閆妮 鐘柏昌 管海蓉

初中程序設(shè)計(jì)教材的開發(fā)，要突破陳規(guī)，適應(yīng)基礎(chǔ)教育對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，避免成為簡(jiǎn)化版的大學(xué)專業(yè)教材和說明書式的實(shí)訓(xùn)教材。根據(jù)河北省中小學(xué)信息技術(shù)電子教材（以下簡(jiǎn)稱“冀教版”）的編寫計(jì)劃，本小組承擔(dān)了冀教版初中程序設(shè)計(jì)分冊(cè)的開發(fā)工作。本冊(cè)教材安排在初中八年級(jí)上學(xué)期教學(xué)，共計(jì)16課時(shí)，其中第14～16課時(shí)為選修課時(shí)。教材所用編程語言為Visual Basic（以下簡(jiǎn)稱“VB”），版本為VB6.0。本教材的設(shè)計(jì)思路如下。

● 目標(biāo)定位：核心素養(yǎng)

所謂核心素養(yǎng)，可以分解為三個(gè)層次：最底層的“雙基層”，以基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為核心；中間層的“問題解決層”，以解決問題過程中所獲得的基本方法和基本態(tài)度為核心；最上層的“學(xué)科思維層”，指在系統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)中通過體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)及內(nèi)化等過程逐步形成相對(duì)穩(wěn)定的思考問題、解決問題的思維方法和價(jià)值觀?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，本冊(cè)教材編寫中，筆者認(rèn)為需要傳遞給學(xué)生的核心素養(yǎng)也可以從上述三個(gè)層次進(jìn)行描述。雙基層：掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本方法；理解語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤；掌握測(cè)試與調(diào)試方法；掌握軟件開發(fā)的一般流程等。問題解決層：能夠?qū)θ蝿?wù)進(jìn)行需求分析；能夠發(fā)現(xiàn)并解決程序中存在的問題；能夠利用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法開發(fā)較復(fù)雜的程序。學(xué)科思維層：體會(huì)計(jì)算機(jī)工作的原理，認(rèn)識(shí)馮·諾依曼體系；體驗(yàn)迭代思想；體會(huì)模塊化、結(jié)構(gòu)化對(duì)于軟件質(zhì)量和開發(fā)效率的重要性；能夠認(rèn)識(shí)到抽象與建模是人類認(rèn)識(shí)和改造世界的基本方法；理解測(cè)試與調(diào)試等工程思想。以核心素養(yǎng)的三層結(jié)構(gòu)為指引，筆者試圖將上述核心素養(yǎng)滲透至每個(gè)單元和每節(jié)課，如表1所示。

● 內(nèi)容選擇：知行并舉

根據(jù)上述核心素養(yǎng)的解析，不難發(fā)現(xiàn)本冊(cè)教材在課程目標(biāo)上既注重學(xué)習(xí)者對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，又關(guān)注其應(yīng)用能力的培養(yǎng)，即堅(jiān)持“知行并舉”。那么體現(xiàn)在教材內(nèi)容上，就是要選擇那些能夠建立兩者聯(lián)系的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的雙重提升。重要的是，知行并舉要體現(xiàn)在每一節(jié)課中，除了初始的一兩節(jié)課外，其他課時(shí)的內(nèi)容均應(yīng)依此設(shè)計(jì)，表2列出了部分課時(shí)的做法。

● 內(nèi)容組織：聚類思想

知行并舉的課程內(nèi)容還需要通過合理的組織才能清晰地呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。在本冊(cè)教材中，筆者以“聚類”思想為指導(dǎo)設(shè)計(jì)教材內(nèi)容的整體框架和章節(jié)結(jié)構(gòu)。“聚類”思想指依據(jù)某種線索組合一系列教學(xué)項(xiàng)目，形成具有內(nèi)在聯(lián)系、具有螺旋上升和發(fā)散結(jié)構(gòu)的教學(xué)單元，循序漸進(jìn)地展開課程。本教材在單元和課時(shí)兩個(gè)層面都體現(xiàn)了聚類思想。在單元層面上的聚類，如下頁表3所示。

根據(jù)已有研究，大致有三種聚類方式：以相似的功能聚類、以相似的目標(biāo)聚類、以相似的技術(shù)思想聚類。在課時(shí)層面上三種方式均有體現(xiàn)。

1.以相似的功能聚類

教師通過設(shè)計(jì)某些問題解決活動(dòng)，將技術(shù)工具所具有的相似功能集合在一起，達(dá)到了功能操作和問題解決的融會(huì)貫通，如例1所示。

例1：倒計(jì)時(shí)功能。

任務(wù)一：使用For語句實(shí)現(xiàn)以秒為單位的倒計(jì)時(shí)功能。

任務(wù)二：比較Timer事件和For語句在實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能上的異同。

案例解析：任務(wù)一的完成需要運(yùn)用For語句；任務(wù)二中的Timer事件已在分支結(jié)構(gòu)中學(xué)習(xí)，但由于當(dāng)時(shí)活動(dòng)的任務(wù)較多，并沒有作詳細(xì)說明。所以任務(wù)二一方面是為了讓學(xué)生更好地理解Timer事件的本質(zhì)；另一方面是說明實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能的兩種方法的異同。

2.以相似的目標(biāo)聚類

使用不同的工具可以解決相同的問題，從而聚類不同的技術(shù)工具和使用方法，如例2所示。

例2：“選手排名”功能。

任務(wù)一：設(shè)置六位評(píng)委，單擊“計(jì)算”按鈕得到選手最終得分。

任務(wù)二：實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)選手進(jìn)行排名。

案例解析：任務(wù)一借助數(shù)組獲取多個(gè)評(píng)委的打分，進(jìn)而利用循環(huán)語句求得選手得分。任務(wù)二既要實(shí)現(xiàn)選手得分的統(tǒng)計(jì)，又要進(jìn)行選手排序。所以需要增加兩個(gè)數(shù)組分別存放選手序號(hào)和選手得分，并使用冒泡排序算法，實(shí)現(xiàn)排序功能。兩個(gè)任務(wù)均用到數(shù)組和循環(huán)，使學(xué)生在遞進(jìn)的任務(wù)中理解數(shù)組和循環(huán)的適用情境和意義。

3.以相同的技術(shù)思想聚類

有些技術(shù)工具、方法和程序功能背后的思想是一致的，依此聚類，可以達(dá)到舉一反三的效果，如例3所示。

例3：“數(shù)據(jù)傳遞”思想。

任務(wù)一：在例2任務(wù)一的基礎(chǔ)上，去掉選手的最高分和最低分，并顯示最高分和最低分。

任務(wù)二：利用冒泡排序算法實(shí)現(xiàn)選手排名。

案例解析：任務(wù)一中最高分和最低分的統(tǒng)計(jì)即求取選手得分的最大值和最小值，需要設(shè)置兩個(gè)變量來存放。任務(wù)二需要借助一個(gè)中間變量來完成排序。作為一個(gè)活動(dòng)相繼的兩個(gè)任務(wù)，任務(wù)一和任務(wù)二以不同的算法呈現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞思想。

● 內(nèi)容呈現(xiàn)：生活化和結(jié)構(gòu)化

1.生活化

生活化指從學(xué)生經(jīng)驗(yàn)出發(fā)漸進(jìn)引入新的概念，而不是生硬地呈現(xiàn)這些概念。首先，在教材內(nèi)容選擇上，要選擇能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)或生活需要的主題；其次，在內(nèi)容呈現(xiàn)上要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在學(xué)生運(yùn)行程序的過程中引出問題及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。例如，在第5課圖片瀏覽器的設(shè)計(jì)中，涉及圖片位置的控制，需要引入坐標(biāo)系，對(duì)本冊(cè)教材的對(duì)象而言，此概念在數(shù)學(xué)科目中已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但是兩者存在明顯差異，因此教材要求教師從數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)系出發(fā)引出VB中的坐標(biāo)系，引導(dǎo)學(xué)生分析兩者的異同，以便學(xué)生建立兩者的聯(lián)系。又如，在第13課中，把數(shù)組解釋為“將無規(guī)則的數(shù)據(jù)‘規(guī)律化’的方法之一”，無論存儲(chǔ)內(nèi)容有無規(guī)律、如何變化，數(shù)組名稱始終是a（0）到a（i）。因此，在編寫程序時(shí)，通過數(shù)組元素的名稱來引用這些數(shù)據(jù)，就可以將無規(guī)律分布的數(shù)據(jù)變?yōu)橛幸?guī)律的存儲(chǔ)。這樣的描述便于學(xué)生理解數(shù)組的含義和使用的方法。

2.結(jié)構(gòu)化

結(jié)構(gòu)化指以某種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來描述每節(jié)課的內(nèi)容。在本冊(cè)教材中，每課的基本結(jié)構(gòu)包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容結(jié)構(gòu)和正文三部分；正文部分除初識(shí)單元外，其余課時(shí)均以“程序設(shè)計(jì)的一般流程”呈現(xiàn)。每個(gè)部分的含義為：“學(xué)習(xí)目標(biāo)”呈現(xiàn)每節(jié)課學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)和能力以及掌握程度；“內(nèi)容結(jié)構(gòu)”以思維導(dǎo)圖的形式將每節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行梳理和整合；“需求分析”以學(xué)生日常生活和學(xué)習(xí)原型為主題，便于學(xué)生直觀地理解需求并激發(fā)學(xué)生的興趣；“界面設(shè)計(jì)”在初始的幾節(jié)課中會(huì)為學(xué)生提供搭建界面的步驟以及“對(duì)象事件分析表”，之后隨著知識(shí)和能力的提升，由學(xué)生自己完成“對(duì)象事件分析表”和界面的搭建；“算法分析和程序編寫”通過問題不斷分析得出實(shí)現(xiàn)程序功能的算法，積累程序設(shè)計(jì)的知識(shí)和技能；“調(diào)試與保存”在調(diào)試程序的過程中發(fā)現(xiàn)問題，完成程序的優(yōu)化。結(jié)構(gòu)化的呈現(xiàn)方式，一方面便于學(xué)生閱讀，減少認(rèn)知負(fù)擔(dān)，并提供學(xué)習(xí)支持；另一方面有助于學(xué)生掌握和理解軟件開發(fā)這類任務(wù)的一般思路。

● 小結(jié)

本冊(cè)教材圍繞“核心素養(yǎng)”，以“知行并舉”為原則，運(yùn)用“聚類思想”組織內(nèi)容，使內(nèi)容的呈現(xiàn)生活化和結(jié)構(gòu)化，可以說是在課程改革背景下的一種全新嘗試。據(jù)此形成的教材大體具有如下特點(diǎn)：一是系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性。在總體上前后相繼形成清晰的知識(shí)體系，便于學(xué)生形成富有邏輯的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；注重VB程序設(shè)計(jì)的橫向梳理，即基礎(chǔ)性知識(shí)。二是理論性和實(shí)踐性。在內(nèi)容選擇上，堅(jiān)持知行并舉，在課程實(shí)施過程中通過具體的活動(dòng)設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系在一起，避免了孤立的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。三是預(yù)設(shè)性和生成性。知識(shí)、能力體系作為預(yù)設(shè)知識(shí)靜態(tài)存在，而核心素養(yǎng)以隱性知識(shí)滲透其中。四是主體性和主導(dǎo)性。活動(dòng)以學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)為原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮學(xué)習(xí)者的需求和興趣；為避免陷入“碎片化”和“重復(fù)”的經(jīng)驗(yàn)積累，以聚類和結(jié)構(gòu)化的形式呈現(xiàn)，為學(xué)生提供支架性的幫助。