初中KODU編程課程的設計與開發(fā)

◎ 曹 磊

一、課程的開發(fā)背景

相比其他課程來說，信息科技課程算得上是一門“年輕”的課程，同時，又是走在時代前沿、變化極其迅猛的課程之一。面對撲面而來的人工智能，我們正處于新一輪科技大爆炸的早期，因而信息科技課程的外延正在擴張，甚至課程的內涵也在發(fā)生轉變。技術的發(fā)展與更迭，帶給我們的不僅是不同的系統(tǒng)、不同的終端、不同的產品，更是背后不同的工具、不同的程序、不同的編程語言和有待我們去探索、去想象的無限空間，這正是信息科技課程本身的魅力所在。

然而，這門原本蘊含著系統(tǒng)理論、工程思想、計算思維等核心內容，屬于思維設計類的課程，因為綜合性的原因（如教材更新周期緩慢等），在初中學段演變成了偏軟件操作類的課程，形成了程序學習的真空地帶，延緩了課程的開拓?？上驳氖?，伴隨著手機類智能設備的普及、新一輪課程標準的制定，尤其是程序學習年輕化、低齡化的發(fā)展趨勢，讓我們看到了社會對程序學習的愈發(fā)重視，以及學生程序意識的愈益加強。在一次針對上海市虹口區(qū)初中低年段各校隨機抽樣的1200多名學生的調查中，有42%的學生希望在信息科技課上學習程序方面的知識，這也可以從一個側面反映學生對程序學習的興趣和需求。

近年來，越來越多的類程序課程在小學、初中學段應運而生，如：小學的機器人課程、初中的Scratch課程等。這些課程的開發(fā)，包括上海市虹口區(qū)初中信息科技在KODU程序學習課程方面的嘗試，都是在謀求學生因素與社會發(fā)展趨勢的平衡與協(xié)調，以及滿足學生未來可能需要的一種探索。這就讓人想起美國教育家杜威在他的《學校與社會》中闡述的教育思想。杜威認為，“學校與社會進步相聯(lián)系。最好使學校成為兒童真正生活的地方，并從中獲得他感到高興和感到有意義的生活經驗?！眱和蛯W校在緊密結合、相互作用的過程中，才能得到雙贏，培養(yǎng)出對社會有用的人才。

為了贏得學生的最優(yōu)發(fā)展，上海市虹口區(qū)“酷沙”團隊（KODU沙龍）在課程開發(fā)初期，對學生的學習心理進行了分析，豐富了皮亞杰關于認知發(fā)展階段論的感性體驗，進而堅定了我們進行KODU程序學習課程開發(fā)的信心。正如皮亞杰所指出的，11歲至成人屬于形式運算階段，能夠擺脫具體事物的束縛，利用語言文字在頭腦中重建事物和過程來解決問題的運算。初中信息科技學生的年齡正好在11—13歲之間，從心理學角度來說，這一階段學生的思維已超越了對具體的可感知事物的依賴，應處于一個高效的程序學習年齡區(qū)間，他們具備一定的能力，可以走到電腦的“另一面”甚至“內部”去看一看構造，想一想原理，進而嘗試一下運用電腦的程序開發(fā)。

二、課程的目標定位

泰勒在《課程與教學的基本原理》中指出，制定任何課程和教學計劃時，都必須回答4個問題，即：力求達到何種教育目標？為學生提供怎樣的教學經驗？如何有效組織好這些經驗？如何確定目標得以實現？這4個問題對應的就是目標、方法、管理與評價?？梢钥闯?，課程的目標定位，也就是指導思想、頂層設計，是課程開發(fā)的重中之重。我們常?？梢酝ㄟ^學習者本身、其校外生活、專家建議、哲學選擇及心理學選擇來判定目標，而目標的確定，能夠幫助開發(fā)者整體、系統(tǒng)地設計課程。就像教學設計的三維目標決定教學內容、方法和態(tài)度一樣，課程目標決定了課程結構、課程內容、課程設置、課程實施、課程管理、課程評價，以及課程資源等一系列課程基本要素。

對于初中KODU程序學習課程來說，我們將其定位成一門體現“四力五化”要求的課程?！八牧Α奔矗簭挠腥さ接杏玫膶W生的吸引力，從具象到抽象的學生思維力，從模仿到獨創(chuàng)的學生創(chuàng)造力，從工具使用到生活應用的學生應用力?！拔寤奔矗褐R系統(tǒng)化，問題游戲化，思維可視化，結構規(guī)范化，社會聯(lián)系化。同時，課程希望以項目學習的方法為主，以游戲作品的開發(fā)為線索，由淺入深地安排活動，讓學生在這一過程中，學習編程思想和KODU操作技術，了解程序項目開發(fā)的一般過程，提升學習力、研究力、協(xié)作力、思辨力，形成利用信息科技的眼光看待問題（抽象）、利用信息科技的思維解決問題（邏輯）、利用信息科技的語言表達問題（模型）的意識、習慣和能力。

我們的“四力五化”基本思路的產生，可以回溯到2年多前，當時剛剛開始編寫初中信息科技配套教材《KODU程序設計入門》。我們確定“在2016學年，利用可視化編程軟件KODU，初步架構起滿足虹口區(qū)初中低年段學生低結構的程序學習、游戲設計課程體系，激發(fā)學生學習興趣，挖掘學科育人價值，幫助學生形成一定的算法思想、工程思想和與之相關的21世紀能力”。在編寫配套教材《KODU程序設計入門》的同時，開發(fā)教學資源，形成教學案例，通過初中信息科技學科4課時的新技術授課時間（或學校校本課程的教學時間）進行教學試點。試點學校數量超過本區(qū)初中學?？偭康?0%，并逐步形成符合初中學生年齡特征、切合學科特點、多維有序的區(qū)本特色課程的目標。

鑒于此，“四力五化”成了我們所要達成的課程目標性要求。其中“四力”為教學根本，“五化”為教學保障，強化學生的能力培養(yǎng)。

三、課程的框架內容及實驗教材

（一）課程目標到課程內容

規(guī)劃了課程目標后，就要為課程增加“骨”與“肉”，也就是要把“四力五化”演化成課程內容所體現的目標要求，確保目標和內容之間的延續(xù)性和聯(lián)系性。課程框架為“骨”，可以比喻成“DNA”，使得比作“肉”的課程內容能夠按照課程目標的“基因”要求有序排列。其中，課程內容常常由教材、教學設計、教學資源、學材等物化內容所組成，而教材作為課程的重要物化構成部分，能夠從一定程度上反映課程的內涵。還有一些非物化構成部分，如課程實施的策略方法、課程管理的手段等，我們把它稱之為“血”，它是“骨”與“肉”之間的融合劑，使得整個課程生態(tài)趨于完整。

為此，設計了“1個入門項目+ 6個游戲項目+1個開放性項目”，共形成了8個主題單元（第一單元為初識KODU，第二單元為小酷登場，第三單元為吃金幣大作戰(zhàn)，第四單元為小海龜回家，第五單元為極品飛車，第六單元為叢林大冒險，第七單元為海底總動員和第八單元為自主游戲項目設計開發(fā)）。

這8個主題單元分為三大塊，第一塊是“初識KODU”，解讀了KODU程序學習的一般原理和應用問題；第二塊包括“小酷登場”“吃金幣大作戰(zhàn)”等6個經典游戲，在玩中更好地學習、理解和掌握KODU；第三塊是“自主游戲項目設計開發(fā)”，要求學生學習知識，體驗相關游戲軟件之后，能自主設計和開發(fā)游戲項目。8個主題單元的總體設計較好地體現了“四力五化”的要求。

（二）KODU學習的主題思路

開展KODU學習，融入“四力五化”的要求，因此從編制教材開始，就注意貫徹以下的主題思路。

（1）在編制教材《KODU程序設計入門》時，考慮到男女生對游戲的不同偏好，分別設計了男生偏愛的競技類、競速類游戲和女生偏愛的益智類游戲，增加吸引力，便于男女學生各自輕松上手、理解概念、逐步深入。

（2）由于KODU軟件的面向對象、基于游戲開發(fā)、積木式程序搭建等，具備有利于場景設計的特性，我們在KODU工具使用能力、程序設計能力、游戲制作與創(chuàng)編能力、計算思維與工程思想等培養(yǎng)目標的基礎上，增加了場景設計與藝術設計能力的培養(yǎng)維度，強化創(chuàng)造力、思維力的培養(yǎng)。

（3）甄選出KODU軟件中與培養(yǎng)目標契合的具有價值性的內容，具有一定的開放性要求，鼓勵學生自主選擇，尤其注重自主游戲項目的開發(fā)設計，強化學生應用能力，全面提升課程目標要求。

（4）在體現上述三條設計思路的時候，不僅強調“四力”，還注意體現“五化”要求，即：知識系統(tǒng)化、問題游戲化、思維可視化、結構規(guī)范化、社會聯(lián)系化，由內而外，從而對課程目標的實現具有增強的保障作用。

我們通過表格的形式，將章節(jié)、主要內容、KODU知識與技能、游戲制作技能和操作實例分析進行結構化梳理，并將之前從KODU軟件中甄選的知識內容，根據章節(jié)主題、難易程度，適切地安置在表格中（見表1）。

整本教材，從簡單到復雜，從抽象到具象，從有支架到無支架，從在KODU中實現到利用其他工具也能實現，內容從深度、廣度、應用度等方面逐漸提升。我們在第八單元大膽地設計了一個項目活動，讓學生組團成立一個虛擬的游戲設計開發(fā)公司，并分工扮演公司中項目經理、游戲設計師、美工、程序員等角色，共同體驗公司組建、招聘、投標、創(chuàng)意設計、項目可行性分析、任務分工、分布實施及游戲測評等游戲設計項目開發(fā)的各個步驟。

表1 教材“第二單元小酷登場”目錄框架與編寫要求

（三）把握教材“四個一”充實課程內容

“酷沙”團隊在教材編寫的過程中，梳理了教材“四個一”的特點，進一步夯實了課程框架，充實了課程內容，體現“四力五化”的要求，具體內容如下。

（1）一材三線索：整本教材有三大線索，分別是基于KODU操作的線索、以游戲為模型的技術運用和創(chuàng)編設計的線索、在現實中實現的方法論的線索。

（2）一課五欄目：教材中設置了“想一想”“試一試”“議一議”“理一理”“小貼士”等欄目，分別對應個人思辨、操作練習、小組討論、過程梳理、幫助文件等功能，使得學習方式更加多元、有效。

（3）一章一拓展：在每一章最后增加了拓展內容，幫助學生擴大學科視野。如：在“第二單元小酷登場”正文中講到了When...Do...語句，相應的拓展閱讀題為“計算機程序的表示方法”，講解了流程圖的概念。又如：在第五單元“極品飛車”正文中講到了游戲中的對抗，相應的拓展閱讀題為“人機對抗中的電腦工作原理”，講述了圍棋機器人AlphaGo的深度學習工作原理等內容。

（4）一生一檔案：建立學生的過程性學習檔案，包括教材中思維可視化的欄目表單，項目組開發(fā)的各類KODU設計模板，教師獨創(chuàng)的活動記錄單，以及學生各版本的KODU游戲設計工程文件等，同時將部分學生紙質的材料進行數字化轉換，歸于學習檔案，并在教學過程中培養(yǎng)學生良好的檔案管理習慣。

四、思考與展望

對于KODU程序學習課程來說，我們希望通過強化過程性的記錄與評價，基于現實問題，創(chuàng)設與思維相關的仿真情境，按照課程要素分模塊進行深入探究，加強游戲化、闖關式的活動設計，給予學生更多的改裝任務，并關注學生的學習體驗過程。同時，我們將深入研究教學策略與方法，進一步學習系統(tǒng)理論，提升工程思想、強化計算思維的培養(yǎng)效能，促進學習者和課程的溝通，從而進一步優(yōu)化課程。

開發(fā)一門優(yōu)秀的課程，不是一蹴而就的，需要根據評價不斷地對其進行修訂完善，以此提升課程的品質。這些評價不僅用來檢驗實施后的課程質量，更應該是持續(xù)地改進，貫穿整個實施過程。同時這些修訂工作應該立足于學生的反饋、教師的反思、知識的更新和社會的發(fā)展。

［1］侯懷銀.杜威的課程觀述評［J］. 課程·教材·教法，1999（10）：52-56.

［2］王凱. 學校課程建設的十大問題探析［J］. 課程·教材·教法，2015（11）：13-21.

［3］劉曉丹.創(chuàng)客教育課程設計模式研究［D］. 上海：華東師范大學，2016.