基于計(jì)算思維的App Inventor教學(xué)實(shí)踐

一、前言

國內(nèi)外對于計(jì)算機(jī)思維的研究，一般是針對大學(xué)計(jì)算機(jī)主干課程進(jìn)行剖析。中學(xué)生對于編程還處于一種陌生的認(rèn)識，對于代碼的理解能力有限，App Inventor編程環(huán)境友好，容易上手，是中學(xué)生學(xué)習(xí)編程的最佳選擇。初中生對于編程代碼不敏感，但對于圖形化操作的掌握很熟練。通過開設(shè)App Inventor課程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維的習(xí)慣，從而全面提高學(xué)生對信息技術(shù)的素養(yǎng)。根據(jù)信息技術(shù)注重實(shí)操性的特點(diǎn)，視頻教學(xué)的直觀性的優(yōu)勢，在App Inventor的教學(xué)實(shí)踐中大力開展應(yīng)用微課資源，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，對提升學(xué)生綜合信息素養(yǎng)，有著非常積極的意義。

UMU學(xué)習(xí)平臺作為一個課程管理系統(tǒng)，同時擁有網(wǎng)頁端和app客戶端，有很好的使用體驗(yàn)。隨著移動設(shè)備的屏幕尺寸和分辨率的提高，4G高速網(wǎng)絡(luò)的支持，對于移動端的微課學(xué)習(xí)提供了很好的技術(shù)條件。App Inventor積木塊的可視化編程，學(xué)生容易上手，教師選取合適的教學(xué)案例，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)探究，借助數(shù)字化工具將生活問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題和計(jì)算機(jī)編程問題的過程，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

二、教學(xué)模式與策略

（一）基于計(jì)算思維的課內(nèi)微課翻轉(zhuǎn)模式

筆者在學(xué)校上課過程中，采用UMU上課。教師課前錄制好App Inventor精品微課，并上傳到UMU學(xué)習(xí)平臺。同時可以上傳一些文檔筆記和提出疑問到相應(yīng)的討論區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。App Inventor的微課比較簡短，教材案例的組件和代碼不多，學(xué)生根據(jù)微課很快就能編寫好程序，這樣學(xué)生對課堂的興趣會更加強(qiáng)烈，比較有成就感。上課過程中，發(fā)現(xiàn)課堂上學(xué)生忙了起來，同學(xué)之間互相討論，隨著他們課堂上參與的任務(wù)越來越多，他們的等級也會增加，讓學(xué)生更有一個學(xué)習(xí)積極性。老師可單獨(dú)對存在有學(xué)習(xí)困難的同學(xué)給予一些指導(dǎo)。通過UMU平臺，查看學(xué)生提交作業(yè)的情況，必要時開啟廣播教學(xué)，統(tǒng)一講解相關(guān)的任務(wù)和知識點(diǎn)。結(jié)合微課、學(xué)案等教學(xué)資源，在討論區(qū)設(shè)置相應(yīng)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)探究，借助數(shù)字化工具將生活問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題和計(jì)算機(jī)編程問題的過程，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

（二）基于計(jì)算思維的課外微課翻轉(zhuǎn)模式

課程資源放在UMU學(xué)習(xí)平臺上，有條件的學(xué)生課余時間還可以進(jìn)行一個復(fù)習(xí)鞏固。學(xué)生只需要下載UMU學(xué)習(xí)平臺app，就可以隨時隨地開展自主學(xué)習(xí)探究。利用好微課在App Inventor等實(shí)操性強(qiáng)的課程中優(yōu)勢，正確引導(dǎo)學(xué)生利用微課實(shí)現(xiàn)課外翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在手機(jī)瀏覽器打開appinventor軟件編輯相關(guān)程序，通過動手實(shí)操，可以進(jìn)一步促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)。通過開設(shè)校本課程，研究App Inventor在教學(xué)中的應(yīng)用，探討實(shí)際課程教學(xué)中如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。通過布置家庭任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動法促使學(xué)生自覺進(jìn)行信息技術(shù)課程中的《App Inventor》的移動學(xué)習(xí)，微課教學(xué)對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。通過對學(xué)生App Inventor作品的評價，進(jìn)一步探究中學(xué)生對于編程的認(rèn)識，App Inventor對計(jì)算思維的訓(xùn)練效果。

（三）基于計(jì)算思維的App Inventor教學(xué)策略

筆者在App Inventor教學(xué)實(shí)踐中充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，教師的指導(dǎo)作用，課前創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入——學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究——小組協(xié)作——討論歸納等方式，進(jìn)行問題的分析，并將問題轉(zhuǎn)換為模型，把數(shù)學(xué)問題和生活問題轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)編程問題，提高學(xué)生計(jì)算思維的能力。

由于筆者任教的班級較多，學(xué)生存在差異性，采用任務(wù)驅(qū)動進(jìn)行分層教學(xué)，在UMU學(xué)習(xí)平臺中設(shè)置好選修和必修模塊，進(jìn)行一個分層任務(wù)的布置。有能力的同學(xué)可以繼續(xù)做后面的選修課程。此外，我在日常的教學(xué)中，把微課和電子書等資料，都設(shè)置為選修模塊，主要考慮到有部分能力較強(qiáng)的同學(xué)可以不用觀看微課就可以完成任務(wù)。

三、基于計(jì)算思維的App Inventor教學(xué)實(shí)踐

筆者在初一年級開展了教學(xué)實(shí)踐，下面以《創(chuàng)意涂鴉》為例：

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境。教師向同學(xué)們展示一張有涂鴉痕跡的照片，引起同學(xué)同學(xué)們思考？學(xué)生開始將生活的問題進(jìn)行分析，得出用了哪些軟件？什么功能？采用快問快答，學(xué)生積極發(fā)言，互相補(bǔ)充總結(jié)，引入新課內(nèi)容。啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生勤學(xué)多思，教師要注意查閱學(xué)生的UMU評論區(qū)內(nèi)容，做好審核和簡要評價。

環(huán)節(jié)二：界面設(shè)計(jì)（微課教學(xué)）。通過與平時常用涂鴉的軟件對比，思考涂鴉板程序的功能組成？畫布引入？訪問打開圖片？保存功能？學(xué)生通過課堂案例的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)善于觀察與思考的能力，及培養(yǎng)學(xué)自主學(xué)習(xí)能力。把抽象問題具體化，進(jìn)步使用數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)效果，加強(qiáng)了學(xué)生邏輯思維的訓(xùn)練。任務(wù)設(shè)計(jì)時，注重分層教學(xué)，只要求實(shí)現(xiàn)一種畫筆顏色和簡單的打開照片。對于后續(xù)功能模塊，給學(xué)生自己創(chuàng)作，對學(xué)生的個性化發(fā)展創(chuàng)造良好的條件基礎(chǔ)，同時也是培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新思維，有助于提高學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)三：編寫代碼和測試（微課教學(xué)）。在理解清楚程序的功能的邏輯后，選擇對應(yīng)的合適代碼塊編寫代碼和測試程序。通過小組互相測試，借鑒相互間的作品功能，進(jìn)一步改進(jìn)完善作品。

環(huán)節(jié)四：拓展創(chuàng)新。學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)訓(xùn)練，后面還有選修模塊的拓展訓(xùn)練，教師在UMU學(xué)習(xí)平臺上發(fā)布整個程序的完整功能的演示，班上能力較好的同學(xué)可以直接開始個性化創(chuàng)作。筆者教學(xué)過程注重學(xué)生數(shù)學(xué)計(jì)算意識的應(yīng)用，比如畫布代碼塊選項(xiàng)中的畫圓功能，學(xué)生通過實(shí)現(xiàn)畫筆功能，將生活問題數(shù)學(xué)化，計(jì)算思考后再用軟件建立模型，通過數(shù)字化工具轉(zhuǎn)化為編程問題，這樣對培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維有著顯著作用。

環(huán)節(jié)五：學(xué)習(xí)評價。學(xué)生通過UMU學(xué)習(xí)平臺的拍照功能，上交本節(jié)課的作品截圖，通過平臺對全班同學(xué)進(jìn)行一個展示，這樣對學(xué)生有著很好激勵作用。借助UMU學(xué)習(xí)平臺的點(diǎn)贊和評論功能，開展師生評價和生生評價。對于編程能力較為突出的學(xué)生，可以做好培優(yōu)計(jì)劃，指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)的競賽，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

環(huán)節(jié)六：課后拓展。學(xué)生可以安裝UMU客戶端進(jìn)行課后的拓展學(xué)，可以進(jìn)行課后的碎片化學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生對于課堂知識的鞏固提升。

四、實(shí)踐效果

學(xué)生非常喜歡App Inventor安卓開發(fā)的課程，學(xué)生對于課程深入學(xué)習(xí)有很高的期待。大多數(shù)學(xué)生對于編程有一種畏難情緒，通過本次App Inventor安卓開發(fā)的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生對于編程的有了新的認(rèn)識，對后續(xù)學(xué)習(xí)Python編程的章節(jié)內(nèi)容有了良好的信心。通過App Inventor課程開發(fā)實(shí)踐過程，促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)。App Inventor安卓開發(fā)的課程能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)自主探究和解決問題能力，增強(qiáng)小組協(xié)作意識、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，計(jì)算思維的培養(yǎng)。筆者通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍都能接受UMU學(xué)習(xí)平臺的教學(xué)模式，也有部分部分學(xué)生認(rèn)為上課自己容易走神，更偏向喜歡老師的廣播教學(xué)統(tǒng)一講解。后期的教學(xué)實(shí)踐中，加強(qiáng)優(yōu)化教學(xué)方法，變換不同的任務(wù)形式，讓學(xué)生對課堂保持足夠興趣。

責(zé)任編輯 邱 麗