基于網絡空間的圖形化編程教學實踐

楊睿

摘要：人工智能時代的到來，為我們生活、工作帶來了巨大變革，編程作為人工智能時代的創造載體，不僅是學生必須掌握的技能，同時也是培養計算思維的有力抓手。由此，編程教學如何開展已成為中小學信息教師共同討論并關注的熱門話題。通過分析目前編程教學現狀，結合計算思維的基本概念，針對如何在編程教學中更好地落實計算概念、計算實踐、計算觀點，進行深入探索，并提供可借鑒的參考。

關鍵詞：網絡空間;計算思維;信息素養

2014年深圳市教育局正式出臺《關于進一步提升中小學生綜合素養的指導意見》，將八大素養的提升列為主要任務，隨之，信息技術教材改版在內容上發生了相應的變化。小學信息技術教材加入了圖形化編程內容、代碼編程內容（GOC），信息技術課程定位從“信息技術常規操作”轉向“信息核心素養”的培養，通過編程教學培養計算思維，運用計算機學科領域的思想方法形成問題解決方案，并遷移到與之相關的其他問題的解決之中。編程教學在小學信息技術教學中的重要地位更加突顯而出。

一、基于網絡空間的圖形化編程優勢

經過一線教學實踐和現狀調查發現，目前學校編程教學大多采用脫機教學軟件，經梳理得到以下影響編程教學效果的共性問題。

（1）現階段大多數編程教學重心還停留在軟件技術操作方面，學生單純地模仿程序設計語句，很少涉及信息學編程知識內容，缺乏對編程目的和方法的引導。

（2）目前，學生課外時間想要學習編程，但學校的學習資源和教師的教學資源沒辦法共享給學生。

（3）學生作品保存在信息教室計算機的本地磁盤中，因此，學生回家想要再次編輯或展示分享是比較麻煩的。

（4）圖形化編程內容，界面清晰美觀、操作簡潔，作品成果帶來的成就感強，很受學生歡迎。由于學校信息教室屬于公共場所，通常會在電腦中安裝還原軟件，在作品保存上學生要進行更多的操作。因此，每次在課堂上的作品保存平均要花費3-5分鐘，占據將近總上課時間的1/8，并且總會出現學生在下課前沒有保存好文件的情況發生，從而導致作品丟失。

結合國內外現狀及趨勢，參考行業培訓模式，我們可采取通過網絡空間教學平臺開展編程教學來解決以上問題，打破時間和空間限制，實現資源互通共享、學生之間互動交流，有效開展項目式教學，連貫編程知識節點，保護學生對編程學習的熱情，最大限度地提升作品分享所帶來的成就感，從而更好地開展編程教學。

二、基于網絡空間的圖形化編程教學平臺簡介

編程貓未來教室教學平臺是一款功能全面的編程教學平臺，平臺支持圖形化編程教學和Python編程教學，具有以下特點：（1）支持混合式線上線下教學;（2）教學資源豐富，且可共享;（3）作品發布快捷方便，且可一鍵生成分享鏈接和二維碼;（4）設置和課程配套的編程知識源碼練習題，可幫助學生深入學習編程知識內容;（5）提供了課堂教學、作業批改、學生管理、學生評價等一系列教師教學管理功能。

三、基于網絡空間的圖形化編程教學實踐案例

本案例是基于網絡空間的《森林鹿王奇遇》課例，采用趣味創作教學模式，以故事為主線創設情境，以項目式教學為主基調，通過故事發布項目任務，以解決問題為出發點，合理地分析項目、拆分項目，形成思維流程圖，化解重點難點問題，形成編程思路，培養計算思維。

（一）創設情境，激趣導入

在本教學環節中，開啟未來教室的課堂教學模式，播放導入視頻，并結合視頻講述故事，創設情境，激發學生的學習興趣和樂于助人的情感態度價值觀。

教學實例：在源碼森林里有只神奇的森林鹿王，這只神奇的鹿王，神通廣大，千變萬化，它原本可以自由自在地在空中奔跑，還可以分身，還能召喚出許多小伙伴一起在森林狂歡，可是就在昨天，它的這些超能力突然消失了，需要我們去幫助它恢復，這節課我們就來看一下可以用哪些功能模塊來幫助鹿王恢復超能力。趕快加入老師的隊伍，看看今天在源碼森林里能和它有著什么樣的奇遇。

編程教學對于學生學習和教師教學難點都在于如何在程序語言和自然語言之間建立聯系，打破抽象和具象之間的壁壘是關鍵。通過故事創設情境，將抽象的程序具象化，把程序設計內容，融入到故事中，貼近生活。

（二）任務分析

在本教學環節中，采用引導法，引導學生思考項目任務有哪些，并將任務細化分解，轉化成編程內容。將幫助森林鹿王恢復超能力的總任務，分解成多個子任務。在導入環節，學生經歷了將抽象程序具象化的過程。項目分析環節是將具象化的現實問題抽象成程序化的過程，實現抽象和具象的互化，使學生學會自然語言與程序語言之間的轉化，從故事中提取出要解決的問題，轉化成程序任務。

任務分析：（1）鹿王在空中奔跑;（2）鹿王分身;（3）森林狂歡。

角色分析：森林鹿王、雷電猴、木葉龍

（三）形成程序設計思維導圖

程序設計要遵循流程設計，對于小學生來說，運用思維導圖來梳理任務流程是簡單有效的方法?？刹捎檬掷L思維導圖或用MindMaster軟件來繪制思維導圖，可清晰呈現程序分析的邏輯順序。在項目任務和細分任務之間，角色與動作之間的關系需要通過一定形式來展示其鏈接關系，因此在這一環節，以思維導圖的形成來呈現知識結構和內在聯系，引導學生學會處理問題，將大任務細化成多個小任務，有順序分析梳理，培養計算思維中的“分解”和“概括”能力。

（四）搭建程序與調試

教師在編程貓未來教室中發布課程，學生登錄自己的賬號進入未來教室——我的課程中，完成程序的搭建。圖形化編程程序搭建操作簡便，學生對應流程分析思維導圖去完成角色和背景的添加，根據角色動作去完成程序搭建。

在這一環節中，第一個任務“森林鹿王空中奔跑”，學生在自主操作中添加了移動模塊，但是角色出現的是滑動的效果，沒有奔跑動作。于是，教師通過直觀演示，分解人走路的動作，引出下一造型模塊。教師啟發式引導操作，使學生形成舉一反三的思維模式。第二個任務“鹿王分身”，有多種不同的方法可以完成任務。教師可設計邀請同學演示操作的環節，引導學生意識到，編程世界中條條大路通羅馬，不同方法可以達到相同的效果，多探索，勤思考。

（五）發布與分享

在編程貓未來教室中通過單擊編輯器中的保存按鈕或發布按鈕，就可以一鍵保存和發布作品，同時可以一鍵生成分享鏈接和二維碼。保存作品后，同班同學可以在未來教室的小黑板處查看和互評。同時也可以分享到論壇區，與線上的編程愛好者相互交流學習。

（六）編程知識，源碼練習

本課學習內容完成后，在學習界面點擊練習題，就會跳轉到本節課所學知識內容對應的源碼練習界面。源碼練習有針對性地設計了對本課重點難點問題進行內化的題目，學生通過答題練習，鞏固知識內容，建構編程知識內容體系。

（七）教學管理

學生作品保存后，教師的教室管理界面中會顯示完成情況統計數據，并可以進行作品審閱，同時提供了線上評價的功能，包含過程性評價和總結性評價。還可自動生成學生的學情報告，從創新思維、藝術設計、邏輯思維、編程技術方面形成雷達圖，清晰展示學情報告。

四、結束語

應用編程貓未來教室網絡空間開展編程教學，可以打破時間與空間限制，結合計算思維的三個維度，運用微課巧設情境，點燃思考，實現作品共享，學習資源可隨時獲取，開展項目式教學，形成資源包;利用數據分析教學、多元評價，立體量化，實現科學管理，更好地實現編程教學的價值。筆者結合多年一線教學經驗，將網絡空間教學平臺應用到學校教學中頗有成效，未來還將繼續探索、提煉，分享更好的、更優質的教學經驗。

（責任編輯：奚春皓）