基于網(wǎng)絡(luò)空間的圖形化編程教學(xué)實(shí)踐

楊睿

摘要：人工智能時代的到來，為我們生活、工作帶來了巨大變革，編程作為人工智能時代的創(chuàng)造載體，不僅是學(xué)生必須掌握的技能，同時也是培養(yǎng)計算思維的有力抓手。由此，編程教學(xué)如何開展已成為中小學(xué)信息教師共同討論并關(guān)注的熱門話題。通過分析目前編程教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合計算思維的基本概念，針對如何在編程教學(xué)中更好地落實(shí)計算概念、計算實(shí)踐、計算觀點(diǎn)，進(jìn)行深入探索，并提供可借鑒的參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)空間;計算思維;信息素養(yǎng)

2014年深圳市教育局正式出臺《關(guān)于進(jìn)一步提升中小學(xué)生綜合素養(yǎng)的指導(dǎo)意見》，將八大素養(yǎng)的提升列為主要任務(wù)，隨之，信息技術(shù)教材改版在內(nèi)容上發(fā)生了相應(yīng)的變化。小學(xué)信息技術(shù)教材加入了圖形化編程內(nèi)容、代碼編程內(nèi)容（GOC），信息技術(shù)課程定位從“信息技術(shù)常規(guī)操作”轉(zhuǎn)向“信息核心素養(yǎng)”的培養(yǎng)，通過編程教學(xué)培養(yǎng)計算思維，運(yùn)用計算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的思想方法形成問題解決方案，并遷移到與之相關(guān)的其他問題的解決之中。編程教學(xué)在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的重要地位更加突顯而出。

一、基于網(wǎng)絡(luò)空間的圖形化編程優(yōu)勢

經(jīng)過一線教學(xué)實(shí)踐和現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)校編程教學(xué)大多采用脫機(jī)教學(xué)軟件，經(jīng)梳理得到以下影響編程教學(xué)效果的共性問題。

（1）現(xiàn)階段大多數(shù)編程教學(xué)重心還停留在軟件技術(shù)操作方面，學(xué)生單純地模仿程序設(shè)計語句，很少涉及信息學(xué)編程知識內(nèi)容，缺乏對編程目的和方法的引導(dǎo)。

（2）目前，學(xué)生課外時間想要學(xué)習(xí)編程，但學(xué)校的學(xué)習(xí)資源和教師的教學(xué)資源沒辦法共享給學(xué)生。

（3）學(xué)生作品保存在信息教室計算機(jī)的本地磁盤中，因此，學(xué)生回家想要再次編輯或展示分享是比較麻煩的。

（4）圖形化編程內(nèi)容，界面清晰美觀、操作簡潔，作品成果帶來的成就感強(qiáng)，很受學(xué)生歡迎。由于學(xué)校信息教室屬于公共場所，通常會在電腦中安裝還原軟件，在作品保存上學(xué)生要進(jìn)行更多的操作。因此，每次在課堂上的作品保存平均要花費(fèi)3-5分鐘，占據(jù)將近總上課時間的1/8，并且總會出現(xiàn)學(xué)生在下課前沒有保存好文件的情況發(fā)生，從而導(dǎo)致作品丟失。

結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢，參考行業(yè)培訓(xùn)模式，我們可采取通過網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)平臺開展編程教學(xué)來解決以上問題，打破時間和空間限制，實(shí)現(xiàn)資源互通共享、學(xué)生之間互動交流，有效開展項目式教學(xué)，連貫編程知識節(jié)點(diǎn)，保護(hù)學(xué)生對編程學(xué)習(xí)的熱情，最大限度地提升作品分享所帶來的成就感，從而更好地開展編程教學(xué)。

二、基于網(wǎng)絡(luò)空間的圖形化編程教學(xué)平臺簡介

編程貓未來教室教學(xué)平臺是一款功能全面的編程教學(xué)平臺，平臺支持圖形化編程教學(xué)和Python編程教學(xué)，具有以下特點(diǎn)：（1）支持混合式線上線下教學(xué);（2）教學(xué)資源豐富，且可共享;（3）作品發(fā)布快捷方便，且可一鍵生成分享鏈接和二維碼;（4）設(shè)置和課程配套的編程知識源碼練習(xí)題，可幫助學(xué)生深入學(xué)習(xí)編程知識內(nèi)容;（5）提供了課堂教學(xué)、作業(yè)批改、學(xué)生管理、學(xué)生評價等一系列教師教學(xué)管理功能。

三、基于網(wǎng)絡(luò)空間的圖形化編程教學(xué)實(shí)踐案例

本案例是基于網(wǎng)絡(luò)空間的《森林鹿王奇遇》課例，采用趣味創(chuàng)作教學(xué)模式，以故事為主線創(chuàng)設(shè)情境，以項目式教學(xué)為主基調(diào)，通過故事發(fā)布項目任務(wù)，以解決問題為出發(fā)點(diǎn)，合理地分析項目、拆分項目，形成思維流程圖，化解重點(diǎn)難點(diǎn)問題，形成編程思路，培養(yǎng)計算思維。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入

在本教學(xué)環(huán)節(jié)中，開啟未來教室的課堂教學(xué)模式，播放導(dǎo)入視頻，并結(jié)合視頻講述故事，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和樂于助人的情感態(tài)度價值觀。

教學(xué)實(shí)例：在源碼森林里有只神奇的森林鹿王，這只神奇的鹿王，神通廣大，千變?nèi)f化，它原本可以自由自在地在空中奔跑，還可以分身，還能召喚出許多小伙伴一起在森林狂歡，可是就在昨天，它的這些超能力突然消失了，需要我們?nèi)椭謴?fù)，這節(jié)課我們就來看一下可以用哪些功能模塊來幫助鹿王恢復(fù)超能力。趕快加入老師的隊伍，看看今天在源碼森林里能和它有著什么樣的奇遇。

編程教學(xué)對于學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)難點(diǎn)都在于如何在程序語言和自然語言之間建立聯(lián)系，打破抽象和具象之間的壁壘是關(guān)鍵。通過故事創(chuàng)設(shè)情境，將抽象的程序具象化，把程序設(shè)計內(nèi)容，融入到故事中，貼近生活。

（二）任務(wù)分析

在本教學(xué)環(huán)節(jié)中，采用引導(dǎo)法，引導(dǎo)學(xué)生思考項目任務(wù)有哪些，并將任務(wù)細(xì)化分解，轉(zhuǎn)化成編程內(nèi)容。將幫助森林鹿王恢復(fù)超能力的總?cè)蝿?wù)，分解成多個子任務(wù)。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，學(xué)生經(jīng)歷了將抽象程序具象化的過程。項目分析環(huán)節(jié)是將具象化的現(xiàn)實(shí)問題抽象成程序化的過程，實(shí)現(xiàn)抽象和具象的互化，使學(xué)生學(xué)會自然語言與程序語言之間的轉(zhuǎn)化，從故事中提取出要解決的問題，轉(zhuǎn)化成程序任務(wù)。

任務(wù)分析：（1）鹿王在空中奔跑;（2）鹿王分身;（3）森林狂歡。

角色分析：森林鹿王、雷電猴、木葉龍

（三）形成程序設(shè)計思維導(dǎo)圖

程序設(shè)計要遵循流程設(shè)計，對于小學(xué)生來說，運(yùn)用思維導(dǎo)圖來梳理任務(wù)流程是簡單有效的方法?？刹捎檬掷L思維導(dǎo)圖或用MindMaster軟件來繪制思維導(dǎo)圖，可清晰呈現(xiàn)程序分析的邏輯順序。在項目任務(wù)和細(xì)分任務(wù)之間，角色與動作之間的關(guān)系需要通過一定形式來展示其鏈接關(guān)系，因此在這一環(huán)節(jié)，以思維導(dǎo)圖的形成來呈現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會處理問題，將大任務(wù)細(xì)化成多個小任務(wù)，有順序分析梳理，培養(yǎng)計算思維中的“分解”和“概括”能力。

（四）搭建程序與調(diào)試

教師在編程貓未來教室中發(fā)布課程，學(xué)生登錄自己的賬號進(jìn)入未來教室——我的課程中，完成程序的搭建。圖形化編程程序搭建操作簡便，學(xué)生對應(yīng)流程分析思維導(dǎo)圖去完成角色和背景的添加，根據(jù)角色動作去完成程序搭建。

在這一環(huán)節(jié)中，第一個任務(wù)“森林鹿王空中奔跑”，學(xué)生在自主操作中添加了移動模塊，但是角色出現(xiàn)的是滑動的效果，沒有奔跑動作。于是，教師通過直觀演示，分解人走路的動作，引出下一造型模塊。教師啟發(fā)式引導(dǎo)操作，使學(xué)生形成舉一反三的思維模式。第二個任務(wù)“鹿王分身”，有多種不同的方法可以完成任務(wù)。教師可設(shè)計邀請同學(xué)演示操作的環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生意識到，編程世界中條條大路通羅馬，不同方法可以達(dá)到相同的效果，多探索，勤思考。

（五）發(fā)布與分享

在編程貓未來教室中通過單擊編輯器中的保存按鈕或發(fā)布按鈕，就可以一鍵保存和發(fā)布作品，同時可以一鍵生成分享鏈接和二維碼。保存作品后，同班同學(xué)可以在未來教室的小黑板處查看和互評。同時也可以分享到論壇區(qū)，與線上的編程愛好者相互交流學(xué)習(xí)。

（六）編程知識，源碼練習(xí)

本課學(xué)習(xí)內(nèi)容完成后，在學(xué)習(xí)界面點(diǎn)擊練習(xí)題，就會跳轉(zhuǎn)到本節(jié)課所學(xué)知識內(nèi)容對應(yīng)的源碼練習(xí)界面。源碼練習(xí)有針對性地設(shè)計了對本課重點(diǎn)難點(diǎn)問題進(jìn)行內(nèi)化的題目，學(xué)生通過答題練習(xí)，鞏固知識內(nèi)容，建構(gòu)編程知識內(nèi)容體系。

（七）教學(xué)管理

學(xué)生作品保存后，教師的教室管理界面中會顯示完成情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)行作品審閱，同時提供了線上評價的功能，包含過程性評價和總結(jié)性評價。還可自動生成學(xué)生的學(xué)情報告，從創(chuàng)新思維、藝術(shù)設(shè)計、邏輯思維、編程技術(shù)方面形成雷達(dá)圖，清晰展示學(xué)情報告。

四、結(jié)束語

應(yīng)用編程貓未來教室網(wǎng)絡(luò)空間開展編程教學(xué)，可以打破時間與空間限制，結(jié)合計算思維的三個維度，運(yùn)用微課巧設(shè)情境，點(diǎn)燃思考，實(shí)現(xiàn)作品共享，學(xué)習(xí)資源可隨時獲取，開展項目式教學(xué)，形成資源包;利用數(shù)據(jù)分析教學(xué)、多元評價，立體量化，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，更好地實(shí)現(xiàn)編程教學(xué)的價值。筆者結(jié)合多年一線教學(xué)經(jīng)驗，將網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)平臺應(yīng)用到學(xué)校教學(xué)中頗有成效，未來還將繼續(xù)探索、提煉，分享更好的、更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)經(jīng)驗。

（責(zé)任編輯：奚春皓）