項目式學習視域下 小學圖形化編程課堂教學實踐

周曉園

【摘 要】筆者基于項目式學習理論，創(chuàng)設切合學生真實生活的情境，引導學生在對話交流中明確項目任務，經(jīng)歷方案設計、編寫代碼、調(diào)試并解決問題，在以學生為主導的實踐活動中，推進“轉(zhuǎn)盤游戲”項目式學習，并探討在小學階段開展圖形化編程教學的有效方法，為學生信息素養(yǎng)的落地尋求有效手段。

【關(guān)鍵詞】項目式學習 圖形化編程 信息素養(yǎng)

項目式學習指學生在教師的引導下發(fā)現(xiàn)問題，以解決問題為導向開展方案設計、新知學習、實踐探索，具有創(chuàng)新特質(zhì)的學習活動。Codemao是一款新興的圖形化編程軟件，它將以往復雜的計算機語言轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像化模塊，使學生通過搭積木一樣的編程，實現(xiàn)內(nèi)心創(chuàng)意的物化。筆者結(jié)合項目式學習理論，通過Codemao平臺開展圖形化編程教學，在以“轉(zhuǎn)盤游戲”為項目的實踐學習中探討圖形化編程教學的有效方法。

一、情境創(chuàng)設，明確任務

項目式學習主張從真實生活情境中挖掘可探究的問題，并將問題轉(zhuǎn)化為項目式學習活動主題。為此，筆者立足學生真實生活實際，設計如下任務情境。

情境：幾個小伙伴玩轉(zhuǎn)盤游戲（轉(zhuǎn)盤為一個六等分的圓形），輪到小明轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)盤指針直指兩個相鄰區(qū)域的中間線，伙伴們就指針歸屬問題爭論不休。

任務：請各小組根據(jù)情境分析小伙伴們爭論的原因，嘗試利用Codemao軟件設計一個作品，幫助小伙伴們解決這個問題。

學生利用生活經(jīng)驗解析當下情境，在對話中提煉本次項目式學習的目標作品需求—利用Codemao軟件，設計一個指針不壓線且結(jié)果隨機的轉(zhuǎn)盤游戲。

【設計意圖】真實情境的創(chuàng)設，有利于學生調(diào)取生活經(jīng)驗，將單純的技能知識學習轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵡榫车膯栴}解決。學生通過查找、收集信息，在尋求問題解決的過程中學習與本問題相關(guān)的知識。在小組團隊交流中，利用語言交流提升對信息分析的敏感性。學生在對話中剖析問題，在彼此的交流研討中梳理問題脈絡，針對問題解決提出合理判斷，厘清作品需求，明確本項目學習的目標指向。

二、合作協(xié)商，設計方案

課堂活動環(huán)節(jié)：教師提供團隊交流協(xié)商的機會，各小組就前期討論結(jié)果各抒己見。

在團隊分享方案的環(huán)節(jié)中，學生經(jīng)過協(xié)商在班級內(nèi)部達成共識：生活中無法避免的“壓線”問題，可以利用Codemao軟件設計一個轉(zhuǎn)盤游戲，讓指針初始狀態(tài)處于某個格子的中部，因為一個圓的六等分為60°，所以只要控制指針每次轉(zhuǎn)動的角度為60°，就能解決指針壓線問題。

根據(jù)協(xié)商結(jié)果，筆者組織學生利用文字腳本編寫設計方案初稿（見表1）。

【設計意圖】各組分享方案初稿，群體交流協(xié)商環(huán)節(jié)關(guān)注三點：（1）腳本方案的撰寫盡量切合Codemao軟件語言，即利用圖形化編程的語言描述問題，提高后期文字腳本轉(zhuǎn)化為積木腳本的轉(zhuǎn)化率;（2）依據(jù)實物轉(zhuǎn)盤的游戲規(guī)則，分角色分析腳本方案;（3）在交流協(xié)商討論過程中，培養(yǎng)學生問題分析能力和合作互學能力。

在群體討論環(huán)節(jié)，就學生提出的指針“壓線”問題，引導學生深入思考“壓線”原因，于對話中梳理關(guān)鍵信息：轉(zhuǎn)角隨機導致“壓線”問題的產(chǎn)生。抓關(guān)鍵詞“隨機”，變隨機數(shù)值為固定數(shù)值，學生自發(fā)代入數(shù)學學科中關(guān)于圓和角度的知識點，計算得出固定數(shù)值60°。在此過程中教師擔當組織者，組織學生有序交流協(xié)商，于交流中厘清問題，針對問題提出適當解決方案。

三、編寫腳本，調(diào)試代碼

課堂活動環(huán)節(jié)：學生根據(jù)上一階段提出的初稿方案編寫圖形化代碼，在反復調(diào)試過程中完善代碼。

在調(diào)試過程中學生發(fā)現(xiàn)，在當前情境下使用“告訴”指令的效果等同于“廣播”指令，但“告訴”指令一般情況下作用于一個對象，而“廣播”指令可以發(fā)起群響應。根據(jù)實際調(diào)試結(jié)果，得出控制指針旋轉(zhuǎn)的兩種方法（見表2）。

指針 由“啟動”按鈕控制具體旋轉(zhuǎn)指令，本身無需添加積木

方法二：

使用“廣播”指令

啟動按鈕 當角色被點擊

發(fā)送廣播“指針旋轉(zhuǎn)”

指針 當收到廣播“指針旋轉(zhuǎn)”

重復執(zhí)行

圍繞轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)60°

【設計意圖】“如何控制指針轉(zhuǎn)動”是教師設計本項目學習時預設在主問題中的一個子問題，從學生的實踐中可見這個問題起到了“聚合”作用。它將零散的積木指令學習整合起來，讓學生在具體情境中主動獲取和整合知識，并在此基礎上經(jīng)過抽象歸納擴展知識形成更深的理解，深層次的理解帶動解題多樣性的產(chǎn)生。

四、聚焦問題，優(yōu)化方案

課堂活動環(huán)節(jié)：聚焦作品存在的問題，反復調(diào)試優(yōu)化方案。

活動過程生成的問題：已完成的作品不滿足結(jié)果隨機的需求。

學生對轉(zhuǎn)盤游戲擁有足夠的生活體驗，在分享環(huán)節(jié)，學生敏銳發(fā)現(xiàn)本作品存在的問題，并提出質(zhì)疑：“游戲停止人為控制，如果反復練習可以控制結(jié)果，會使得作品結(jié)果不隨機?！本劢埂半S機”問題，學生提出可以使用“隨機數(shù)”指令優(yōu)化方案，進而針對“隨機數(shù)”指令添加位置展開激烈討論。此處教師提示“一個完整的事件包含起因、經(jīng)過、結(jié)果”，可以嘗試在一個事件中的三個部分介入“隨機數(shù)”指令。調(diào)試過程中學生舍棄了“旋轉(zhuǎn)隨機角度”“等待隨機秒數(shù)后啟動”等方案，得出以下兩種可行性解決方案（見表3）。

【設計意圖】學生在學科項目式學習中扮演的是學科專家的角色。在本項目中學生像一個程序開發(fā)師一樣發(fā)現(xiàn)Bug，而后反復試錯，修改、優(yōu)化方案。教師營造安全、穩(wěn)定、有效的交流環(huán)境，學生在開放的語言環(huán)境中自發(fā)合作、協(xié)商，抓住調(diào)試過程中產(chǎn)生的可用于解釋問題的證據(jù)，做出基于有效證據(jù)的方案改進，并應用合理算法，形成解決問題的方案。

五、總結(jié)評價，反饋提升

課堂活動環(huán)節(jié)：教師利用Codemao平臺發(fā)布學生作品，發(fā)布任務。

1.個人在平臺上實操并從“代碼簡潔”“代碼可讀”“代碼可行”等角度評價同學作品。

2.以小組為單位對班級現(xiàn)有作品歸類，分成“不可行代碼”及“可行代碼”兩大類，并對“可行代碼”類別根據(jù)解題方法的不同細化分類。

【設計意圖】在評價和分類中加深對代碼的認識，從解題多樣性中建構(gòu)自身對于編程的認知和理解。Codemao軟件的作品發(fā)布功能擴展了學生的學習場域，將學習場域延伸到課后并接受全網(wǎng)的瀏覽和評價，轉(zhuǎn)變單一師評為學生互評、團隊評價、第三方評價。多樣化的評價方式在更大程度上激發(fā)了學生參與項目學習的欲望，實現(xiàn)了學生在數(shù)字化的環(huán)境中學習。通過數(shù)字化工具解決問題，利用數(shù)字化工具評價反饋，穩(wěn)步提升學生的信息素養(yǎng)。

總體而言，項目式學習能夠?qū)⒅R建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務的過程中。整個學習的過程動態(tài)發(fā)展且充滿挑戰(zhàn)，學生在動手實踐、溝通、共享、合作與協(xié)商中，體驗了知識的社會性建構(gòu)，增強了信息意識，提升了信息素養(yǎng)，提高了終身學習能力。

本文為福建省教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度立項課題“基于STEAM教育理念的小學信息技術(shù)項目式學習實踐研究”（課題編號：FJJKXB20-749）的研究成果。

（作者單位：福建省廈門市集美區(qū)杏東小學）

責任編輯：趙繼瑩

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