數(shù)字化學習與創(chuàng)新視域下小學圖形化編程教學優(yōu)化策略

周雅楠

摘要：落實新課標，教師應選取精當?shù)慕虒W資源，創(chuàng)設新穎的教學場域，指導學生開展探究活動，培育學生數(shù)字素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)造活力。作者以小學圖形化編程教學為例，提出了新課程理念下的教學思路，并介紹了推進教學創(chuàng)新的幾點做法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化學習與創(chuàng)新；圖形化編程；核心素養(yǎng)；策略

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）10-0033-03

引言

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出，信息學科核心素養(yǎng)為“信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任”。[1]而圖形化編程指向?qū)W生計算思維培養(yǎng)，是潤澤學生信息技術(shù)核心素養(yǎng)的重要陣地。因此，筆者開展了圖形化編程教學實踐，下面以《小小鋼琴家》一課為例談談具體做法，希望能為圖形化編程教學提供一定的參考。

整體性認識

1.基于學情分析，找尋教學起點

五年級的學生對圖形化編程的學習處在探索入門與初步獨立思考階段，有較強的學習欲望，能運用自己的語言表達想法、描述程序結(jié)構(gòu)，但分析能力有限。在教學設計時，教師應根據(jù)學生現(xiàn)有的認知水平與知識結(jié)構(gòu)，結(jié)合學生日常生活經(jīng)驗，精準分析學情，重點做好“程序的并行執(zhí)行”環(huán)節(jié)教學鋪墊，利用學生動手實踐和自主創(chuàng)新能力強的特點，強化學生知識與技能訓練，進一步提升學生信息思維品質(zhì)。

2.基于任務體驗，科學解構(gòu)課程

《小小鋼琴家》一課的學習任務是通過聲音模塊彈奏出簡單鋼琴曲目，涉及的知識點有簡單的樂理知識、聲音模塊中的彈奏音符、廣播與接收消息、克隆、坐標位置及用數(shù)值與邏輯運算來變換顏色、程序的并行執(zhí)行等。其中，聲音模塊教學環(huán)節(jié)對線下課堂教學的組織有一定的干擾性，但對開展在線課程而言卻可成為一個有利的條件。因此，教師要設置體驗任務，延展教學設計的廣度，挖掘課堂教學的深度。建議將教學內(nèi)容分成三部分，一是在圖形化編程中可通過控件來彈奏簡單歌曲，二是學習用按鍵實現(xiàn)彈奏，三是根據(jù)彈奏的需要，以廣播控件和克隆控件的配合使用來實現(xiàn)場景渲染。在此過程中，相關(guān)知識點學習和操作運用要堅持學生自主探索為主、教師指導為輔，突出任務驅(qū)動解構(gòu)課程知識，提升信息科技學習的體驗感。

3.基于資源整合，創(chuàng)設學習時空

在大數(shù)據(jù)時代，教師要以學科資源為主線，以跨學科資源為補充，選擇數(shù)字化資源，形成符合學生成長需要的教學話題，適應課程教與學技能提升。本課筆者以“小小鋼琴家”導入，引導小組合作分析圖形化編程學習任務，指導學生以樂理、琴鍵、歌曲、控件等構(gòu)筑學習網(wǎng)絡，并選擇適合的信息，兼顧跨學科資源要素，實現(xiàn)教與學時空有機融合，不斷優(yōu)化課堂組織形式，終極指向?qū)W生信息素養(yǎng)的提升。

組織與管理

1.用情境表達教學

教學的起步是指教學導入。好的導入必須貼合生活，激發(fā)學生興趣與思考，能產(chǎn)生最佳的思維互動效果。“課堂是我們成長的地方”[2]，生活化教學就是課堂教學的方向。所以在本課導入環(huán)節(jié)，筆者先播放兩位學生課間彈奏《孤勇者》的視頻，引發(fā)學生集體合唱，激發(fā)學生的興趣點和關(guān)注點。接著，拋出問題“能不能用圖形化編程軟件設計一個小程序進行簡單的彈奏”，并展示作品——一位同學用程序演奏歌曲《小星星》，再提問：“欣賞時，請思考程序中的要素分別是什么？”導入環(huán)節(jié)出示“小小鋼琴家”程序，做到了與學生共情共鳴，順應了教學應有的“同理心”，讓教學可親可近可學。同時，讓學生感知在圖形化編程中，可通過控件來彈奏歌曲、表達創(chuàng)意作品。

2.用目標驅(qū)動任務

設計思維作為一套支持學習者創(chuàng)新思考和問題解決的方法論，是工程設計、社會科學和藝術(shù)科學的有機融合。[3]本課設計包含導入舞臺、繪制角色、分析任務、搭建控件、調(diào)試腳本和作品創(chuàng)新五部分。在授課過程中，筆者設置了三大任務，以生為本組建學習小組，指導探究性項目和動手操作，推進圖形化編程教與學一體化。

任務一：設置舞臺與角色。為了強化和渲染設計效果，筆者指導學生添加“星空圖”，設置“琴鍵和星星”角色，并演示操作導入舞臺與繪制角色。這個任務相對簡單，學生在鞏固“設置舞臺、添加角色”的同時，學會操作新的知識“琴鍵角色的復制”。

任務二：分析角色效果。在授課時，筆者鼓勵學生觀察程序分析角色的效果，不斷調(diào)整角色定位。琴鍵需要達到三個效果（如圖1）：一是彈奏出對應樂器的聲音和時長。控件“設置音符時長”，時長與節(jié)奏有聯(lián)系。演示操作一個琴鍵的腳本，其余琴鍵腳本通過復制修改完成。二是顏色變化后恢復，表示音符已彈奏完畢。三是廣播星星出現(xiàn)，需要達到三個效果——隨機位置、隨機顏色、逐漸變大后消失。

任務三：合理運用算法。算法即解決問題的序列指令，需要將不同類別的指令加以排列、整合和運用，代表著系統(tǒng)運行的最優(yōu)策略機制。例如，琴鍵節(jié)奏可將控件“節(jié)奏設定為60bpm”（如圖2），即表示每分鐘60拍，通過腳本運行讓學生感知數(shù)值越大，節(jié)奏越快。又如，實驗運行推測出顏色特效值的范圍是0～199。在此過程中，教師要結(jié)合學生的課堂表現(xiàn)，鼓勵學生大膽嘗試，指導學生調(diào)整和優(yōu)化算法，增強學生感知聲音模塊中的控件。需要強調(diào)的是，按鍵要關(guān)聯(lián)和觸發(fā)多組命令，做到同時同步運行。

3.用遷移建構(gòu)體系

在課堂教學中，數(shù)字化學習和創(chuàng)新的場景具有流動性和開放性。因此，教師要在課堂維度之內(nèi)，有的放矢地開展知識遷移，引導學生個性化解決相似或相異的問題，同時應對不同的學習和生活情境，使教學起到舉一反三的育人效果。例如，本課筆者還設計了“拓展提高”環(huán)節(jié)，提出了“你還能為程序做哪些新設計”“你能解決多個星星同時出現(xiàn)嗎”“你能根據(jù)樂譜順序搭建開展歌曲點播的程序嗎”等發(fā)散性問題，鼓勵學生在原有程序的基礎上修改腳本并進行再創(chuàng)新再設計，培養(yǎng)學生知識遷移思維，提升他們的創(chuàng)新和實踐能力。

反思與體會

本課，筆者圍繞“活”“動”“育”三個關(guān)鍵字開展教學設計，并將其作為課堂觀察點和顯性指標推進課堂教學，突出了“活”“動”內(nèi)涵和外延的有機融合，做到了學生學力、教師教學力、課堂張力“自由流淌”，提升了指向核心素養(yǎng)“育”的成效。

1.科學組織讓教學“活”起來

首先是注重課堂組織形式“活”。以貼近學生生活的情境導入、環(huán)環(huán)相扣的任務驅(qū)動，突破“以教材為本”的藩籬，引導學生體會更廣闊的信息世界。其次是注重課堂教學指令“活”。在授課前，筆者認真研究教學指令，并根據(jù)課堂生成及時優(yōu)化指令，在聚焦素養(yǎng)中推進教學，讓課堂預設與生成相得益彰，激活了信息科技教學課堂的“一池春水”。最后是注重課堂留白藝術(shù)“活”。課程、課堂皆有涯，而思維的流動卻無涯。在課堂教學中，筆者認為不能死板教條地教知識，應“授人以漁”，明思路、授方法、啟心智，要不時地進行課堂留白，設置“拓展延伸”環(huán)節(jié)，為學生留下廣闊的思維和思考的空間。

2.深度參與讓學生“動”起來

課堂服務于學生成長，是學生成長的主陣地。評價圖形化編程教學效果，主要考查學生“動手、動腦、互動”三個指標的達成度。教師應根據(jù)信息科技學科屬性、課程特點，充分運用計算機讓學生動手操作，即在學習中動手操作，在操作中發(fā)現(xiàn)問題，在解決問題中深化認識，做到學練結(jié)合。要堅持目標導向和任務驅(qū)動，設置梯度性任務，指導學生高水平“織密”知識體系，讓學生在動腦中錘煉思維品質(zhì)。要抓住互動這一課堂的靈魂，在本課中筆者充分運用了師生與資源互動、師生互動和生生互動，三個層面的互動讓師生資源共享，讓師生思想力對流，讓生生協(xié)作力互補，達到了信息科技素養(yǎng)提升的效果。

3.能力培養(yǎng)讓素養(yǎng)“育”起來

《21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究》指出，“‘素養(yǎng)比能力的內(nèi)涵更為廣泛，它不僅包括能力，還包括知識、態(tài)度、情感、價值觀等層面”?？梢?，素養(yǎng)比能力更上位。因此，教師要勇于突破知識本位、技能本位的教學形式，在計算思維、發(fā)散思維、創(chuàng)新思維上引導，培養(yǎng)學生成為數(shù)字公民所必備的良好品質(zhì)和潛質(zhì)。當然，素養(yǎng)也絕非與知識、技能完全隔離，需要著重培養(yǎng)學生三大能力：一是調(diào)動所有已具備的知識與能力，解決學習和生活中的問題；二是分析解決問題之道，及時總結(jié)學習方法的利弊得失；三是基于課堂學習提出新問題，產(chǎn)生相對高階的知識結(jié)構(gòu)，建構(gòu)“提出問題—分析問題—解決問題—創(chuàng)新問題”閉環(huán)體系，讓學生成為學習和素養(yǎng)的主人。

結(jié)束語

新課標的發(fā)布，對教師的教學提出了新的挑戰(zhàn)，數(shù)字化學習與創(chuàng)新視域下的小學圖形化編程教學也需要進一步開展探索，建構(gòu)適應學生學習能力、計算思維能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力培養(yǎng)的課堂范式，為小學生信息學科素養(yǎng)提升提供更多選擇和更優(yōu)路徑。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：4.

[2]楊九俊.課堂是我們成長的地方[J].江蘇教育研究：實踐版，2008（05）：1.

[3]鄭東芳.基于設計思維的STEM課程設計模式建構(gòu)與應用研究——以樂高經(jīng)典4G模式的優(yōu)化為例[D].上海：華東師范大學，2018.