基于未來學(xué)校的圖形化編程教學(xué)

吳偉君 孫文方

● 背景

編程教育主要是利用適合兒童年齡發(fā)展的簡化形式的編程工具，幫助兒童掌握計算機科學(xué)知識，發(fā)展理論思維能力。編程的魅力不僅在于編碼，更重要的價值體現(xiàn)在問題解決的過程及思維能力的延伸，以及在此過程中對學(xué)習(xí)者觀察、反思和結(jié)構(gòu)性思考等無形技能的培養(yǎng)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，筆者所在學(xué)校從2018年開始，嘗試在小學(xué)高年段開展圖形化編程教學(xué)的實驗，目的是通過編程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

● 總體設(shè)計

小學(xué)的圖形化編程教學(xué)，重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在趣味任務(wù)的驅(qū)動下，通過合作探究完成每一個任務(wù)，在完成任務(wù)的過程中，形成創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能。根據(jù)學(xué)生的年齡特點，本節(jié)課筆者采用了趣味任務(wù)驅(qū)動下的分層教學(xué)。通過課前的游戲化趣味情境導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心;通過了解學(xué)習(xí)任務(wù)單，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)單的引導(dǎo)下自己動手實踐嘗試，并在小組合作、互助的形式下，完成本節(jié)課的創(chuàng)新任務(wù)學(xué)習(xí)（如圖1）。

● 設(shè)計支撐

下面以《我是賽車手》一課為例，對小學(xué)如何開展圖形化編程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力進行分析概述。

教材分析：本節(jié)課主要是培養(yǎng)學(xué)生正確而簡潔的邏輯思維，在小任務(wù)的驅(qū)動下，通過合作探究完成賽車程序設(shè)計，在完成任務(wù)的過程中實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對編程已經(jīng)有了一定的理解，再加上本節(jié)課利用制作小游戲的形式，讓學(xué)生理解編程中判斷語句的運用，以及函數(shù)和變量的使用，為形成和建立良好的邏輯思維打下堅實的基礎(chǔ)，并通過以學(xué)生為主體的信息收集、處理和應(yīng)用的實踐活動，讓學(xué)生“在快樂中活動，在活動中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)造”。

學(xué)情分析：學(xué)習(xí)者是小學(xué)五年級的學(xué)生，本課是在學(xué)生已經(jīng)認識某圖形化編程工具操作界面，了解事件、控制、動作等積木盒子的基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上進行教學(xué)的。學(xué)生對課程具有高漲、濃厚的學(xué)習(xí)熱情和興趣，并有一定的邏輯思維能力和分析能力，但學(xué)生在編程的邏輯思維表現(xiàn)上差異性比較大。

根據(jù)教材的分析以及學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)情況，筆者對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)進行了精心設(shè)計，本課重視教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，體現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)理念。在教法上采用創(chuàng)設(shè)情境法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和范例教學(xué)法、作品評價法等教法組織教學(xué)。通過完成多層次任務(wù)掌握本節(jié)課“如果”“偵測”“變量”積木的使用方法。課堂設(shè)計以問題作為學(xué)習(xí)的出發(fā)點，幾個環(huán)節(jié)由易到難，分層遞進，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，讓學(xué)生的思維活躍起來。

案例設(shè)計

《我是賽車手》教學(xué)設(shè)計

1.教學(xué)目標

知識與技能目標：了解背景、角色、移動、造型在動畫中的概念，知道制作動畫的流程;掌握編程軟件中事件、控制、動作、外觀、偵測、運算、數(shù)據(jù)七大模塊中命令的使用方法。

過程與方法目標：通過探索賽車游戲的程序編寫，培養(yǎng)有條理、會分析的邏輯思維習(xí)慣;通過對抗競技比賽設(shè)計，發(fā)展創(chuàng)新能力。

情感態(tài)度與價值觀目標：通過小組合作探究，以團隊方式迎戰(zhàn)對手，養(yǎng)成團結(jié)友愛、互幫互助的優(yōu)良人格，成為有競爭力的進取型人才。

2.教學(xué)重點、難點

重點：學(xué)習(xí)如果、偵測、變量積木的使用。

難點：理解“重復(fù)執(zhí)行”嵌套“如果”的意義，并掌握操作的方法。

3.教學(xué)過程

（1）明確任務(wù)

教師以學(xué)生玩“賽車游戲”導(dǎo)入課題，激發(fā)學(xué)生探求新知的興趣。教師提問：“同學(xué)們，今天我們在上課之前玩?zhèn)€游戲，看看有那些同學(xué)能夠順利過關(guān)。你們想不想自己獨立制作這款游戲呢？”

設(shè)計意圖：從學(xué)生感興趣的游戲入手，把學(xué)生吸引到編程中來，為在玩中學(xué)創(chuàng)造條件。

（2）自主探究

①放手讓學(xué)生自己制作，有困難的可以借助學(xué)習(xí)單。②教師巡視指導(dǎo)。以學(xué)習(xí)單為扶手，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考、分析問題，探究新知。

預(yù)設(shè)一：不用學(xué)習(xí)單就能獨立完成背景（如圖2）和汽車的腳本搭建（如圖3）。

預(yù)設(shè)二：不能獨立完成，但是借助學(xué)習(xí)單，也能完成背景和汽車的腳本搭建。

設(shè)計意圖：通過學(xué)習(xí)任務(wù)單指引，把復(fù)雜的任務(wù)分解成一個個小任務(wù)，為學(xué)生獨立解決問題創(chuàng)造條件。

（3）互動交流

為了讓學(xué)生更好地完成本課教學(xué)任務(wù)，筆者設(shè)計了一份學(xué)習(xí)單。學(xué)習(xí)單的第一部分是讓學(xué)生找到游戲中的素材（角色），在這里學(xué)生應(yīng)該能很快找到背景、汽車、隕石和獎杯;第二部分的設(shè)計是讓學(xué)生正確地完成背景和汽車的移動，這里用到了動作當中的面向、移動和將Y坐標增加這三個積木塊，這些都是學(xué)生以前在編程中用到過的，但這里筆者沒有給出具體的數(shù)值，意圖是讓學(xué)生自己去嘗試，他們會在嘗試的過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)值和速度有關(guān)，從而找到適合這個游戲的合理數(shù)值;第三部分的設(shè)計是給出若干積木，讓學(xué)生從中選擇完成隕石運動需要用到哪些積木，讓學(xué)生在操作的過程中不斷嘗試并最終排出合理的順序。

①指名學(xué)生回答學(xué)習(xí)單上的問題（如圖4），并測試腳本的正確性。如果出現(xiàn)錯誤的腳本采用生生互助的方式解決。②讓學(xué)生分析隕石的運動過程，利用思維導(dǎo)圖建立正確的邏輯思維（如圖5）。學(xué)習(xí)單和思維導(dǎo)圖的使用，能幫助學(xué)生更好地突破本節(jié)課的重難點。

設(shè)計意圖：在學(xué)生解決問題的過程中，為他們合作交流創(chuàng)造條件，通過任務(wù)串的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生交流由淺入深。

（4）合作完成

①共同完成隕石運動的腳本搭建，同時完成學(xué)習(xí)單上的問題;②學(xué)生獨立嘗試（自己嘗試、小組討論、互助）;③教師巡視指導(dǎo);④展示優(yōu)秀作品，同時展示錯誤的實例，讓同學(xué)幫忙解決;⑤學(xué)生自主完成獎杯腳本的搭建;⑥拓展對抗訓(xùn)練。

設(shè)計意圖：交流分享的目的是促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，進行對抗訓(xùn)練更能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造的熱情和創(chuàng)新的意愿。

（5）課堂小結(jié)

為了發(fā)揮學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位，筆者將課堂小結(jié)交由學(xué)生來完成。請學(xué)生根據(jù)PPT進行課堂小結(jié)，談一談本節(jié)課的收獲。以此幫助教師在第一時間掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，培養(yǎng)學(xué)生及時梳理、歸納知識點的習(xí)慣，肯定學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情。

（6）作業(yè)布置

通過今天學(xué)到的知識設(shè)計并制作一款類似的小游戲，下節(jié)課進行匯報展示。

● 教學(xué)反思

在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計過程中，在游戲化情境下，以對抗性競賽的方式，通過一環(huán)扣一環(huán)的環(huán)節(jié)設(shè)計，抓住了學(xué)生的好奇心，同時在放手讓學(xué)生自己去探索的過程中，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)散各自的思維方式去完成教學(xué)任務(wù)，整體完成的效果達到了85%。不足之處是一部分學(xué)習(xí)能力稍差的學(xué)生，在自主探究環(huán)節(jié)顯得吃力，沒能真正完成教學(xué)任務(wù)，這是以后在教學(xué)過程中應(yīng)該全面考慮的一個方向。

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