從程序教學的復(fù)興看信息技術(shù)學科的核心育人價值

李卓

在人人編程成為全球化趨勢的今天，我們?nèi)绾卫斫饩幊?？作為?979年就開設(shè)了編程課程的景山學校，四十年來一直在開設(shè)程序設(shè)計課程，即使在最困難的時候也沒有放棄?，F(xiàn)在看來，這種堅持正是一種對學科核心素養(yǎng)的堅持，是熱愛學科、熱愛事業(yè)的熱的綜合表現(xiàn)。

從2011年開始，程序教學慢慢成為各級各類信息技術(shù)公開課、競賽課的熱門選題。落實信息技術(shù)學科的核心育人價值，程序教學擔當著關(guān)鍵的角色。景山學校擁有全學段的教學體系，這為信息技術(shù)教學的連貫性提供了有利條件，下面，筆者結(jié)合景山學校的全學段信息技術(shù)教育談?wù)劤绦蚪虒W在信息技術(shù)學科的育人過程中的核心地位。

● 小學、初中、高中程序教學的教學內(nèi)容

在小學階段，我們發(fā)現(xiàn)Scratch作為一款圖形化編程工具，通過按照一定邏輯拼接程序模塊搭建程序結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置項參數(shù)完成游戲、動畫效果，讓學生玩中學、學中玩，使其樂在其中、興趣無窮。最重要的是通過這樣的程序設(shè)計課程的學習，學生對編程世界充滿了學習欲望，產(chǎn)生了各種新奇的想法，制作了很多有創(chuàng)意、有想法的好作品，為中學的程序設(shè)計學習創(chuàng)造了非常好的學習條件，同時為思維發(fā)展打下了非常好的基礎(chǔ)。

初中階段我們選擇了VB程序設(shè)計語言作為學習平臺，VB擁有可視化窗口，學生可以輕松完成一些具有Windows視窗的程序，極大地增強了學生的學習興趣。同時，VB是通過編寫程序代碼來實現(xiàn)程序功能的，程序語法簡單，適合作為初中學生代碼學習的入門級語言，成功率高，使學生能夠比較容易完成程序編寫任務(wù)，獲得成就感。學生在VB程序設(shè)計學習中體驗到從功能設(shè)計、界面制作到代碼編寫、調(diào)試運行等工程設(shè)計實施的完整過程，提高了分析問題、解決問題的能力。

高中階段我們根據(jù)教育部制定的課標要求，根據(jù)北京市東城區(qū)統(tǒng)一選擇的教材安排學習Python語言程序設(shè)計，除了國家、北京市、東城區(qū)的統(tǒng)一要求內(nèi)容外，北京景山學校根據(jù)學生能力情況為學生補充了Python游戲編程、開源硬件構(gòu)建信息系統(tǒng)的課程，與程序設(shè)計課相呼應(yīng)。

● 程序教學的典型案例

下面用三個典型的課例來簡要談一談如何通過程序教學的案例設(shè)計來落實信息技術(shù)學科的核心育人價值。

1.小學Scratch教學典型案例：彈球游戲

小學流程圖拼接程序設(shè)計課，訓練學生邏輯思維、計算思維，培養(yǎng)學生愛思考、勤動手的習慣。例如，我們設(shè)計的《制作彈球游戲》一課（如下頁圖1），很多人都玩過彈球游戲，那是一款手眼協(xié)調(diào)訓練的小游戲。學生拿到這個任務(wù)時興趣非常高，躍躍欲試想要自己親自設(shè)計并制作完成一個屬于自己的彈球游戲。任務(wù)布置之后需要分析并設(shè)計制作游戲：第一項——界面設(shè)計，學生繪制舞臺背景，鋪好地面，當球落到地面時可以判斷游戲失敗;第二項——繪制游戲角色（圓球和擋板）之后，還需要設(shè)計游戲的基本功能。

功能一：鼠標移動擋板。

擋板需要時刻移到鼠標的水平位置，而擋板的豎直位置始終不變。這需要學生掌握平面位置的相關(guān)知識，也就是對象的橫坐標x與縱坐標y，并且擋板需要不斷追隨鼠標的橫坐標，這需要用到循環(huán)（如圖2）。

功能二：圓球的反彈與落地。

當圓球碰到擋板時需要反彈出去，也就是圓球的運動方向需要改變，圓球以一個角度沖向擋板，碰到擋板后圓球需要以180度減去上次的角度的方向繼續(xù)運動。當圓球碰到地面則終止游戲，宣告失敗。在問題的分析與解決中學生體會了分支結(jié)構(gòu)也就是選擇結(jié)構(gòu)的流程，當然，在整個過程中游戲需要往復(fù)循環(huán)地進行判斷，程序模塊拼接如圖3所示。

基本功能完成后，我們鼓勵學生思考，為自己的彈球游戲添加創(chuàng)意功能，有些學生繪制了漂亮的游戲場景，有些學生添加了磚塊增加游戲難度，有些學生添加圓球的數(shù)目……

2.初中VB教學典型案例：幸運抽獎

初中學生要制作一些具有一定功能和一定應(yīng)用價值的小程序，考慮到很多教師上課時會使用點名器隨機點名回答問題，聯(lián)歡會、班會會使用隨機抽獎、參加活動，于是我們帶著學生設(shè)計并制作了幸運抽獎小程序（如圖4）。

學生需要掌握在VB中生成隨機數(shù)的方法，RND可以生成[0，1）區(qū)間的一個隨機數(shù)，為了能夠生成一個隨機學號，也就是一個隨機整數(shù)，需要對RND進行處理，使用截尾取整函數(shù)Fix（RND*b+a）獲得一個[a，b]區(qū)間的任意整數(shù)。在分析程序功能、學習準備知識之后就開始編寫程序了。

（1）界面設(shè)計。

窗體上需添加一個圖相框用于顯示照片，一個標簽用于顯示學號，一個命令按鈕用于操控程序。

（2）代碼編寫。

本程序需要在命令按鈕的鼠標單擊事件中編寫代碼（如下頁圖5），實現(xiàn)產(chǎn)生隨機數(shù)并顯示響應(yīng)學號數(shù)字和照片的功能。

完成基本功能之后鼓勵學生完善程序，添加創(chuàng)意功能，有些學生利用前面學習過的計時器控件每隔一段時間重復(fù)做某事的功能，增加了滾動顯示全班學生照片的效果。

3.高中Python教學典型案例：五子棋

北京景山學校高中學生的學習能力在全區(qū)處于中等偏上水平，在完成國家要求的必修內(nèi)容以外，我們設(shè)計了補充課程。例如，在Python程序設(shè)計的部分我設(shè)計增加了用Python編寫鼠標、鍵盤控制小游戲的內(nèi)容，本節(jié)課通過學習創(chuàng)建畫布窗口、繪制線條、填充顏色、識別鼠標點擊事件，從而制作五子棋程序，具體步驟如下：

①創(chuàng)建窗口。②繪制圓形。要想能夠在棋盤上下棋，需要掌握繪制圓形的方法。③鼠標識別。當鼠標單擊時，在鼠標位置繪制圓形，程序需要能夠識別鼠標單擊事件。④輪流下黑、白棋。⑤繪制棋盤。棋盤繪制的方法比較簡單，只需有規(guī)律地繪制水平和豎直方向的線即可。

本節(jié)課程序代碼如圖6所示。

通過本案例的學習，學生能夠在Python中繪制線條、圓形等基本圖形，能夠識別鼠標事件，學生興致勃勃地在自己繪制的棋盤上下棋。最后我啟發(fā)學生編寫人與電腦下棋的程序，這需要給電腦寫出下棋策略，給予計算機一定的智能，為學生課后拓展提供了思路和方向。

信息技術(shù)學科的核心育人價值在于通過培養(yǎng)創(chuàng)新能力來讓下一代人創(chuàng)造未來的世界，課程與教材改革是教學改革工作的重要內(nèi)容，為了能夠培養(yǎng)適應(yīng)未來社會的人才，教研組在完成好國家要求的基本課程之外，從小學、初中、高中一體化培養(yǎng)人才的角度，結(jié)合創(chuàng)客教育的思想精髓，建設(shè)了一系列景山學校校本程序教學創(chuàng)新課程。