《智能手機創意編程》課程設計與實施

任健

[摘? ?要]《智能手機創意編程》課程在統整理念的指導下，融合信息技術和通用技術課程，進行課程的設計與實施，以培養學生的計算思維為核心，通過 “設計與智造”項目活動，培養學生的軟件編程與動手制作能力，促進其計算思維與工程思維的結合，提升其學科核心素養。

[關鍵詞]課程設計;計算思維;手機編程

[中圖分類號]? ? G632.4? ? ? ?[文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）27-0040-03

2017年教育部頒布的普通高中信息技術課程標準明確提出，高中信息技術學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。相比之前的課程標準，首次提出了計算思維的概念。在課程內容的設置上，必修課程《數據與計算》中提到，掌握一種程序設計語言的基本知識，使用程序設計語言實現簡單算法。通過解決實際問題，體驗程序設計的基本流程，感受算法的高效率。《智能手機創意編程》是一門校本選修課程，秉承“獨立、協作、創造”的校訓，在統整理念的指導下，以培養學生的計算思維為核心，通過開展 “設計與智造”項目活動，培養學生的軟件編程與動手制作能力，促進其計算思維與工程思維的結合，提升學生的學科核心素養。下面筆者就課程的設計與實施談談自己的具體做法。

一、設計理念

設計《智能手機創意編程》課程的宗旨是讓學生在教師的指導下，圍繞計算思維的培養，學習移動應用的開發技術，將手機移動應用的開發與多種智能傳感器技術相結合，解決實際生活中的問題，通過項目化學習的方式實現對信息技術的知識學習、方法領悟、工具掌握、問題解決和創新發展。

對于學生計算思維的培養，程序設計一直是中小學信息技術教學內容的首選。程序設計教學在計算思維概念提出之前就一直進行著，根據學生能力水平不同，開展過Basic、Pascal、C、C++、VB等語言的教學，現在又開始流行Python等自動化程度更高的語言教學，它們對于學生理解計算機解決問題的一般過程起到重要的作用。但是，由于計算機程序語言具有抽象性、復雜性等特點，讓大部分學生望而卻步。本課程使用的App Inventor軟件是一種可視化、積木式的編程軟件，它的對象基于動作事件的特點更貼近日常生活，學生易于理解，有效降低了學習程序設計的門檻，讓編程學習更簡單、更有趣、更有意義，教師可以把教學的重心放在對學生計算思維的培養上。

二、課程目標

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。《智能手機創意編程》課程統整了信息技術和通用技術的學科內容與育人目標，因此本課程旨在培養學生的信息意識和技術意識、計算思維和工程思維、數字化學習和創新設計、圖樣表達和物化能力、信息社會責任等核心素養。

學生通過對本課程的學習，能夠體驗基于移動端的日常應用，結合移動應用的典型事例，認識到移動技術對人類社會的影響;了解面向對象和事件驅動的編程原則，掌握基于圖形化開發工具進行移動應用設計與開發的基本方法;了解常用傳感器的種類和功能，其數據采集方式，能在移動運用設計中使用多種數據輸入方式;經歷項目作品的設計與開發，運用計算思維和工程思維方法來界定問題、抽象特征，領悟信息、數據、計算、結構、流程、系統和控制等技術方法并加以運用，熟悉編程的一般過程;通過可視化的方式，如設計流程、制作界面、搭建程序等，合理使用手機的各種編程對象，在最終形成項目作品的過程中培養嚴謹細致、精益求精的工作態度和工匠精神，達成技術學科立德樹人的終極目標。

三、課程內容

本課程整合了2017版普通高中信息技術課程標準中的選修模塊《移動應用設計》、必修模塊《數據與計算》和選擇性必修《人工智能初步》《開源硬件項目設計》模塊，以及高中通用技術的有關模塊內容，具體設置見表1。

四、課程實施策略

學習本課程的學生由來自高一各班對程序設計感興趣的學生組成，教師通過選修課的形式進行授課，時間跨度是高一兩個學期。課程遵循學生的一般認知規律，先從基礎知識、基本技能開始，介紹App Inventor軟件的界面和一般流程，讓學生通過前面的基礎項目快速掌握操作方法，領會其圖形化編程的特點，激發起好奇心和求知欲。接著學生通過兩個游戲項目的制作，運用所學知識解決新問題，培養問題解決能力和系統思維、創新思維。最后，利用手機與外部硬件、網絡數據庫的連接實例進行拓展實驗，期待學生對于之前的學習有一個全新的認識。學生通過自己設計創意項目，有效地在設計活動中掌握技術知識、應用技術原理、體悟設計過程、積累成技術學習經驗，并逐步形成和發展計算思維、工程思維，理解技術文化，最終落實學科核心素養。

五、課程大綱

六、課程評價與成果

經過兩個學期的學習，選修班的學生合作完成了創意作品的設計與制作。采用過程性評價和總結性評價相結合的方式進行課程評價。過程性評價主要依據學生提交的《項目學習手冊》，其中反映了學生在項目學習過程中發現的問題、開展的討論、評估的方案、繪制的草圖、拍攝的作品實物照片，作品的自評、互評和教師評價，最后是學生的反思。

總結性評價依據最后完成的作品，每個小組都定好一個主題大框架，主要有小車類、燈光類和音樂類，每個小組根據大框架確定自己的設計與制作項目。最后，每個小組基本完成了當初的設計目標，不過在完成質量和創意設計方面還存在差異。優秀小組的作品，既能較好地體現功能，又能考慮到美觀性、實用性。有的小組的作品，只能體現部分功能，而且從學習手冊上看，小組合作流于形式，作品主要是由個別學生完成的。表3展示部分小組的優秀作品。

回顧課程的設計與實施的全過程，在統整思想的指導下，計算思維的培養是可以通過跨學科的方式進行的，而通過項目化的學習可以使各學科有效地融合。項目中涉及手機軟件設計與開發，主要是信息技術課程的相關范疇，可以培養學生的計算思維、數字化學習與創新等信息技術核心素養，而圖樣設計、模型搭建則屬于通用技術課程相關范疇，可以培養學生的工程思維、圖樣表達、物化能力等通用技術核心素養。智能手機創意項目的設計與開發，是基于現實生活以及真實問題情境的，學生在動手實踐過程中有效地培養了計算思維以及工程思維等素養。

綜上所述，由于課時的限制，有的學生對于手機開發的基本技術的學習還是不夠的，因此在講解開發制作的具體案例時，有的學生表現出沒有自己的想法、創新力不夠等，這也提醒著教師，在項目教學的過程中，怎樣有效引導學生開展自己的項目，而不只是讓學生跟著教師做，這是值得繼續好好研究的方面。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 任友群，黃榮懷.普通高中信息技術課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]? 顧建軍，吳鐵軍.普通高中通用技術課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

（責任編輯? ? 黃諾依）