以文育人視域下數字故事編程教學探索和實踐

文/華南師范大學附屬小學 羅力強

2021年1月，教育部《中華優秀傳統文化進中小學課程教材指南》中指出，要“充分發揮各學科在傳承中華優秀傳統文化中的獨特作用，持續開展體驗活動、主題活動，強化學生實踐體認”。數字故事作為數字故事的新創作形式，以其趣味性、游戲化、數字化的特點深受孩子們的喜愛和追捧，也逐漸成為k-12教育中實施和落實計算思維培養的重要舉措。在這樣的大背景下，如何基于圖形化編程，借助數字故事創作形式，實現非物質文化遺產的活態傳承，讓大眾（尤其是青少年）認可、認同中華優秀傳統文化是當下基礎教育亟待解決的重要議題。

一、國內外小學生數字故事編程教學研究現狀

數字故事編程是數字故事的一種創新形式，是以故事創作的方式進行編程教學。數字故事編程教學的研究主要集中在學科教學創新和文化傳承項目探究等方面。

在國內，頓卜雙以《陳太丘與友期行》文言文教學為例，探索面向計算思維培養的Scratch模塊化編程教學，總結出了范例欣賞、作品分析，范例欣賞、作品分析，程序編寫、搶答糾錯，作品完善、程序創新，展示分享、拓展閱讀等教學環節，并通過教學實踐，發現89.24%的學生表示喜歡利用編程創作數字故事；78.49%的學生認為編程實現數字故事能夠幫助他們翻譯或者理解文言文，并且期待創作更多的文言文數字故事。武立波等以小學數學“平移”為切入點，設計系列基于編程的數學教學活動，結果發現學生通過編程把對平移操作技能的理解變成對數字化、操作化、程序化、系統化、動態化思維能力的理解，讓思考、設計、成果有效鏈接，在有趣、有內容、有效果中獲得積極的情感體驗，體會到學習的價值與數學動態的美。趙虹結合傳統文化，通過探索了“詩詞大會：模塊的拼接與搭建”創意編程教學、“聞雞起舞”編程+成語教學，凝練了“傳統文化+創意編程”的教學模式。

在國外，有學者開展數字故事英語寫作教學，發現學生在創作數字敘事故事的過程中，培養了其寫作能力的同時，還提高了口語表達能力和寫作能力。將數學中的“合數和質數”和APPInventor編程相結合，開展教學培養學生的計算思維，結果發現學生在掌握編程知識，發展計算思維技能的同時，還通過開發應用程序對合數和質數有了進一步的理解。還有學者基于機器人，開展了基于講述、畫畫和編程等方式的計算思維培養教學實踐，結果發現基于機器人的數字故事編程教學活動能夠有效提高學生的計算思維技能。

二、以文育人視域下數字故事編程教學流程的構建

本研究以北京師范大學教育學部董艷教授提出的面向設計的產生式學習（DoPBL）模式為指導，將數字故事、中華優秀傳統文化、項目式教學相結合，基于學校非物質文化遺產博物館（以下簡稱“非遺博物館”），構建了以文育人視域下數字故事編程教學流程。

在該流程中，主要包括三個項目實踐活動，通過細化組織學生進行14個教學子活動，進行科技賦能文化傳承作品設計和實踐，最終幫助學生掌握編程知識，培養文化自信。非遺研學主要是讓學生親距離走進非遺展館，感知傳統非遺之類，了解非遺項目的價值和意義，引發學生進行創造性傳承非遺的思考，主要包括展館參觀、微課學習、教師講解等教學活動。設計實踐主要是結合非遺研學感受，確定問題，并引導學生運用信息技術相關知識，再現或創造性展現非遺，主要包括明確問題、問題分解、預想功能、方案設計、編程實現、硬件連接、測試調試、作品優化等教學活動。分享評價主要是結合前期非遺研學、設計實踐等過程，進行此次項目的成果匯報、收獲、反思、感想等，培養學生分享意識和評價鑒賞能力。

三、以文育人視域下數字故事編程教學實踐——以《智劃龍舟》教學為例

以文育人視域下數字故事編程教學流程為指導，設計并實施了傳承龍舟說唱文化的《智劃龍舟》項目教學。

1.組織非遺研學，強化文化感知。組織學生參觀非遺博物館，學習《龍舟說唱》微課，聆聽龍舟說唱文化的淵源等，幫助學生了解、感知龍舟說唱文化。隨后，組織學生填寫非遺研學活動記錄單。

2.進行項目實踐，培養編程思維。（1）方案設計。首先，結合日常了解的科技產品及手段，以“如何將AI技術應用到傳承龍舟說唱文化活動中，實現活態傳承”為驅動，引導學生思考傳統龍舟說唱文化傳承中現存問題的解決措施。其次，引導學生進行頭腦風暴，運用思維導圖進行預想功能可視化、具體細化。在《智劃龍舟》導圖中，主要涉及專屬身份、語音互動、語音遙控、智能點歌、題目問答等五大功能。隨后，圍繞《智劃龍舟》思維導圖，進行編程解決方案，包括如何借助AI技術實現專屬身份，如何結合傳統化龍舟體驗，實現智劃龍舟等解決方案，以及語音互動、智能點歌、題目問答等編程的具體化稿本。（2）編程實現。結合《智劃龍舟》的預想功能，以語音識別為切入點，以python編程為載體，開展系列項目實踐活動。首先，運用python語言、K210主控板采集和獲取學生語音數據，并對采集好的數據進行標準編號，構建聲紋識別模型。其次，利用已構建的模型，讓小朋友實時說話，進行聲紋識別測試和調試。再次，根據預設功能的編程稿本，進行python代碼撰寫。最后，基于遙控快艇船、龍船立體拼圖等相關材料，進行智劃龍舟模型的外形包裝設計，主要是將遙控快艇船模外殼作為龍舟船身，保證其遇水不沉；將控制板、馬達、雙螺旋槳有機整合，做動力裝置，保證其做特定動作擁有所需要的動能，可以遙控其前進、旋轉、唱歌、互動等等；將紙質泡沫版龍船立體拼圖融入智劃龍舟模型外觀設計，增強智劃龍舟外形的觀感。（3）測試調試。在完成聲紋識別、編程實現、智劃龍舟模型及外形包裝設計后，我們邊進行遇水測試，邊收集調試智劃龍舟在水中的各種數據，并具體分析原因，作出改進。例如，船尾明顯下降，我們調整控制板的位置；智劃龍舟前進時容易進水，我們采用龍舟貼紙進行智劃龍舟擋板處理；編程中創造栗控制板語音識別效果不佳，我們采用開源的k210控制板做載體，運用Python語言編程來實現。

3.開展分享評價，增強學習反思。基于項目實踐，組織學生進行成果匯報，開展小組評價，引導學生在分享和評價活動中獲得成就感、滿足感的同時，幫助學生尋找自己作品的修改點，增強其反思意識。