農(nóng)村中小學(xué)如何跟上程序設(shè)計(jì)教育的變革

陳潔 鐘柏昌

隨著計(jì)算思維廣受關(guān)注，程序設(shè)計(jì)教育已經(jīng)成為中小學(xué)信息技術(shù)教育的核心內(nèi)容，但因條件所限，農(nóng)村中小學(xué)的程序設(shè)計(jì)教育遇到了諸多困難。筆者所在的江蘇省常熟市碧溪中心小學(xué)也是如此，但在一線教師的努力下，學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的熱情高漲，積累了較具特色的程序設(shè)計(jì)教育經(jīng)驗(yàn)，尤其體現(xiàn)在目標(biāo)定位、課程設(shè)置與實(shí)施路徑等方面。

多維目標(biāo)的定位：中小學(xué)程序設(shè)計(jì)課程不僅僅教編程

根據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的界定，信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)維度。以此為參照，我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)課程目標(biāo)的設(shè)定上主要體現(xiàn)為如下三個(gè)方面。

（一）知識(shí)為輔思維為主的方法培養(yǎng)

傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)教學(xué)以傳遞知識(shí)為主，缺乏思維的培養(yǎng)，教師教什么，學(xué)生做什么，一旦場(chǎng)景更換就無(wú)從下手。隨著核心素養(yǎng)、計(jì)算思維的提出，需要更多注重學(xué)生思維方法的培養(yǎng)，激發(fā)其創(chuàng)新思維。因此，在課程目標(biāo)的設(shè)定上，我們確定了知識(shí)為輔思維為主的培養(yǎng)目標(biāo)。顧名思義，知識(shí)傳遞不再是教學(xué)的主要目的，而是讓學(xué)生掌握解決問(wèn)題的思路與方法，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。

該課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)從三方面進(jìn)行了突破。首先，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和思維發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了由淺入深、由簡(jiǎn)到繁、由粗到細(xì)的課程安排。例如，在基礎(chǔ)課程中設(shè)計(jì)了一個(gè)“游戲計(jì)時(shí)/倒計(jì)時(shí)”樣例，需要分三步完成：一是設(shè)初始值，二是設(shè)時(shí)間增加或者減少，三是判斷是否達(dá)到某個(gè)值執(zhí)行停止。掌握這種三步法后，引導(dǎo)學(xué)生思考能否把這種設(shè)計(jì)思路應(yīng)用于游戲得分等其他信息的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。在擴(kuò)展課程中，問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化（如游戲角色的血量、生命值、音量、畫筆粗細(xì)等的動(dòng)態(tài)設(shè)置），用三步法也能完成任務(wù)，只是條件多重、執(zhí)行結(jié)果多樣而已。由此，學(xué)生在由易到難的過(guò)程中掌握了一個(gè)重要的“三步法”程序設(shè)計(jì)方法，并在此過(guò)程中學(xué)會(huì)了多個(gè)控件和判斷語(yǔ)句的使用。其次，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，把教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重組，整合成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，使教學(xué)內(nèi)容更貼合實(shí)際。學(xué)生在完成每個(gè)項(xiàng)目時(shí)，所有的知識(shí)點(diǎn)就如工具箱里的一個(gè)個(gè)工具，教師的主要任務(wù)是教會(huì)學(xué)生選擇和判斷：在何種場(chǎng)景中遇到何種問(wèn)題如何挑選適合的工具來(lái)解決。例如要求給不同的角色背景設(shè)置不同的特效，教師引導(dǎo)學(xué)生利用流程圖來(lái)分析動(dòng)作的執(zhí)行順序，再利用雙擊控件的預(yù)覽功能，讓學(xué)生自己去尋找適合場(chǎng)景要求的控件，接著根據(jù)流程圖搭建腳本觀看效果。最后，在課堂教學(xué)策略上，教學(xué)中采用模仿改編、表達(dá)創(chuàng)作、重組融合等多重教學(xué)策略來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

（二）誠(chéng)樸文化背景下的情感目標(biāo)培養(yǎng)

“誠(chéng)樸”是中華民族的傳統(tǒng)美德，也是我校百年校訓(xùn)。學(xué)校以“傳承誠(chéng)樸文化，構(gòu)建誠(chéng)樸校園，打造誠(chéng)樸教育”為核心理念，在每個(gè)孩子的心田撒下“誠(chéng)信做人、質(zhì)樸做事”的種子。因此在課程設(shè)置時(shí)，我們把誠(chéng)樸文化融入信息技術(shù)課程的情感價(jià)值觀目標(biāo)中，如培養(yǎng)學(xué)生在課內(nèi)外團(tuán)結(jié)協(xié)作、互幫互助、樂(lè)于分享、善于表達(dá)等能力。

實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的途徑包括：（1）結(jié)對(duì)編程。在課堂學(xué)習(xí)中要求學(xué)生兩兩組合完成同一個(gè)項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生互相幫助、取長(zhǎng)補(bǔ)短，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、幫助他人的好習(xí)慣。（2）信息表達(dá)。小學(xué)生富有想象力，擁有很多金點(diǎn)子，應(yīng)該讓這些想法在作品中實(shí)現(xiàn)，并且激發(fā)學(xué)生更多的思維碰撞，教師在課堂教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)想法、分享信息，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、善于表達(dá)、樂(lè)于分享等素養(yǎng)。（3）成果分享。為了讓作品精益求精，反復(fù)測(cè)試是一個(gè)途徑，但個(gè)人的能力是有限的。應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的創(chuàng)作成果，在分享過(guò)程中吸收別人的優(yōu)秀之處，修改自己欠缺的地方，也可以把別人的成果和自己的加以融合，創(chuàng)作更棒的作品，以此培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、樂(lè)于分享的好習(xí)慣和感恩之心。

（三）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

青少年是改變未來(lái)的生力軍，創(chuàng)新意識(shí)應(yīng)從小培養(yǎng)。傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)教學(xué)強(qiáng)調(diào)模仿和技能訓(xùn)練，缺少個(gè)性化的設(shè)計(jì)，學(xué)生創(chuàng)作的作品千篇一律。我們的目標(biāo)是讓學(xué)生從被動(dòng)的重復(fù)技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)追求創(chuàng)新。

因此，在教學(xué)軟件的選擇上，不管是Scratch還是Alice，都強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意設(shè)計(jì)，弱化語(yǔ)法和語(yǔ)句的識(shí)記，注重激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，讓學(xué)生從小就能感受創(chuàng)造的快樂(lè)。在基礎(chǔ)課程中引導(dǎo)學(xué)生改編作品，在擴(kuò)展課程中引導(dǎo)學(xué)生融合其他學(xué)科知識(shí)，在用Alice編程中鼓勵(lì)學(xué)生改編和創(chuàng)造故事，都有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

多維課程的設(shè)置：從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)

根據(jù)江蘇省教育廳印發(fā)的《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》以及學(xué)校的信息技術(shù)課程安排，針對(duì)中高年級(jí)小學(xué)生學(xué)習(xí)特征規(guī)律以及認(rèn)知規(guī)律，我們?cè)O(shè)置了四個(gè)維度的課程內(nèi)容。第一維度參照省編教材的程序設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)了Logo、Scratch的基礎(chǔ)課程;第二維度為L(zhǎng)ogo與Scratch的融合課程，是基礎(chǔ)課程的鞏固與升華;第三維度是Scratch的擴(kuò)展課程，是學(xué)習(xí)了前面兩類課程后的深層次學(xué)習(xí)，涉及部分學(xué)生;第四維度為Alice的3D校本課程，讓學(xué)生感受3D視角，培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)的遷移能力，與第三維度課程同步進(jìn)彳亍。

（一）Logo、Scratch基礎(chǔ)課程

在小學(xué)信息技術(shù)必修教材中，Logo語(yǔ)言與Scratch軟件的學(xué)習(xí)是程序設(shè)計(jì)教學(xué)的啟蒙課程。教師在尊重教材的同時(shí)，以項(xiàng)目式的方式來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)課程的教學(xué)，如Logo的《我的幾何世界》、Scratch的《我的雜技團(tuán)》。此課程為五年級(jí)常規(guī)課程。

（二）Logo+Scratch融合課程

近幾年Scratch教學(xué)日趨成熟，慢慢取代Logo語(yǔ)言的教學(xué)。Logo語(yǔ)言進(jìn)入小學(xué)信息技術(shù)教材多年，對(duì)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)啟蒙自有其可取之處?？紤]到兩個(gè)軟件的特點(diǎn)，學(xué)校開(kāi)設(shè)了Logo+Scratch融合課程，把相通的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合。如《我的秘密花園》項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，把Logo的圖形命令與Scratch中的畫筆模塊進(jìn)行了整合，Logo中帶參數(shù)過(guò)程與Scratch的自定義模塊進(jìn)行了整合，再輔助Scratch的其他模塊創(chuàng)作出富有個(gè)性的多媒體作品。此課程為五年級(jí)常規(guī)課程。

（三）Scratch+N擴(kuò)展課程

在學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)課程后，為進(jìn)一步提升學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)造力，我們?cè)O(shè)置Scratch+N擴(kuò)展課程，這里的N主要指各門學(xué)科。這門課程充分挖掘Scratch的知識(shí)點(diǎn)及其軟硬結(jié)合的特性，通過(guò)整合其他學(xué)科內(nèi)容，借助聲音傳感器、滑竿、鍵盤、鼠標(biāo)等傳感器和外部設(shè)備，在制作多媒體動(dòng)畫、小應(yīng)用、小游戲等趣味性交互作品的過(guò)程中教學(xué)生學(xué)會(huì)表達(dá)創(chuàng)意、張揚(yáng)個(gè)性。如Scratch+語(yǔ)文的《古詩(shī)詞賞析》、Scratch+數(shù)學(xué)的《數(shù)學(xué)加油站》、Scratch+英語(yǔ)的《猜單詞》、Scratch+科學(xué)的《電路工程師》、Scratch+美術(shù)的《畫圖工具》、Scratch+音樂(lè)的《小小演奏家》、Scratch+道德與法治的《環(huán)保小衛(wèi)士》等。此課程為六年級(jí)社團(tuán)課程。

（四）Allce3D校本課程

3D技術(shù)盛行的時(shí)代，在農(nóng)村硬件設(shè)施相對(duì)缺乏的情況下，讓學(xué)生提前接觸3D內(nèi)容是我們開(kāi)設(shè)這門校本課程的初衷。Alice的編程方式類似于Scratch，區(qū)別在于Alice采用3D編程環(huán)境，編程過(guò)程和結(jié)果也均以3D動(dòng)畫形式呈現(xiàn)，不僅可以幫助學(xué)生理解面向?qū)ο缶幊痰母拍?，還可以幫助學(xué)生了解程序的執(zhí)行過(guò)程。

《用Alice講故事》校本課程一共設(shè)置了四個(gè)模塊：認(rèn)識(shí)篇、基礎(chǔ)篇、故事篇、游戲篇。該課程以編寫代碼制作故事作品為主，每個(gè)主題都是一個(gè)故事且都涉及計(jì)算思維的多個(gè)維度。每個(gè)模塊都采用“模仿（故事還原）——半創(chuàng)作（故事改編）——?jiǎng)?chuàng)作（故事續(xù)編）”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在模仿中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)作，在創(chuàng)作中思考，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。如故事篇中的《迷惑的袋鼠》，主要教學(xué)內(nèi)容有：袋鼠跳動(dòng)、動(dòng)作判斷、續(xù)編劇情，教學(xué)形式是模仿+半創(chuàng)作（創(chuàng)意設(shè)計(jì)稿），涉及的計(jì)算思維維度有：順序、并行、循環(huán)、條件、數(shù)據(jù)、運(yùn)算符、創(chuàng)意與表達(dá)、抽象與建模、調(diào)試與測(cè)試。此課程為六年級(jí)常規(guī)課程。

多維策略的實(shí)施：程序設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)更重要

為了避免學(xué)生只掌握技術(shù)層面的知識(shí)、技能，缺乏思維層面的鍛煉和創(chuàng)新，在程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)我們根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生情況采用了三種針對(duì)性的教學(xué)策略。

（一）模仿+改編：夯實(shí)學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程時(shí)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目式主題內(nèi)容來(lái)貫穿整個(gè)課程的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生剛開(kāi)始接觸程序設(shè)計(jì)時(shí)，想法與實(shí)施之間缺少橋梁，因此采用“模仿+改編”教學(xué)策略。模仿便于學(xué)生了解知識(shí)點(diǎn)的作用，架起思維與技能的聯(lián)通渠道。改編是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的升華，發(fā)揮學(xué)生想象力的同時(shí)，對(duì)作品進(jìn)行擴(kuò)充和再創(chuàng)作。在這個(gè)過(guò)程中，讓學(xué)生從無(wú)到有、從有到創(chuàng)，打好基礎(chǔ)，提高對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣。

（二）表達(dá)+創(chuàng)作：激發(fā)學(xué)生程序設(shè)計(jì)思路

在擴(kuò)展和校本課程學(xué)習(xí)中，采用較多的是“表達(dá)與創(chuàng)作”策略。學(xué)生熟練掌握知識(shí)點(diǎn)后，創(chuàng)作作品時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)困惑：如何把想法轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦?？為解決這個(gè)問(wèn)題，需要鼓勵(lì)學(xué)生把想法表達(dá)出來(lái)，一般采用兩種方式：說(shuō)或?qū)?。再引?dǎo)學(xué)生從表達(dá)出來(lái)的想法中提取關(guān)鍵詞，通過(guò)關(guān)鍵詞去尋找對(duì)應(yīng)的控件和命令，并且厘清事件的關(guān)系，畫出流程圖，從而搭建出腳本，完成初步的程序設(shè)計(jì)。表達(dá)的整個(gè)過(guò)程為：想法的表達(dá)一提取關(guān)鍵詞——畫出流程圖——尋找對(duì)應(yīng)控件——搭建腳本。當(dāng)然，搭建好的程序命令還需要不斷的測(cè)試與完善。如《穿越迷宮》一課，如何讓迷宮更好玩，學(xué)生想到了放置不同的障礙物。教師引導(dǎo)學(xué)生表達(dá)“如果主角碰到障礙物，是的話將做什么（如后退/回到起點(diǎn)等）再繼續(xù)偵測(cè)，否的話反復(fù)偵測(cè)”，根據(jù)表達(dá)的內(nèi)容提取關(guān)鍵字畫出流程圖（見(jiàn)圖1），再去找控件搭建腳本就輕而易舉了。值得強(qiáng)調(diào)的是，表達(dá)這一策略需要在學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)時(shí)就實(shí)施，到中后期就會(huì)有事半功倍的效果。當(dāng)想法到程序的通路打通后，創(chuàng)作不再是難題，加上小學(xué)生天馬行空的想象力和創(chuàng)造力，作品將被賦予更多的驚喜。

（三）重組+融合：升華學(xué)生程序設(shè)計(jì)思維

優(yōu)秀程序設(shè)計(jì)作品都是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)晶。為了培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目規(guī)劃能力、問(wèn)題解決能力、合作能力等，在程序設(shè)計(jì)教學(xué)的后期一般采用“重組+融合”策略。重組是利用程序設(shè)計(jì)中模塊化特點(diǎn)，把程序打包成一個(gè)個(gè)“積木”保存，再根據(jù)作品的需求搭建“積木”。打包“積木”的過(guò)程不限時(shí)間與人數(shù)，可以在不同時(shí)間打包不同“積木”，需要時(shí)直接取用。也可以是不同的學(xué)生制作不同的“積木”，匯總后完成一個(gè)作品。如《大嘴怪吃豆豆》一課，課前先讓學(xué)生設(shè)置好大嘴怪與不同分值豆豆的造型和腳本，保存后選出優(yōu)秀作品做成素材包，供學(xué)生創(chuàng)作作品時(shí)使用。把不同的“積木”進(jìn)行重組后還需要程序的融合，使其與自己原有的程序進(jìn)行無(wú)障礙連接，因此需要學(xué)生有扎實(shí)的基礎(chǔ)，會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，通過(guò)不斷調(diào)試完善程序。這一過(guò)程可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的模塊化程序設(shè)計(jì)思維、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)思維、測(cè)試與調(diào)試思維等程序設(shè)計(jì)思維。

科技的發(fā)展，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，促使小學(xué)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)教學(xué)刻不容緩。農(nóng)村學(xué)校雖然設(shè)施相對(duì)不足，但在一線教師的努力下結(jié)合本校實(shí)際，遵循信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生發(fā)展規(guī)律，同樣可以設(shè)置適合中高年級(jí)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)課程。每門課程都在多維目標(biāo)下設(shè)置便于學(xué)生學(xué)習(xí)理解的教學(xué)內(nèi)容，采用多維教學(xué)策略來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)教育，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、善于思考、勤于表達(dá)、敢于實(shí)踐、互幫互助、樂(lè)于分享的多維能力，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

（陳潔單位系江蘇省常熟市碧溪中心小學(xué)，鐘柏昌單位系華南師范大學(xué)）

責(zé)任編輯 邢星