小學信息技術編程教學模塊的設計與實踐

解穎 遠新蕾

1 引言

小學編程知識所涵蓋的計算思維和編程思想是培養小學生信息素養的重要教育維度，符合社會信息化人工智能（Artificial Intelligence，縮寫AI）發展的新要求。在STEAM項目式教育中，兒童編程作為重要的環節，是STEAM教育最有效的載體，也是STEAM教育很好的切入點。因此著重于小學信息技術編程教學相關內容的研究尤為重要。

2 學生發展特征分析

研究設計的教學模塊主要面對的是小學五年級的學生，年齡大多在10-12歲之間。國家對義務教育小學階段信息技術要求是從小學三年級開始學習，兩年的信息技術的基礎學習也為五年級學習編程模塊打下良好的基礎。

在認知水平方面，處于10-12歲的學生具有一定的邏輯性，可以進行簡單的邏輯推理。運算能力處于具體的運算階段，具有明顯的符號性，但是其抽象思維能力不足。

在心理發展方面，喜歡可以直觀看到教學用具資料，如圖片、動畫等;喜歡自己實際操作，尤其喜歡玩簡單小游戲，因此對于可以利用編程進行小游戲的制作有濃厚的興趣，但是對于編程沒有清楚的認知;獨立思考能力較弱，容易被外界因素影響，思維跳躍，對新鮮事物充滿好奇，自我約束能力較弱。

3 相關內容分析

3.1 對小學信息技術課程標準分析

首先對小學信息技術課程標準進行分析，從小學培養學生對信息技術的學習興趣，有助于初中信息技術的學習，同時在學習信息技術知識的過程中，培養學生使用信息技術對其他學科進行探究學習的能力，淡化學科體系，多學科交互學，為適應信息化社會的生活、學習夯實基礎，培養學生的信息素養，形成合法網民的信息意識。

3.2 對小學編程教學內容分析

其次對小學編程教學內容分析，通過查閱資料得知，現在小學編程模塊使用書分為義務教材、校本教材和選修教材三種。從現有小學編程教材內容可以看出，教材內容或偏重于基本操作，或偏重于理論知識，沒有將理論知識與實踐操作較好的融合，同時教學內容缺少趣味性，知識點重復較少，到最后綜合制作游戲時會出現知識點遺忘、時間不足以制作完整的編程游戲的情況。而新出版的AI教材尚處于試用階段，東北地區尚未普及。

3.3 對小學編程教學現狀分析

對小學編程教學現狀分析采用問卷調查法與訪談法，對小學生采用問卷調查分析，對教師進行訪談分析。問卷調查的數據說明學生對編程的學習興趣不高，認為編程知識難理解，對于編程基礎知識掌握不牢固;對于“如果有可能你想自己做一款編程游戲”，有高達87.5%的學生選擇非常期待，一方面說明說明學生對制作編程游戲的興趣非常高，另一方面說明優化編程教學內容，提高學生對編程的學習興趣有助于學生加深對編程知識的理解。通過對教師訪談了解編程模塊的教學現狀有編程內容不受重視;編程內容設置較難，學生難理解;教學效率不高的情況。

4 Scratch2.0編程教學模塊設計

4.1 將編程教學模塊設計為學習制作編程游戲

根據小學生發展特點及實際教學情況，將Scratch2.0編程教學模塊的教學內容設計為制作一款名為《星空保衛戰》的編程游戲，通過游戲化的學習情景，以制作游戲角色提高學生對學習編程的興趣，將理論與實踐操作相融合，由淺入深，加深學生對編程知識的理解。

4.2 根據設計的編程游戲制定三維目標：

知識與技能目標：（1）對角色及背景的新建、造型改變、命名等設置熟練操作;

（2）理解Scratch2.0中各模塊的含義，并能根據要求在腳本區正確將模塊連接形成可運行腳本;（3）理解編程概念;（4）理解基本算術運算符和表達式;（5）理解基本結構的含義;（6）基本完成編程游戲的制作。

過程與方法目標：（1）通過教師的操作演示，學生明確模塊的拖拽方法，正確掌握操作步驟;（2）給學生創設制作游戲化的學習情景，使學生在創設的情景中建構編程知識體系;（3）通過任務探究方法，充分發揮學生自主探究意識與創新能力，在制作編程游戲的過程中，逐漸理解基本的編程概念;（4）通過小組合作學習，培養學生合作交流的能力。

情感態度與價值觀目標：（1）通過Scratch編程的學習，培養學生的邏輯思維，提高其信息素養;（2）在任務驅動的探究學習過程中，提高學生自主學習的興趣與能力，培養其創新能力;（3）提高學生將計算思維轉換為解決實際問題的能力;（4）在交流合作中共享學習經驗，提高自我表達與合作的能力。

4.3 根據編程教學模塊設計的教學內容、學時數及學時數分配

教學內容：理解編程的概念，程序設計的四個步驟;理解算法的概念、作用，以及流程圖的畫法;算數運算符與表達式和關系運算符和表達式;順序結構的運行順序，循環結構和選擇結構相對應的Scratch模塊。

教學重點：理解編程和算法概念及三種基本結構的。

教學難點：會使用流程圖描述算法;理解三種基本結構的運行順序。

4.4 教學評價

為鞏固和拓展延伸每節課學習的編程知識，在課后設置思考練習部分。結合課程內容用“說一說”的方式來啟發學生思考，適時地練習;用“小知識” 開拓學生的知識面，用“課堂表現評價表”使學生掌握自我學習情況。

5 Scratch2.0編程教學模塊實踐

教學過程設計依據情景認知理論、游戲化學習理論，結合教和學的實際情況，將教學過程分為以下階段。

（1）編程理論知識學習。Scratch2.0編程教學模塊第一部分內容是編程知識理論的學習，結合Scratch的簡單操作，模塊含義講解加深對理論知識的理解。先學習概念定義，有助于后續編程游戲制作時模塊的連接應用。

（2）熟練連接模塊。本次研究實施對象選擇的是學習過Scratch2.0軟件的五年小學生，關于軟件界面基本組成部分及相應的基礎操作簡單熟悉即可。在制作游戲的過程中，學生根據目的將模塊拖拽到腳本區，將各模塊組中的模塊正確連接，形成完整可運行的編程程序。

（3）結合課后練習復習鞏固重點知識。在制作編程游戲的過程中，需要對不同角色進行腳本編輯，因此每新建一個角色都需要用順序、選擇、循環結構，在不斷重復學習的過程中，加以課后練習思考題，鞏固對知識的理解并能熟練運用。

（4）鼓勵學生自主探究。區別于過往“填鴨式”教學，現代教學中著重強調“教師是引導者”這一身份，為學生指引正確的學習方向，提供解決問題的思路而非將學生的思維禁錮在一個固定范圍之內，或按照固有的教學步驟操作，充分發揮學生探究與創新的能力，將自主探究學習放在重要位置。

（5）調試游戲設置難度。對于一款游戲來講，游戲的可玩性至關重要，在本研究的編程游戲中，著重強調游戲的設置。游戲不能存在只贏不輸的情況，反之亦然，不然游戲永遠不會結束，少了些趣味性。學生根據自己對游戲的要求，對游戲輸贏條件進行設置，比如游戲時長為多少，即設置數據變量“游戲時間”，在此過程中加深對變量的理解。

（6）綜合各模塊完成游戲《星空保衛戰》。經過一學期Scratch2.0編程的學習，學生將所學知識進行梳理運用，把自己的創意融入其中，制作屬于自己的新角色、新的編程腳本，最終完成編程游戲《星空保衛戰》。

（7）上傳平臺交流分享。編程游戲完成后，可將自己做的編程游戲上傳至Scratch交流平臺，進行交流學習。同時可在課堂內部展示，同學間學習互進，促進學生間的感情。

6 總結

在社會發展的大背景中，結合STEAM項目式教學及相關理論支撐下，根據小學生發展特點等方面的實際情況，將學習編程知識結合“制作游戲”的實踐操作加深對理論知識的理解。小學生處于培養邏輯思維的黃金期，仔細查找程序錯誤，這在潛移默化中矯正學生的不良學習習慣，培養小學生的邏輯思考和對待知識謹慎的態度。教師在關注學生知識技能、動作技能方面學習情況的同時，也承擔起培養學生信息素養的責任，同時學生的學習效率提高，教師的教學壓力也會相對減少。

具體結論如下：

（1）基于Scratch2.0小學信息技術編程教學模塊能夠培養小學生對編程學習的興趣。“做中學，玩中學”符合小學生的心理發展特點，游戲化情景的學習課堂，能夠激發學生的學習興趣。教師也通過游戲的多媒體資源吸引學生的學習注意力，多數學生較期待下一節課的學習內容。

（2）基于Scratch2.0小學信息技術編程教學模塊能夠改善小學生的學習方式。新課程改革的一個核心的觀念就是要改變學生的學習方式，將以往學生的被動接受式的學習形式轉變為自主操作、探索討論的方式，在教師講授和自主學習結合的過程中，獲得積極的學習體驗。

（3）基于Scratch2.0小學信息技術編程教學模塊能夠培養小學生多方面能力。當學習遇到問題時，小學生的求知欲會讓他們自主嘗試解決問題，或是與同學交流合作解決問題，在自主探究中學會思考，在合作學習中吸取經驗，在開放的學習環境中嘗試創新，在教師的鼓勵下，對自己充滿信心，并將編程知識轉化為解決實際問題的思維方式。

（4）基于Scratch2.0小學信息技術編程教學模塊能夠提高教學效率。編程教學模塊將整體分為若干小項目的學習，小學生通過學習編程游戲不僅能激發內部動機，同時提高外部動機。小學生對編程知識學習的熱情使學習效率提高，而教師的教學效率也相對提高。

項目名稱：基于Scratch2.0小學信息技術編程教學模塊的設計與實踐，項目編號：kjcx2018-101mdjnu。

（作者單位：牡丹江師范學院）