基于STEM的初中APP程序開發(fā)教學模式研究
——以制作APP“開車不發(fā)短信”為例

陳凱俊 康冬麗

(廣州市真光中學 廣東廣州 510000)

STEM教育模式是科學、技術、工程和數(shù)學跨學科的運用，注重提升學生的綜合運用能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新探究能力、邏輯分析能力和動手能力[1]。以App Inventor模塊化編程教學，在教學過程中，若純粹把代碼塊灌輸，學生只能掌握代碼的使用，缺少真實情景的應用，缺乏知識遷移的訓練。而將STEM融入App Inventor教學，則能較好地解決這個問題。本文將以制作App“開車不發(fā)短信”為例，介紹這一教學模式。

一、真實情景導入，學生激發(fā)學習興趣

根據(jù)初中信息技術課程標準，教學理念倡導學生在“做中學”，加強理論與實踐的結合，使學生學會使用具體工具解決現(xiàn)實問題；單元教學目標不僅要求學生掌握具體的軟件使用，還要能將所學的軟件遷移應用到其他軟件中，加大軟件之間的互通性。

本研究選取的授課對象是初一學生。他們已具備A P P Inventor的基礎知識，掌握了開發(fā)應用的基本步驟。學生的學習能力、動手能力、學習主動性都比較強，但邏輯思維能力較弱，這與教師以往的教學模式有很大的關系，傳統(tǒng)教學模式已經無法滿足現(xiàn)如今學生的學習需求，更無法滿足現(xiàn)代社會對人才的需求。因此，在教法設計上不再是“教師帶著知識走向學生”，而是“教師帶著學生走向知識”。采用真實情景導入，引導學生分析開發(fā)“開車不發(fā)短信”APP應用的功能，實現(xiàn)功能的程序編碼，并通過動手實踐開發(fā)應用，鍛煉學生的邏輯思維能力和動手實踐能力，培養(yǎng)學生良好的編碼習慣。在整個開發(fā)過程中，旨在提高學生的綜合能力，有效促進學生素質修養(yǎng)的提高，讓學生在應用的開展中獲得全面成長[2]。

根據(jù)學情分析，播放一個真實數(shù)據(jù)視頻，每年將近160萬次車禍源于司機在開車時使用手機，其中至少20萬次交通事故與司機收發(fā)短信有關，使學生能夠身臨其境，了解開車玩手機的危險性，提高學生對學習內容的興趣，激發(fā)學生的學習欲望。在真實情景的導入下，使學生認識到知識與生活的緊密聯(lián)系，讓學生帶著興趣進入課堂。通過教師的提問引導，明確本節(jié)課的教學內容：設計開發(fā)一款可以預防駕駛危險的APP。在以學生為本的基礎上開展教育教學，激發(fā)學生的學習興趣。

二、提出問題，學生分析App功能模塊

老師進行問題引導——如何設計與實現(xiàn)App。學生根據(jù)已學知識提出有關的軟件功能，如導航、語音提醒功能等。讓學生自主了解相關的APP知識，根據(jù)對其他APP應用的了解，提升對“開車不發(fā)短信”應用的概述。了解“開車不發(fā)短信”應用的功能，掌握應用中短信收發(fā)器組件、文本輸入框組件、語音合成器組件的基本功能。將制作好的“開車不發(fā)短信”APP的測試過程錄制成微課短視頻，學生通過觀看視頻回答：1.本節(jié)課學習制作的軟件應具備哪些功能？（1）接到短信自動讀??；（2）接到短信自動回復；（3）自定義短信等。2.整個APP設計界面需要用到哪些組件及其組件的作用？3.分析如何編寫“開車不發(fā)短信”的代碼。在問題的提出下提高學生的學習意識，讓學生對“開車不發(fā)短信”APP的各部分功能模塊有更加深刻的認識，通過問題的提出，提高學生的分析能力，讓學生對整個APP應用的功能了解得更加完善，增強學生的知識運用能力。

三、任務驅動，學生自主探究學習

在完成“開車不發(fā)短信”App功能的設計后，教師布置三個任務，由淺入深，層層遞進，以提高學生的學習效率和學習興趣，培養(yǎng)他們獨立探索、勇于開拓進取的自主學習能力和團隊合作能力。

（一）任務一

同學們進行小組合作，在分析軟件界面所應用到的組件中包括標簽、文本輸入框、按鈕、短信收發(fā)器和語音合成器組件，并完成學案中的看圖填文鞏固知識，在此基礎上，利用五分鐘內完成軟件整體的界面設計，如果有不懂的地方，同學們可以觀看微課視頻的教學步驟，或者小組間互幫互助，完成最終的軟件界面設計。在此期間，教師在一旁對個別有困難的同學進行個別輔導幫助。在小組合作的方式下，讓學生對整個界面的設計有更加深刻的認識，培養(yǎng)學生的自主學習能力，讓學生懂得互幫互助，實現(xiàn)同共進步。任務的設計旨在培養(yǎng)學生善于觀察與思考的能力和團結協(xié)作的能力，引導學生分析界面中的組件，培養(yǎng)學生自主學習能力，讓學生在小組合作中實現(xiàn)合作探究，提升學生的學習能力。

（二）任務二

依據(jù)界面設計及軟件功能的分析，進行APP代碼的編寫，實現(xiàn)APP的功能。教師針對“開車不發(fā)短信”軟件的功能進行具體的邏輯分析，幫助學生理順思路，教師引導學生在STEM教育理念下思考、探究、協(xié)作式學習，知道來信的自動回復，在收到短信時可以獲得對方電話號碼和短信內容，反之回復短信需要輸入電話號碼及短信內容，讀出短信需要應用到語音合成器將文本轉為語音，自定義短信內容的設定需要應用到文本輸入框組件。學生小組之間進行進一步的討論交流，能夠自行完成代碼的編寫及進行實時測試，對個別同學可以進行微課視頻輔助學習。讓學生充分發(fā)揮自身的思維，能對整個軟件功能進行合理的分析和思考，做好精準精確地開發(fā)軟件，為下一步打下基礎。此任務的設計可以培養(yǎng)學生的邏輯分析能力，使其體驗微課自主學習過程，培養(yǎng)學生自主學習能力和動手實踐能力[3]。

（三）任務三

已經完成前面兩個任務的同學，參考任務二的實踐過程，探討一下如何為應用添加一個回復位置信息的功能。延伸任務可以培養(yǎng)學生探究、分析和解決問題的能力。讓學生發(fā)揮自己的想象力，試想一下如果用軟件的人是自己，在開車過程中會希望整個軟件有哪些功能。讓學生充分動腦思考，與同伴展開討論，活躍課堂教學氣氛，將“開車不發(fā)短信”APP軟件完善到極致，將整個應用軟件變得更加人性化，提升軟件的性能。

（四）任務四

學生經過仔細研究后，最后開展測試環(huán)節(jié)，要求對整個“開車不發(fā)短信”APP應用進行完整個測試，以便尋找不合適的地方，再進行修改，更好地提升APP的開發(fā)。還可以讓自己的父母和親友們提出相關的意見，在真實的開車環(huán)境下進行試用，找出它的優(yōu)點和缺點，對其進行優(yōu)化和改進。這樣可以將整個APP進行完善，增強它的生活化和實用性。

四、課堂總結，學生知識建構

根據(jù)任務完成“開車不發(fā)短信”軟件的開發(fā)應用，學生回顧本節(jié)課的學習意義，教師進行課堂知識總結：軟件設計的目的、設計App功能、界面設計、代碼編寫和App測試。將所學知識與生活相聯(lián)系，有利于學生掌握知識與解決生活中的實際問題?？梢栽O計相關的實驗報告書，讓學生結合整個APP的開發(fā)過程進行填寫，這樣能起到輔導作用，讓學生對先前所學過的知識進行整理和分析，回憶整個APP應用的開發(fā)過程。

五、教學反思，教師自我增長

通過課堂教學，教師對教學過程進行自我反思總結，發(fā)現(xiàn)與改進課堂中存在的問題。本課教學過程中存在的不足：1.無法照顧到每一位學生的個體差異性，這也是信息技術學科普遍需要解決的一個難題。盡管在微課教學下，學生之間的學習差異能得到一定程度的縮小，但畢竟學生完成任務的時間長短不一，他們的這種差異是由主客觀原因造成的，光靠教師一人的力量，難以面面俱到。在課堂中，對于很快完成任務的孩子，教師應及時給他們安排一些新任務，如對作品進行完善，也可以讓他們依著自己的興趣或疑惑，繼續(xù)進行與任務相關的深入探究，還可以請他們做教師的助手，幫助學有困難的同學。教學設計中，教師要盡可能做出萬全之策，保證課堂教學的有效開展。2.對于App作品的測試，教師可以將同學們設計的App投放到開發(fā)市場上，由學校有車的老師進行安裝使用測試，并收集數(shù)據(jù)進行反饋。學生在發(fā)現(xiàn)自己動手能夠解決實際問題后，體會到知識與生活的緊密聯(lián)系，能更牢固地掌握所學知識，也會更期待接下來的學習。相信，在這種真實的體驗下，學生的學習興趣能得到更好的提升，學習能力也會隨之提高。

基于STEM教育理念的初中信息技術教學要立足學情，開辟一條適合學生自主探究協(xié)作的學習道路，使學生在學習過程中體驗學習的快樂，提高其解決實際問題的能力。教師要結合生活開展教學，讓學生對信息技術的認識更加全面，提高學生對信息技術的認識，增長學生的信息素養(yǎng)，讓信息技術教學更加科學有效。