數字化學習與創新視域下小學圖形化編程教學優化策略

周雅楠

摘要：落實新課標，教師應選取精當的教學資源，創設新穎的教學場域，指導學生開展探究活動，培育學生數字素養和創新創造活力。作者以小學圖形化編程教學為例，提出了新課程理念下的教學思路，并介紹了推進教學創新的幾點做法。

關鍵詞：數字化學習與創新；圖形化編程；核心素養；策略

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）10-0033-03

引言

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出，信息學科核心素養為“信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任”。[1]而圖形化編程指向學生計算思維培養，是潤澤學生信息技術核心素養的重要陣地。因此，筆者開展了圖形化編程教學實踐，下面以《小小鋼琴家》一課為例談談具體做法，希望能為圖形化編程教學提供一定的參考。

整體性認識

1.基于學情分析，找尋教學起點

五年級的學生對圖形化編程的學習處在探索入門與初步獨立思考階段，有較強的學習欲望，能運用自己的語言表達想法、描述程序結構，但分析能力有限。在教學設計時，教師應根據學生現有的認知水平與知識結構，結合學生日常生活經驗，精準分析學情，重點做好“程序的并行執行”環節教學鋪墊，利用學生動手實踐和自主創新能力強的特點，強化學生知識與技能訓練，進一步提升學生信息思維品質。

2.基于任務體驗，科學解構課程

《小小鋼琴家》一課的學習任務是通過聲音模塊彈奏出簡單鋼琴曲目，涉及的知識點有簡單的樂理知識、聲音模塊中的彈奏音符、廣播與接收消息、克隆、坐標位置及用數值與邏輯運算來變換顏色、程序的并行執行等。其中，聲音模塊教學環節對線下課堂教學的組織有一定的干擾性，但對開展在線課程而言卻可成為一個有利的條件。因此，教師要設置體驗任務，延展教學設計的廣度，挖掘課堂教學的深度。建議將教學內容分成三部分，一是在圖形化編程中可通過控件來彈奏簡單歌曲，二是學習用按鍵實現彈奏，三是根據彈奏的需要，以廣播控件和克隆控件的配合使用來實現場景渲染。在此過程中，相關知識點學習和操作運用要堅持學生自主探索為主、教師指導為輔，突出任務驅動解構課程知識，提升信息科技學習的體驗感。

3.基于資源整合，創設學習時空

在大數據時代，教師要以學科資源為主線，以跨學科資源為補充，選擇數字化資源，形成符合學生成長需要的教學話題，適應課程教與學技能提升。本課筆者以“小小鋼琴家”導入，引導小組合作分析圖形化編程學習任務，指導學生以樂理、琴鍵、歌曲、控件等構筑學習網絡，并選擇適合的信息，兼顧跨學科資源要素，實現教與學時空有機融合，不斷優化課堂組織形式，終極指向學生信息素養的提升。

組織與管理

1.用情境表達教學

教學的起步是指教學導入。好的導入必須貼合生活，激發學生興趣與思考，能產生最佳的思維互動效果?！罢n堂是我們成長的地方”[2]，生活化教學就是課堂教學的方向。所以在本課導入環節，筆者先播放兩位學生課間彈奏《孤勇者》的視頻，引發學生集體合唱，激發學生的興趣點和關注點。接著，拋出問題“能不能用圖形化編程軟件設計一個小程序進行簡單的彈奏”，并展示作品——一位同學用程序演奏歌曲《小星星》，再提問：“欣賞時，請思考程序中的要素分別是什么？”導入環節出示“小小鋼琴家”程序，做到了與學生共情共鳴，順應了教學應有的“同理心”，讓教學可親可近可學。同時，讓學生感知在圖形化編程中，可通過控件來彈奏歌曲、表達創意作品。

2.用目標驅動任務

設計思維作為一套支持學習者創新思考和問題解決的方法論，是工程設計、社會科學和藝術科學的有機融合。[3]本課設計包含導入舞臺、繪制角色、分析任務、搭建控件、調試腳本和作品創新五部分。在授課過程中，筆者設置了三大任務，以生為本組建學習小組，指導探究性項目和動手操作，推進圖形化編程教與學一體化。

任務一：設置舞臺與角色。為了強化和渲染設計效果，筆者指導學生添加“星空圖”，設置“琴鍵和星星”角色，并演示操作導入舞臺與繪制角色。這個任務相對簡單，學生在鞏固“設置舞臺、添加角色”的同時，學會操作新的知識“琴鍵角色的復制”。

任務二：分析角色效果。在授課時，筆者鼓勵學生觀察程序分析角色的效果，不斷調整角色定位。琴鍵需要達到三個效果（如圖1）：一是彈奏出對應樂器的聲音和時長?？丶霸O置音符時長”，時長與節奏有聯系。演示操作一個琴鍵的腳本，其余琴鍵腳本通過復制修改完成。二是顏色變化后恢復，表示音符已彈奏完畢。三是廣播星星出現，需要達到三個效果——隨機位置、隨機顏色、逐漸變大后消失。

任務三：合理運用算法。算法即解決問題的序列指令，需要將不同類別的指令加以排列、整合和運用，代表著系統運行的最優策略機制。例如，琴鍵節奏可將控件“節奏設定為60bpm”（如圖2），即表示每分鐘60拍，通過腳本運行讓學生感知數值越大，節奏越快。又如，實驗運行推測出顏色特效值的范圍是0～199。在此過程中，教師要結合學生的課堂表現，鼓勵學生大膽嘗試，指導學生調整和優化算法，增強學生感知聲音模塊中的控件。需要強調的是，按鍵要關聯和觸發多組命令，做到同時同步運行。

3.用遷移建構體系

在課堂教學中，數字化學習和創新的場景具有流動性和開放性。因此，教師要在課堂維度之內，有的放矢地開展知識遷移，引導學生個性化解決相似或相異的問題，同時應對不同的學習和生活情境，使教學起到舉一反三的育人效果。例如，本課筆者還設計了“拓展提高”環節，提出了“你還能為程序做哪些新設計”“你能解決多個星星同時出現嗎”“你能根據樂譜順序搭建開展歌曲點播的程序嗎”等發散性問題，鼓勵學生在原有程序的基礎上修改腳本并進行再創新再設計，培養學生知識遷移思維，提升他們的創新和實踐能力。

反思與體會

本課，筆者圍繞“活”“動”“育”三個關鍵字開展教學設計，并將其作為課堂觀察點和顯性指標推進課堂教學，突出了“活”“動”內涵和外延的有機融合，做到了學生學力、教師教學力、課堂張力“自由流淌”，提升了指向核心素養“育”的成效。

1.科學組織讓教學“活”起來

首先是注重課堂組織形式“活”。以貼近學生生活的情境導入、環環相扣的任務驅動，突破“以教材為本”的藩籬，引導學生體會更廣闊的信息世界。其次是注重課堂教學指令“活”。在授課前，筆者認真研究教學指令，并根據課堂生成及時優化指令，在聚焦素養中推進教學，讓課堂預設與生成相得益彰，激活了信息科技教學課堂的“一池春水”。最后是注重課堂留白藝術“活”。課程、課堂皆有涯，而思維的流動卻無涯。在課堂教學中，筆者認為不能死板教條地教知識，應“授人以漁”，明思路、授方法、啟心智，要不時地進行課堂留白，設置“拓展延伸”環節，為學生留下廣闊的思維和思考的空間。

2.深度參與讓學生“動”起來

課堂服務于學生成長，是學生成長的主陣地。評價圖形化編程教學效果，主要考查學生“動手、動腦、互動”三個指標的達成度。教師應根據信息科技學科屬性、課程特點，充分運用計算機讓學生動手操作，即在學習中動手操作，在操作中發現問題，在解決問題中深化認識，做到學練結合。要堅持目標導向和任務驅動，設置梯度性任務，指導學生高水平“織密”知識體系，讓學生在動腦中錘煉思維品質。要抓住互動這一課堂的靈魂，在本課中筆者充分運用了師生與資源互動、師生互動和生生互動，三個層面的互動讓師生資源共享，讓師生思想力對流，讓生生協作力互補，達到了信息科技素養提升的效果。

3.能力培養讓素養“育”起來

《21世紀學生發展核心素養研究》指出，“‘素養比能力的內涵更為廣泛，它不僅包括能力，還包括知識、態度、情感、價值觀等層面”?？梢姡仞B比能力更上位。因此，教師要勇于突破知識本位、技能本位的教學形式，在計算思維、發散思維、創新思維上引導，培養學生成為數字公民所必備的良好品質和潛質。當然，素養也絕非與知識、技能完全隔離，需要著重培養學生三大能力：一是調動所有已具備的知識與能力，解決學習和生活中的問題；二是分析解決問題之道，及時總結學習方法的利弊得失；三是基于課堂學習提出新問題，產生相對高階的知識結構，建構“提出問題—分析問題—解決問題—創新問題”閉環體系，讓學生成為學習和素養的主人。

結束語

新課標的發布，對教師的教學提出了新的挑戰，數字化學習與創新視域下的小學圖形化編程教學也需要進一步開展探索，建構適應學生學習能力、計算思維能力、創新創造能力培養的課堂范式，為小學生信息學科素養提升提供更多選擇和更優路徑。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：4.

[2]楊九俊.課堂是我們成長的地方[J].江蘇教育研究：實踐版，2008（05）：1.

[3]鄭東芳.基于設計思維的STEM課程設計模式建構與應用研究——以樂高經典4G模式的優化為例[D].上海：華東師范大學，2018.