以文育人視域下數(shù)字故事編程教學(xué)探索和實踐

文/華南師范大學(xué)附屬小學(xué) 羅力強(qiáng)

2021年1月，教育部《中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化進(jìn)中小學(xué)課程教材指南》中指出，要“充分發(fā)揮各學(xué)科在傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中的獨特作用，持續(xù)開展體驗活動、主題活動，強(qiáng)化學(xué)生實踐體認(rèn)”。數(shù)字故事作為數(shù)字故事的新創(chuàng)作形式，以其趣味性、游戲化、數(shù)字化的特點深受孩子們的喜愛和追捧，也逐漸成為k-12教育中實施和落實計算思維培養(yǎng)的重要舉措。在這樣的大背景下，如何基于圖形化編程，借助數(shù)字故事創(chuàng)作形式，實現(xiàn)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的活態(tài)傳承，讓大眾（尤其是青少年）認(rèn)可、認(rèn)同中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是當(dāng)下基礎(chǔ)教育亟待解決的重要議題。

一、國內(nèi)外小學(xué)生數(shù)字故事編程教學(xué)研究現(xiàn)狀

數(shù)字故事編程是數(shù)字故事的一種創(chuàng)新形式，是以故事創(chuàng)作的方式進(jìn)行編程教學(xué)。數(shù)字故事編程教學(xué)的研究主要集中在學(xué)科教學(xué)創(chuàng)新和文化傳承項目探究等方面。

在國內(nèi)，頓卜雙以《陳太丘與友期行》文言文教學(xué)為例，探索面向計算思維培養(yǎng)的Scratch模塊化編程教學(xué)，總結(jié)出了范例欣賞、作品分析，范例欣賞、作品分析，程序編寫、搶答糾錯，作品完善、程序創(chuàng)新，展示分享、拓展閱讀等教學(xué)環(huán)節(jié)，并通過教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)89.24%的學(xué)生表示喜歡利用編程創(chuàng)作數(shù)字故事；78.49%的學(xué)生認(rèn)為編程實現(xiàn)數(shù)字故事能夠幫助他們翻譯或者理解文言文，并且期待創(chuàng)作更多的文言文數(shù)字故事。武立波等以小學(xué)數(shù)學(xué)“平移”為切入點，設(shè)計系列基于編程的數(shù)學(xué)教學(xué)活動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生通過編程把對平移操作技能的理解變成對數(shù)字化、操作化、程序化、系統(tǒng)化、動態(tài)化思維能力的理解，讓思考、設(shè)計、成果有效鏈接，在有趣、有內(nèi)容、有效果中獲得積極的情感體驗，體會到學(xué)習(xí)的價值與數(shù)學(xué)動態(tài)的美。趙虹結(jié)合傳統(tǒng)文化，通過探索了“詩詞大會：模塊的拼接與搭建”創(chuàng)意編程教學(xué)、“聞雞起舞”編程+成語教學(xué)，凝練了“傳統(tǒng)文化+創(chuàng)意編程”的教學(xué)模式。

在國外，有學(xué)者開展數(shù)字故事英語寫作教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在創(chuàng)作數(shù)字?jǐn)⑹鹿适碌倪^程中，培養(yǎng)了其寫作能力的同時，還提高了口語表達(dá)能力和寫作能力。將數(shù)學(xué)中的“合數(shù)和質(zhì)數(shù)”和APPInventor編程相結(jié)合，開展教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生在掌握編程知識，發(fā)展計算思維技能的同時，還通過開發(fā)應(yīng)用程序?qū)蠑?shù)和質(zhì)數(shù)有了進(jìn)一步的理解。還有學(xué)者基于機(jī)器人，開展了基于講述、畫畫和編程等方式的計算思維培養(yǎng)教學(xué)實踐，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于機(jī)器人的數(shù)字故事編程教學(xué)活動能夠有效提高學(xué)生的計算思維技能。

二、以文育人視域下數(shù)字故事編程教學(xué)流程的構(gòu)建

本研究以北京師范大學(xué)教育學(xué)部董艷教授提出的面向設(shè)計的產(chǎn)生式學(xué)習(xí)（DoPBL）模式為指導(dǎo)，將數(shù)字故事、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、項目式教學(xué)相結(jié)合，基于學(xué)校非物質(zhì)文化遺產(chǎn)博物館（以下簡稱“非遺博物館”），構(gòu)建了以文育人視域下數(shù)字故事編程教學(xué)流程。

在該流程中，主要包括三個項目實踐活動，通過細(xì)化組織學(xué)生進(jìn)行14個教學(xué)子活動，進(jìn)行科技賦能文化傳承作品設(shè)計和實踐，最終幫助學(xué)生掌握編程知識，培養(yǎng)文化自信。非遺研學(xué)主要是讓學(xué)生親距離走進(jìn)非遺展館，感知傳統(tǒng)非遺之類，了解非遺項目的價值和意義，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性傳承非遺的思考，主要包括展館參觀、微課學(xué)習(xí)、教師講解等教學(xué)活動。設(shè)計實踐主要是結(jié)合非遺研學(xué)感受，確定問題，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)相關(guān)知識，再現(xiàn)或創(chuàng)造性展現(xiàn)非遺，主要包括明確問題、問題分解、預(yù)想功能、方案設(shè)計、編程實現(xiàn)、硬件連接、測試調(diào)試、作品優(yōu)化等教學(xué)活動。分享評價主要是結(jié)合前期非遺研學(xué)、設(shè)計實踐等過程，進(jìn)行此次項目的成果匯報、收獲、反思、感想等，培養(yǎng)學(xué)生分享意識和評價鑒賞能力。

三、以文育人視域下數(shù)字故事編程教學(xué)實踐——以《智劃龍舟》教學(xué)為例

以文育人視域下數(shù)字故事編程教學(xué)流程為指導(dǎo)，設(shè)計并實施了傳承龍舟說唱文化的《智劃龍舟》項目教學(xué)。

1.組織非遺研學(xué)，強(qiáng)化文化感知。組織學(xué)生參觀非遺博物館，學(xué)習(xí)《龍舟說唱》微課，聆聽龍舟說唱文化的淵源等，幫助學(xué)生了解、感知龍舟說唱文化。隨后，組織學(xué)生填寫非遺研學(xué)活動記錄單。

2.進(jìn)行項目實踐，培養(yǎng)編程思維。（1）方案設(shè)計。首先，結(jié)合日常了解的科技產(chǎn)品及手段，以“如何將AI技術(shù)應(yīng)用到傳承龍舟說唱文化活動中，實現(xiàn)活態(tài)傳承”為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生思考傳統(tǒng)龍舟說唱文化傳承中現(xiàn)存問題的解決措施。其次，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行預(yù)想功能可視化、具體細(xì)化。在《智劃龍舟》導(dǎo)圖中，主要涉及專屬身份、語音互動、語音遙控、智能點歌、題目問答等五大功能。隨后，圍繞《智劃龍舟》思維導(dǎo)圖，進(jìn)行編程解決方案，包括如何借助AI技術(shù)實現(xiàn)專屬身份，如何結(jié)合傳統(tǒng)化龍舟體驗，實現(xiàn)智劃龍舟等解決方案，以及語音互動、智能點歌、題目問答等編程的具體化稿本。（2）編程實現(xiàn)。結(jié)合《智劃龍舟》的預(yù)想功能，以語音識別為切入點，以python編程為載體，開展系列項目實踐活動。首先，運(yùn)用python語言、K210主控板采集和獲取學(xué)生語音數(shù)據(jù)，并對采集好的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編號，構(gòu)建聲紋識別模型。其次，利用已構(gòu)建的模型，讓小朋友實時說話，進(jìn)行聲紋識別測試和調(diào)試。再次，根據(jù)預(yù)設(shè)功能的編程稿本，進(jìn)行python代碼撰寫。最后，基于遙控快艇船、龍船立體拼圖等相關(guān)材料，進(jìn)行智劃龍舟模型的外形包裝設(shè)計，主要是將遙控快艇船模外殼作為龍舟船身，保證其遇水不沉；將控制板、馬達(dá)、雙螺旋槳有機(jī)整合，做動力裝置，保證其做特定動作擁有所需要的動能，可以遙控其前進(jìn)、旋轉(zhuǎn)、唱歌、互動等等；將紙質(zhì)泡沫版龍船立體拼圖融入智劃龍舟模型外觀設(shè)計，增強(qiáng)智劃龍舟外形的觀感。（3）測試調(diào)試。在完成聲紋識別、編程實現(xiàn)、智劃龍舟模型及外形包裝設(shè)計后，我們邊進(jìn)行遇水測試，邊收集調(diào)試智劃龍舟在水中的各種數(shù)據(jù)，并具體分析原因，作出改進(jìn)。例如，船尾明顯下降，我們調(diào)整控制板的位置；智劃龍舟前進(jìn)時容易進(jìn)水，我們采用龍舟貼紙進(jìn)行智劃龍舟擋板處理；編程中創(chuàng)造栗控制板語音識別效果不佳，我們采用開源的k210控制板做載體，運(yùn)用Python語言編程來實現(xiàn)。

3.開展分享評價，增強(qiáng)學(xué)習(xí)反思?；陧椖繉嵺`，組織學(xué)生進(jìn)行成果匯報，開展小組評價，引導(dǎo)學(xué)生在分享和評價活動中獲得成就感、滿足感的同時，幫助學(xué)生尋找自己作品的修改點，增強(qiáng)其反思意識。