從“圖形”到“代碼”的初中程序設計課程設計

冉敏

摘要：2017年7月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，其中明確提出要在中小學階段逐步推廣編程教育。在實際教學中，初中階段更多的是學習圖形化編程，高中階段的新課標中要求學生熟練應用代碼編程，要解決這一矛盾，初中階段勢必要從圖形化編程過渡到代碼編程。那么，初中程序設計課程怎樣從圖形化編程過渡到代碼編程呢？針對這一問題，本文從課程目標設計、課程內容設計、課程評價設計三方面進行探討，以期設計出符合初中學生情況且可以幫助學生從圖形化編程到代碼編程順利過渡的初中程序設計課程。

關鍵詞：從圖形到代碼;初中程序設計;課程設計

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）S2-0063-03

問題提出

2017年7月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，其中明確提出要在中小學階段逐步推廣編程教育。當前在實際的教學中，更多的初中學校選擇了更為簡單的圖形化編程語言作為程序設計語言。這是因為，在過去的十年間，以VB為代表的“代碼”編程是初中程序設計教學的主流，然而在實踐教學中往往出現了更多的問題，從而導致“圖形化”編程出現以后迅速替代VB。利用“圖形化”編程，孩子們不需要寫任何代碼，在圖形化界面完成程序設計。初中階段常見的“圖形化”編程主要有編程貓、App Inventor、Micro： bit、Kittenblock等，學生在編寫程序時，只需要拖拽程序拼接即可，就像他們小時候搭積木一樣。

“代碼”，泛指文本編程，也就是在初中階段經常用于教學的Python、VB、C++等語言編寫的程序，這類語言都是按照一定的語法規則，由表達各種意義的運算對象和運算方法構成。這對于學生來說，相對復雜，學生需要記住它們的語法規則，需要手動敲入一行行程序，一旦輸錯了字母或者標點符號，程序就會出問題。Python是一種解釋型的腳本語言，可以應用于人工智能領域，自2004年起Python的使用率呈線性增長，尤其在近兩年，高中必修中開始用Python作為教學語言，以Python為代表的“代碼”編程在初中階段的程序設計教學中則剛剛開始，相信隨著人工智能的發展和高中Python教學實踐的深入開展，在初中階段Python教學也會慢慢成為一種必然。

因此，在現階段，如何從圖形化編程順利過渡到代碼編程，怎樣的從圖形到代碼的課程設計是最符合學生的能力現狀和實際需求的，成為本研究的內容。

課程設計

從圖形到代碼的初中程序設計課程，以初二學生為教學對象，以信息技術課為載體，以三維立體發展式目標（如下頁圖1所示）為導引，體系化構建三類課程內容，打造適合現階段教學實際的、符合學生需求的初中程序設計課程。

1.課程目標設計

為發展學生信息技術學科核心素養，尤其是培養學生計算思維能力，促進教師能力發展并帶動學校課程建設，本研究建立了三維立體發展式課程目標，讓學生、教師、課程三者互相影響。三維分別代表學生發展、教師發展和課程發展，在圖1中分別用x軸、y軸、z軸表示，三者相互促進，良性發展。

課程教學的核心目標是發展學生能力，具體目標包括：

（1）通過課程的學習，掌握程序設計的三大結構，掌握基本的語法結構，能夠認識并編寫簡單的小程序。

（2）根據現實問題選擇對應的算法，且能夠將算法進行程序化表達。

（3）通過課程學習，順利地從圖形化編程過渡到代碼編程，不會產生畏難情緒，且能保持一定的學習興趣，為后續高中課程的學習打下堅實的基礎。

（4）培養核心素養，尤其是培養計算思維能力，初步具備抽象、自動化（歸納、分析、建模）、算法意識（算法設計、編碼）的總體能力。

此外，還設定了教師發展和課程發展兩大目標：一是教師通過實踐，具備獨立開設從“圖形”到“代碼”的初中程序設計課程的能力，并能將課程開設成優質課程;二是通過課程的設計、開發、實施等過程，填補從“圖形”到“代碼”的程序設計課程的空白，編寫校本教材。

2.課程內容設計

課程內容包括以圖形化編程為主的鋪墊課程、從圖形編程向代碼編程過渡的課程和以代碼編程為主的代碼課程三類。

（1）鋪墊課程

這部分課程共設計了5個小項目，每個項目涉及的知識點和作用如表1所示。

由于學生的水平參差不齊，有的學生已經較好地掌握了圖形化編程，有的學生卻完全沒有接觸過圖形化編程，所以設計了一系列鋪墊課程，設計鋪墊課程的主要目的是盡量拉平學生水平，通過鋪墊課程的學習，學生能基本了解程序設計的三大結構，具備初步的編程思想。

（2）過渡課程

過渡課程，只設計了一節課，課題就是從圖形到代碼。這節課一共設計了6個環節，每個環節都有它的目的和作用，如下頁圖2所示。

過渡課程在設計過程中，始終遵循了一個原則，就是讓學生比較代碼、讀懂代碼、改寫數據、仿寫代碼，學生在這樣逐漸加深難度的過程中，不知不覺地完成過渡。

（3）代碼課程

代碼課程主要是Python課程，一共設計了4個項目，大概需要8個課時。每個項目同樣有不同的知識點和不同的目的。具體項目如表2所示。

3.課程評價設計

課程評價的設計既要關注過程又要關注結果，力求將學習與評價融合，實現以評價促學習。

（1）過程性評價

過程性評價，旨在搜集學生學習過程中的具體材料，全面了解學生在學習過程中的整體表現。過程性評價主要是基于學生在課上完成的編程作品、課堂筆記、回答問題情況、課堂教學中生成的問題等方面來開展。

（2）終結性評價

程序設計課程與其他學科不同，具有開放、靈活、創新等特點，課程的終結性評價不僅要關注學生對程序設計相關概念、知識和基本技能的學習情況，還要強調學生的計算思維能力，包括抽象、自動化（歸納、分析、建模）、算法意識（算法設計、編碼）的總體能力。在整個程序設計課程結束的時候，教師對學生進行了兩個測試，一個是知識測試，主要考查學生對程序設計基本概念、基本結構、基本語句的掌握情況，一個是計算思維能力測試，主要考查學生計算思維能力水平，結合兩個方面的測試結果，最終給出評價意見。

結語

綜上所述，本研究設計了從“圖形”到“代碼”的初中程序設計課程的三類課程，旨在幫助學生能夠平穩地從圖形化編程過渡到代碼編程，培養學生的計算思維能力，提升學生的抽象、自動化（歸納、分析、建模）、算法意識（算法設計、編碼）的總體能力。

比較遺憾的是，在設計的三類課程中，鋪墊課程、過渡課程都全部完成了教學實踐，代碼課程剛完成了前兩個項目的教學實踐，還無法完整地對整個課程內容體系進行詳細的評估，這也是后續研究的重點和方向。

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