基于AppInventor的中學(xué)生計算思維課堂教學(xué)研究

禤志強(qiáng)

摘 要：在中學(xué)階段，學(xué)習(xí)信息技術(shù)程序設(shè)計類課程可以幫助學(xué)生培養(yǎng)計算思維。傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言如C、C++等，雖然功能強(qiáng)大，但比較抽象、枯燥，對普通中學(xué)生難度較大。App Inventor采用圖形化積木式開發(fā)環(huán)境，運(yùn)用在課堂教學(xué)上，通過案例引導(dǎo)、項(xiàng)目開發(fā)，能較好培養(yǎng)中學(xué)生的計算思維能力。

關(guān)鍵詞：計算思維；App Inventor；課堂教學(xué)

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2018）31-0134-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.31.091

計算思維被認(rèn)為是一種反映計算機(jī)技術(shù)本質(zhì)特征和解決問題的核心方法。2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授在美國計算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上首次提出：計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動[1]。學(xué)校開展教學(xué)的根本目的是為社會提供優(yōu)秀的人才，在我國的課程改革下，對課程標(biāo)準(zhǔn)又有了更高的要求。App Inventor是一種圖形化積木式的安卓移動應(yīng)用開發(fā)工具，其主要運(yùn)用的手段為模塊拼接，中學(xué)生易于上手，將其運(yùn)用在課堂教學(xué)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生計算思維。

一、App Inventor在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的作用

（一）運(yùn)用App Inventor可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

目前，中學(xué)生信息技術(shù)教育的主要內(nèi)容還是以系統(tǒng)基礎(chǔ)操作和軟件應(yīng)用為主，接觸較多的程序設(shè)計語言有C和VB，這兩種程序設(shè)計語言功能都很強(qiáng)大，但共同點(diǎn)是學(xué)生難以理解其理論知識，操作又無趣，一般中學(xué)生很難對其提起興趣。App Inventor移動應(yīng)用開發(fā)教學(xué)不以語法和組件的使用細(xì)節(jié)作為主要教學(xué)內(nèi)容，而是通過案例來激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)主動學(xué)習(xí)[2]。其可視化操作與模塊拼接編程優(yōu)勢，對代碼實(shí)行了封裝處理，以顏色和形狀兩點(diǎn)來對模塊實(shí)行劃分。比如小程序“Hello貓咪”，全部代碼加起來才五行，手機(jī)搖一搖即可發(fā)出貓叫聲，學(xué)生會覺得很有趣。這些精心設(shè)計的案例，很快就能吸引學(xué)生的注意力。在教學(xué)中做到讓操作更簡單，模塊所產(chǎn)生的視覺效果可以使學(xué)生的感知得到豐富，從而使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，對學(xué)生的計算思維能力進(jìn)行培養(yǎng)。

（二）運(yùn)用App Inventor可以推動教師采取項(xiàng)目式教學(xué)

在App Inventor下的教學(xué)模式是要讓學(xué)生學(xué)會自己去發(fā)現(xiàn)并解決問題。項(xiàng)目式教學(xué)強(qiáng)調(diào)“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，通過項(xiàng)目驅(qū)動，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”。這時，教師要對自己的教學(xué)方法和教學(xué)過程做出與之對應(yīng)的改變和調(diào)整。每堂課的教學(xué)內(nèi)容其實(shí)就是一個小的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生既可參考演示案例，也可以在原有基礎(chǔ)上修改、優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)意。這種教學(xué)過程注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、信息加工與自我探索的能力，因此教師要正確把握信息加工的學(xué)習(xí)理論才能更好地開展教學(xué)。計算思維的實(shí)質(zhì)是自動化與抽象，教師運(yùn)用App Inventor提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并啟發(fā)學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，學(xué)生相互協(xié)作，取長補(bǔ)短，既調(diào)動學(xué)生的積極性，又培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和合作意識。

二、在課堂教學(xué)上運(yùn)用App Inventor具體措施

（一）在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，拋出問題

在中學(xué)階段開展信息技術(shù)教學(xué)時，教師應(yīng)注意到中學(xué)生還沒有完整的抽象思維，在課堂上給學(xué)生講解一些基礎(chǔ)內(nèi)容的過程中，教師要盡量避免使用大量嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某橄筮壿嬎季S展開教學(xué)。在教學(xué)時應(yīng)當(dāng)多考慮哪些知識層面是目前學(xué)生比較容易接受的，并借此機(jī)會在教學(xué)中引進(jìn)“任務(wù)”或“問題”，以此來將學(xué)生自主融入課堂、調(diào)動學(xué)生的課堂積極性。一般情況下，教師精心準(zhǔn)備的案例，通過創(chuàng)設(shè)任務(wù)情景，能較好地引出問題和教學(xué)內(nèi)容。以較為經(jīng)典的“打地鼠”益智小游戲?yàn)槔?，教師在教學(xué)中利用這個小游戲，將教學(xué)“任務(wù)”引進(jìn)來。教學(xué)時教師利用機(jī)房的桌面系統(tǒng)讓學(xué)生進(jìn)到游戲界面中，學(xué)生可玩幾分鐘的游戲，最后引導(dǎo)學(xué)生對此作出總結(jié)：地鼠的出現(xiàn)是不規(guī)律的，點(diǎn)擊地鼠即可看到成績。

（二）運(yùn)用App Inventor進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)

在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生提出問題，并讓學(xué)生對所提出的問題進(jìn)行細(xì)化，如地鼠通過什么方式在界面隨機(jī)出現(xiàn)？（Random隨機(jī)函數(shù)）要怎樣計算點(diǎn)擊過程的分?jǐn)?shù)？（全局變量累加）判斷擊中地鼠的標(biāo)準(zhǔn)是什么？（Touch事件）此外，教師還可將學(xué)生隨機(jī)分成幾個小組，讓學(xué)生們感到有競爭力從而使其參與到課堂的積極性提高。教師在讓小組進(jìn)行討論時要定下合適的交流時間，并且自己也可適當(dāng)?shù)膮⑴c到討論中，學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目所設(shè)置的目標(biāo)來完成討論，在App Inventor展開實(shí)踐與嘗試。

（三）利用回溯方法引發(fā)學(xué)生自主思考

在教學(xué)中鼓勵學(xué)生將問題進(jìn)行細(xì)分成不一樣的模塊：顯現(xiàn)地鼠、隨機(jī)坐標(biāo)的獲得、對地鼠出現(xiàn)存在的時間差與顯現(xiàn)成績進(jìn)行控制等。讓學(xué)生探索這些小問題的答案，在這整個過程中積極調(diào)動學(xué)生運(yùn)用模塊化方法來做到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生所得到的每一個問題的答案，教師都應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證，充分的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自己進(jìn)行問題的思考，幫助學(xué)生得到思維的擴(kuò)散。在初步完成后，要讓學(xué)生多調(diào)試，多測試，引導(dǎo)學(xué)生思考，每一個小模塊還有沒有可以改進(jìn)、優(yōu)化的地方，如：能否讓使用者自己設(shè)定難度（地鼠顯現(xiàn)時長、觸控范圍）、整個程序是否還能優(yōu)化（界面美化）等。

三、結(jié)語

在物聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端高速發(fā)展的大環(huán)境下，App Inventor避免了傳統(tǒng)程序設(shè)計語言復(fù)雜的語法問題給中學(xué)生造成的學(xué)習(xí)恐懼感，運(yùn)用在課堂教學(xué)中可以幫助學(xué)生培養(yǎng)計算思維能力，促使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用計算思維來獨(dú)立解決學(xué)習(xí)與生活中遇到的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭守超.基于App Inventor和計算思維的信息技術(shù)課堂教學(xué)研究[J].中國電化教育，2014（3）：91.

[2] 吳明輝.面向計算思維的App Inventor課程建設(shè)與實(shí)踐[J].杭州電子科技大學(xué)學(xué)報，2015（3）：93.