面向STEAM教育的App Inventor教學(xué)實(shí)施策略研究

熊翠梅 梁樹輝

摘 要：App Inventor作為手機(jī)應(yīng)用開發(fā)工具，難度比VB簡單，會(huì)讓學(xué)生更感興趣，在培養(yǎng)學(xué)生編程技能的同時(shí)，發(fā)展解決問題的能力。在當(dāng)下亟須創(chuàng)新人才的時(shí)代，不少教師還沒有及時(shí)更新理念，真正著手實(shí)踐。文章基于STEAM教育理念，結(jié)合自身App Inventor教學(xué)實(shí)踐，探索出App Inventor教學(xué)的實(shí)施策略：創(chuàng)設(shè)情境，先玩后做;學(xué)生本位，差異教學(xué);活用工具，激活課堂;整合學(xué)科，知識(shí)遷移;重視過程，多元評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;App Inventor教學(xué);教學(xué)策略

引言

《高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》要求充分發(fā)揮信息技術(shù)課程特有的教學(xué)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，利用開源硬件開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗(yàn)研究和創(chuàng)造的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)解決問題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)和能力[1]。現(xiàn)在中學(xué)生接觸的程序設(shè)計(jì)語言學(xué)習(xí)主要是VB，代碼學(xué)習(xí)比較困難，代碼模塊不易理解，使得課堂教學(xué)枯燥乏味。而App Inventor是一款面向沒有編程經(jīng)驗(yàn)的初學(xué)者的安卓應(yīng)用開發(fā)工具，只需要安裝一個(gè)火狐瀏覽器即可使用，通過積木式堆疊法來完成安卓程序的編寫，并支持機(jī)器人。STEAM教育是全球課程改革的風(fēng)向標(biāo)，強(qiáng)調(diào)過程性、跨學(xué)科性和創(chuàng)造性。結(jié)合STEAM教育理念，下面使用教學(xué)實(shí)施策略對(duì)App Inventor教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，先玩后做

結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況創(chuàng)設(shè)情境，能夠吸引學(xué)生的好奇心和注意力，從而提高學(xué)習(xí)效率。創(chuàng)設(shè)情境的途徑有很多，首先，來源于學(xué)生的觀察和體驗(yàn)。例如在“打地鼠”教學(xué)中，學(xué)生先試玩游戲，引起學(xué)生游戲創(chuàng)作的欲望。其次，來源于問題解決。例如邀請(qǐng)學(xué)生讀單詞congratulation，然后發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生不會(huì)讀，什么辦法能快速記憶單詞？于是產(chǎn)生“記單詞”應(yīng)用的創(chuàng)意。再次，來源于學(xué)生的情感共鳴。例如在學(xué)校宣傳垃圾分類的活動(dòng)中，教師提議做個(gè)垃圾分類知識(shí)問答的應(yīng)用，可是學(xué)生希望為環(huán)衛(wèi)工人代言，開發(fā)了“撿垃圾”的小游戲，呼吁大家不要亂扔垃圾。然后，來源于學(xué)生的創(chuàng)意點(diǎn)子。例如學(xué)生學(xué)習(xí)壓力太大，希望開發(fā)一款應(yīng)用可以幫自己減壓，于是開發(fā)了一款“你的好朋友”的智能對(duì)話應(yīng)用，后來又增加了心理壓力的測(cè)試，在學(xué)校創(chuàng)客節(jié)活動(dòng)上大受歡迎。最后，來源于學(xué)生興趣。為什么學(xué)生對(duì)手機(jī)如此癡迷？因?yàn)槭謾C(jī)里有可以吸引學(xué)生的各種App，有游戲、社交、地圖、購物、視頻等應(yīng)用。例如第一個(gè)App Inventor應(yīng)用程序“逗貓”，逗可愛小貓發(fā)出喵喵叫的小游戲，比傳統(tǒng)的顯示“Hello！World！”這種經(jīng)典例子更有趣，也更能吸引學(xué)生并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。App Inventor入門容易，如果用于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意是相對(duì)復(fù)雜的，只要?jiǎng)?chuàng)建學(xué)生關(guān)心的環(huán)境，選擇學(xué)生感興趣的主題，投入更多時(shí)間精力，最后即使“失敗”也會(huì)有所收獲。

二、學(xué)生本位，差異教學(xué)

學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)知能力和信息處理能力有差異，原因是部分家庭沒有電腦，部分學(xué)生不重視“副科”，部分小學(xué)沒有開課等。所以，只有采用差異教學(xué)和分層教學(xué)才能滿足不同層次學(xué)生的需要，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣才能被激發(fā)，學(xué)習(xí)才更有動(dòng)力。

分層教學(xué)建議采用小組互助分層。學(xué)習(xí)任務(wù)可分為基本任務(wù)和擴(kuò)展任務(wù)。基本任務(wù)是每一個(gè)學(xué)生都必須完成的，擴(kuò)展任務(wù)是讓有能力的學(xué)生去完成的，例如在“記單詞”課例中，按順序聽英語單詞為基礎(chǔ)任務(wù)，增添一個(gè)可以隨機(jī)聽寫單詞的功能或者添加一些對(duì)語速、單詞之間時(shí)間間隔的設(shè)置為拓展任務(wù)。小組互助分層可以讓能力強(qiáng)的學(xué)生輔導(dǎo)能力弱的學(xué)生，可以縮小差距，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

差異教學(xué)指的是教師提供模塊化的助學(xué)資源，滿足不同能力的學(xué)生需要。學(xué)生根據(jù)自身能力和需求，選擇適合自己的任務(wù)單，可以大大減輕教師課堂指導(dǎo)的工作量，提高教學(xué)效率。例如在“花瓣美”課例中，圖像精靈組件顯示花瓣，畫布組件動(dòng)態(tài)生成花朵，列表選擇框組件選擇花瓣，滑動(dòng)條組件改變花瓣的大小，教師可以提供各個(gè)組件使用的教學(xué)微課視頻，學(xué)生可以根據(jù)自身需求現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，提高課堂效率。

三、活用工具，激活課堂

傳統(tǒng)的信息技術(shù)程序教學(xué)講解理論知識(shí)，演示范例，學(xué)生模仿范例，能力強(qiáng)的學(xué)生完成拓展任務(wù)。如果每次上課都是這種模式，會(huì)使學(xué)生感到枯燥乏味。這時(shí)需要使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ呒せ钫n堂，吸引學(xué)生參與課堂，提高課堂效率。首先是思維導(dǎo)圖工具，它可以促使學(xué)生將抽象的問題具體化，讓學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴，提出盡可能多的問題，討論創(chuàng)造任何產(chǎn)品的五大要素：產(chǎn)品想法、受眾、角色、任務(wù)、解決方案[2]，逐步篩選出有價(jià)值的問題。例如在開發(fā)小游戲應(yīng)用的選題課上，學(xué)生花十分鐘在筆記本上埋頭書寫思維導(dǎo)圖，分享時(shí)提問的聲音此起彼伏，通過不斷地碰撞，確定最佳的游戲設(shè)計(jì)方案。其次是角色扮演工具，由于App Inventor負(fù)責(zé)項(xiàng)目需要小組通力合作，有項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行，有分析員負(fù)責(zé)項(xiàng)目需求分析，有技術(shù)員負(fù)責(zé)完成軟件設(shè)計(jì)與制作，有測(cè)試員負(fù)責(zé)軟件的測(cè)試，有銷售員負(fù)責(zé)分享和推廣軟件。組員角色相對(duì)固定，又可以靈活轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生既可以完成項(xiàng)目任務(wù)，又可以進(jìn)行職業(yè)體驗(yàn)。再者是任務(wù)單工具，任務(wù)單是學(xué)生學(xué)習(xí)的“腳手架”，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成任務(wù)。例如在“音樂播放器”案例中，任務(wù)單要求界面設(shè)計(jì)圖，音樂播放流程圖，填寫上一首、下一首，暫停，播放的組件需求表，還給出邏輯實(shí)現(xiàn)的部分代碼和利用變量解決音樂控制的提示。最后是知識(shí)模塊卡片工具，陳列知識(shí)清單，滿足不同學(xué)生的需求，使教師指導(dǎo)更有針對(duì)性。例如在“控制機(jī)器人”課例中，可以手動(dòng)控制，方向控制，語音控制機(jī)器人，所以可以將手指觸屏，方向傳感器，語音識(shí)別分別做成知識(shí)卡，每張知識(shí)卡有每個(gè)模塊知識(shí)的微課視頻、案例、網(wǎng)站指引等，這樣學(xué)生可以快速找到并利用，提高學(xué)習(xí)效率。

四、整合學(xué)科，知識(shí)遷移

App Inventor教學(xué)擁有信息技術(shù)課程特有的教學(xué)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，在STEAM教育理念指導(dǎo)下，打破學(xué)科邊界，圍繞主題選擇相關(guān)學(xué)科知識(shí)，學(xué)習(xí)應(yīng)用遷移來解決生活中的真實(shí)問題，培養(yǎng)學(xué)生面向未來的能力、計(jì)算思維和創(chuàng)新素養(yǎng)。首先與數(shù)學(xué)學(xué)科的融合，例如在“函數(shù)圖像”課例中，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)函數(shù)的相關(guān)知識(shí)的前提下，開發(fā)生成一元一次，一元二次，正比例，反比例等函數(shù)，可以直觀地觀察隨著數(shù)值的變化，函數(shù)圖像發(fā)生相應(yīng)的變化，幫助學(xué)生更好地理解函數(shù)知識(shí)。其次與物理學(xué)科相融合，物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，例如在“加速度測(cè)量儀”課例中，學(xué)生從感知身邊的加速度，到查找資料理解失重和超重的知識(shí)并進(jìn)行相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)，可以加快應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)。再次與生物學(xué)科相融合，例如在“種子的萌發(fā)”課例中，學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)，與溫度傳感器、濕度傳感器等連接，完成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。最后與藝術(shù)等學(xué)科相融合，例如在“涂鴉板”教學(xué)中，顏色的合成需要理解顏色RGB原理，繪制的圖形還可以生成圖片，形成可推廣的專屬標(biāo)簽。再如“背詩詞”“記單詞”“聽成語”等應(yīng)用設(shè)計(jì)制作，可以促進(jìn)語文和英語學(xué)科的學(xué)習(xí)。

五、重視過程，多元評(píng)價(jià)

教師不能因?yàn)闆]有時(shí)間就忽略課堂教學(xué)評(píng)價(jià)，也不能只進(jìn)行作品評(píng)價(jià)，應(yīng)該轉(zhuǎn)為重視過程性評(píng)價(jià)，除了關(guān)注學(xué)生的知識(shí)習(xí)得，還要關(guān)注學(xué)生能力與素養(yǎng)的提升，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的反思意識(shí)行為，思考學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)成，遇到問題，是否找到可以求助的途徑。

首先是課堂管理評(píng)價(jià)，如小組任務(wù)的完成進(jìn)度，小組合作氛圍，個(gè)人優(yōu)秀表現(xiàn)等，可以采用教師評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合。教師對(duì)學(xué)生個(gè)體有期待，可以改善課堂管理。其次 是過程性評(píng)價(jià)，例如“我學(xué)會(huì)了機(jī)器人的三種控制方式”與“我學(xué)了控制機(jī)器人”，前者不僅反映了學(xué)習(xí)內(nèi)容，還反映了學(xué)習(xí)效果。如果有的學(xué)生不夠時(shí)間完成最后的作品，可是前期的工作做得很好，這時(shí)過程性評(píng)價(jià)就發(fā)揮了作用，可以給予學(xué)生信心，繼續(xù)完善作品。最后是使用評(píng)價(jià)量表，一般情況下教師課前下發(fā)評(píng)價(jià)表，給學(xué)生心理準(zhǔn)備，本節(jié)課需要完成什么任務(wù)，一一對(duì)照。這樣做，好處是可以讓學(xué)生自我約束;不足之處是，長久下來學(xué)生會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)量表形成依賴，而忽視知識(shí)習(xí)得本身，所以量表需要陳列出重點(diǎn)概念和知識(shí)，訓(xùn)練的技能等，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)與技能的意識(shí)，從而培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。

結(jié)語

教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”是相互促進(jìn)，充滿變化的，這就需要教師在教學(xué)中不斷地探索高效課堂的實(shí)施策略，反思教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)的綜合規(guī)劃，提升自身理論水平與管理指導(dǎo)能力，使學(xué)生得到更好的發(fā)展。在STEAM教育理念指導(dǎo)下，利用App Inventor教學(xué)，讓學(xué)生不僅學(xué)會(huì)編程的方法，還學(xué)會(huì)利用編程解決真實(shí)問題，服務(wù)他人，體驗(yàn)自身創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力以及跨學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用遷移能力的提升。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中華人民共和國教育部：教育部關(guān)于印發(fā)《普通高中課程方案和語文等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的通知[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/

201801/t20180115_324647.html.

[2]（美）John Spencer，A.J.Juliani.如何用設(shè)計(jì)思維創(chuàng)意教學(xué)：風(fēng)靡全球的創(chuàng)造力培養(yǎng)方法[M].王頔，董宏遠(yuǎn)，譯.北京：中國青年出版社，2019.

課題項(xiàng)目：本文系中央電化教育館全國教育信息技術(shù)研究課題“利用App Inventor促進(jìn)信息技術(shù)課堂程序教學(xué)研究”（163643262）;廣州市教育研究院科研課題“基于綜合實(shí)踐活動(dòng)的STEM課程教學(xué)策略研究”（GZJY2017-154）的研究成果。

作者簡介：熊翠梅（1987—），女，中學(xué)二級(jí)教師，本科，研究方向：STEAM教育;

梁樹輝（1981—），男，中學(xué)二級(jí)教師，本科，研究方向：人工智能。