳動、動作判斷、續編劇情，教學形式是模仿+半創作（創意設計稿），涉及的計算思維維度有：順序、并行、循環、條件、數據、運算符、創意與表達、抽象與建模、調試與測試。此課程為六年級常規課程。

多維策略的實施：程序設計思維的培養更重要

為了避免學生只掌握技術層面的知識、技能，缺乏思維層面的鍛煉和創新，在程序設計教學時我們根據課程內容和學生情況采用了三種針對性的教學策略。

（一）模仿+改編：夯實學生程序設計基礎

在學習基礎課程時，設計項目式主題內容來貫穿整個課程的知識點。學生剛開始接觸程序設計時，想法與實施之間缺少橋梁，因此采用“模仿+改編”教學策略。模仿便于學生了解知識點的作用，架起思維與技能的聯通渠道。改編是對知識點的升華，發揮學生想象力的同時，對作品進行擴充和再創作。在這個過程中，讓學生從無到有、從有到創，打好基礎，提高對程序設計的興趣。

（二）表達+創作：激發學生程序設計思路

在擴展和校本課程學習中，采用較多的是“表達與創作”策略。學生熟練掌握知識點后，創作作品時經常出現困惑：如何把想法轉變為程序？為解決這個問題，需要鼓勵學生把想法表達出來，一般采用兩種方式：說或寫。再引導學生從表達出來的想法中提取關鍵詞，通過關鍵詞去尋找對應的控件和命令，并且厘清事件的關系，畫出流程圖，從而搭建出腳本，完成初步的程序設計。表達的整個過程為：想法的表達一提取關鍵詞——畫出流程圖——尋找對應控件——搭建腳本。當然，搭建好的程序命令還需要不斷的測試與完善。如《穿越迷宮》一課，如何讓迷宮更好玩，學生想到了放置不同的障礙物。教師引導學生表達“如果主角碰到障礙物，是的話將做什么（如后退/回到起點等）再繼續偵測，否的話反復偵測”，根據表達的內容提取關鍵字畫出流程圖（見圖1），再去找控件搭建腳本就輕而易舉了。值得強調的是，表達這一策略需要在學生開始學習程序設計時就實施，到中后期就會有事半功倍的效果。當想法到程序的通路打通后，創作不再是難題，加上小學生天馬行空的想象力和創造力，作品將被賦予更多的驚喜。

（三）重組+融合：升華學生程序設計思維

優秀程序設計作品都是團隊合作的結晶。為了培養學生的項目規劃能力、問題解決能力、合作能力等，在程序設計教學的后期一般采用“重組+融合”策略。重組是利用程序設計中模塊化特點，把程序打包成一個個“積木”保存，再根據作品的需求搭建“積木”。打包“積木”的過程不限時間與人數，可以在不同時間打包不同“積木”，需要時直接取用。也可以是不同的學生制作不同的“積木”，匯總后完成一個作品。如《大嘴怪吃豆豆》一課，課前先讓學生設置好大嘴怪與不同分值豆豆的造型和腳本，保存后選出優秀作品做成素材包，供學生創作作品時使用。把不同的“積木”進行重組后還需要程序的融合，使其與自己原有的程序進行無障礙連接，因此需要學生有扎實的基礎，會發現問題和解決問題，通過不斷調試完善程序。這一過程可以很好地培養學生的模塊化程序設計思維、標準設計思維、測試與調試思維等程序設計思維。

科技的發展，創新人才的培養，促使小學進行程序設計教學刻不容緩。農村學校雖然設施相對不足，但在一線教師的努力下結合本校實際，遵循信息技術課程標準和學生發展規律，同樣可以設置適合中高年級學生的程序設計課程。每門課程都在多維目標下設置便于學生學習理解的教學內容，采用多維教學策略來進行程序設計教育，培養學生勇于探索、善于思考、勤于表達、敢于實踐、互幫互助、樂于分享的多維能力，為學生深入學習程序設計打下了扎實的基礎。

（陳潔單位系江蘇省常熟市碧溪中心小學，鐘柏昌單位系華南師范大學）

責任編輯 邢星