張靜潔　裘國(guó)永

摘 要 隨著人工智能的日益普及，學(xué)習(xí)編程的重要性逐漸顯露。初中編程教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)使用Visual Basic教學(xué)，對(duì)于這種文本編程方式，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易覺(jué)得枯燥乏味，因?yàn)閷?duì)編程的學(xué)習(xí)只學(xué)習(xí)語(yǔ)法而不理解編程的邏輯結(jié)構(gòu)。加之Visual Basic這種文本編程方式在編程的過(guò)程中程序易出錯(cuò)，容易挫傷中學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而圖形化編程使用圖形界面，沒(méi)有難以理解的代碼，取而代之的是圖形模塊的簡(jiǎn)單拼接，這就大大降低了編程過(guò)程中代碼出錯(cuò)的可能性。另外圖形化編程簡(jiǎn)單易學(xué)，適合編程基礎(chǔ)弱的初中學(xué)生，他們可以很容易喜歡上編程。

關(guān)鍵詞 圖形化編程 程序設(shè)計(jì) 游戲化教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.03.050

Graphical Programming Used in the Teaching of Junior High School Program Design

ZHANG Jingjie， QIU Guoyong

（College of Computer Science， Shaanxi Normal University Xi'an Shaanxi 710119）

Abstract With the increasing popularity of artificial intelligence， the importance of learning programming has gradually emerged. Programming teaching in junior middle school has been using Visual Basic for a long time. For this way of text programming， students may feel bored in the learning process， because programming learning only learns grammar， but does not understand the logic structure of programming. In addition， the text programming method of Visual Basic is easy to make mistakes in the process of programming， and it is easy to contuse the learning enthusiasm of middle school students. Graphical programming， using graphical interfaces， has no hard to understand code， instead of simple splicing of graphics modules， which greatly reduces the possibility of code errors in programming. In addition， graphical programming is simple and easy to learn. It is suitable for junior middle school students with weak programming base. They can easily enjoy programming.

Keywords graphic programming； programming design； game teaching

fr

3 圖形化編程在初中程序設(shè)計(jì)課程中的實(shí)現(xiàn)

初中學(xué)生掌握的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)比較薄弱，程序設(shè)計(jì)的思想以及語(yǔ)言對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō)很抽象，并且缺乏編實(shí)踐工具對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)難以在短時(shí)間內(nèi)掌握，加上代碼難以理解，學(xué)習(xí)起來(lái)枯燥乏味，長(zhǎng)此以往容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)編程的信心。[6]另一方面，初中學(xué)生對(duì)新鮮事物存在一定的好奇心，對(duì)未接觸過(guò)的軟件有很大的興趣。大部分學(xué)生對(duì)編寫(xiě)程序，設(shè)計(jì)游戲有濃厚的興趣，因此圖形化編程方式更容易被學(xué)生接受，也更容易在初中程序設(shè)計(jì)課堂上開(kāi)展。

前期的課程中學(xué)生已經(jīng)對(duì)圖形化編程平臺(tái)Code.org有了初步的了解，這個(gè)課時(shí)主要是學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，利用重復(fù)模塊畫(huà)出不同的圖案，前期學(xué)生已經(jīng)對(duì)基本模塊例如向前移動(dòng)模塊、向左轉(zhuǎn)向右轉(zhuǎn)模塊、設(shè)置顏色模塊的使用以及參數(shù)的設(shè)定的有了基本的掌握，為下一步循環(huán)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)打下來(lái)良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)以循環(huán)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)為例，對(duì)圖形化編程應(yīng)用于程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)現(xiàn)做簡(jiǎn)單的敘述。

3.1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)、創(chuàng)設(shè)情境

演示作品，激發(fā)學(xué)生的興趣；首先展示已完成的“小藝術(shù)家游戲”作品，激發(fā)學(xué)生興趣。進(jìn)而提問(wèn)學(xué)生想不想自己利用編程畫(huà)出一幅自己的作品。進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生，獲取新知

首先引導(dǎo)學(xué)生先畫(huà)出簡(jiǎn)單的圖形：畫(huà)一個(gè)三角形。引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)一個(gè)三角形的步驟：首先確定三角形的邊長(zhǎng)，如單位為100。畫(huà)長(zhǎng)度為100的線段——轉(zhuǎn)120啊ざ任？00的線段——轉(zhuǎn)120啊ざ任？00的線段——轉(zhuǎn)120?。?/p>

教師提示：如何用程序語(yǔ)句表示出上述畫(huà)一個(gè)三角形的步驟？畫(huà)線段即向前移動(dòng)，可以用向前移動(dòng)模塊來(lái)表示，轉(zhuǎn)120翱梢雜孟蠐一螄蜃笞？槔幢硎盡A磽馓崾狙由舷嚶Φ牟問(wèn)D敲椿桓鋈切蔚牟街榪梢員硎疚蚯耙貧？00像素——向右轉(zhuǎn)120啊蚯耙貧？00像素——向右轉(zhuǎn)120啊蚯耙貧？00像素——向右轉(zhuǎn)120啊？

3.3 教師引導(dǎo)、學(xué)生實(shí)踐探索

教師提問(wèn)：大家練習(xí)之后發(fā)現(xiàn)這個(gè)程序簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是向前移動(dòng)100像素和向右轉(zhuǎn)120傲礁瞿？櫓馗詞褂昧？次，共使用了6個(gè)模塊。如果需要畫(huà)一個(gè)重復(fù)100次、1000次的圖怎么做呢？有沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法？這就是這節(jié)課要學(xué)習(xí)的程序三大基本模塊之一的循環(huán)模塊。

3.4 學(xué)習(xí)新知：循環(huán)模塊

當(dāng)需要重復(fù)執(zhí)行某個(gè)模塊或某些模塊若干次時(shí)，可以使用循環(huán)模塊即重復(fù)次模塊來(lái)簡(jiǎn)化模塊數(shù)。如圖2、圖3所示。

3.5 總結(jié)使用重復(fù)模塊畫(huà)一個(gè)三角形的步驟

（1）添加 重復(fù)模塊，并填寫(xiě)循環(huán)次數(shù)3次。

（2）在循環(huán)模塊內(nèi)添加向前移動(dòng)模塊，并填寫(xiě)參數(shù)100。

（3）在循環(huán)模塊內(nèi)添加向右轉(zhuǎn)模塊并填寫(xiě)旋轉(zhuǎn)度數(shù)120??？

（4）設(shè)置顏色模塊，可以選擇具體的顏色，也可以設(shè)置隨機(jī)顏色，注意設(shè)置顏色模塊放置的位置不同，畫(huà)出來(lái)的圖案顏色也不同，請(qǐng)學(xué)生分別操作不同的情況。

3.6 循環(huán)的嵌套

教師提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生小組合作討論如何畫(huà)一朵簡(jiǎn)易的花，即由10個(gè)三角形組成的簡(jiǎn)易花，展示給學(xué)生，學(xué)生自主操作小組內(nèi)討論，提示可以使用這節(jié)課學(xué)過(guò)的循環(huán)模塊。

學(xué)生操作練習(xí)使用兩個(gè)循環(huán)模塊來(lái)畫(huà)目標(biāo)圖形，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有畫(huà)出教師展示的圖案。教師答疑：注意，在使用兩個(gè)循環(huán)模塊畫(huà)圖時(shí)程序跳出內(nèi)循環(huán)之后畫(huà)第二個(gè)圖形之前要使小畫(huà)家旋轉(zhuǎn)一定的度數(shù)，否則后面的圖形都覆蓋在第一個(gè)圖形的軌跡上，看起來(lái)就像是畫(huà)了一個(gè)圖形。

最后學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)以及實(shí)踐畫(huà)出來(lái)使用兩個(gè)循環(huán)模塊畫(huà)出的圖形如圖4。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課的內(nèi)容是圖形化編程的循環(huán)控制內(nèi)容，與單一的使用向前移動(dòng)模塊、向右轉(zhuǎn)模塊相比難度有提升，在教學(xué)過(guò)程中采用情境導(dǎo)入，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和興趣，首先指引學(xué)生練習(xí)使用單一的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)模塊繪制三角形，繼而在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下引出循環(huán)模塊的作用以及循環(huán)模塊相較于多次使用向前移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)模塊的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)小藝術(shù)家的游戲，提升學(xué)生思維能力，例如畫(huà)不同的圖形轉(zhuǎn)向的度數(shù)不同，當(dāng)使用兩個(gè)循環(huán)時(shí)畫(huà)第二個(gè)圖形之前也要先思考應(yīng)該添加向左（右）轉(zhuǎn)模塊或者向前移動(dòng)模塊才能畫(huà)出不一樣的圖形，否則重復(fù)循環(huán)模塊畫(huà)的幾個(gè)圖形會(huì)重疊在一起。另外，模塊放在循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)和循環(huán)結(jié)構(gòu)外畫(huà)出來(lái)的結(jié)果也不一樣，因此要引導(dǎo)學(xué)生多思考多練習(xí)，通過(guò)由簡(jiǎn)單圖形通過(guò)改變參數(shù)可以轉(zhuǎn)為復(fù)雜的圖形，從三角形的畫(huà)法到正方形的畫(huà)法，到圓的畫(huà)法，從一個(gè)圖形的畫(huà)法到重復(fù)多次的畫(huà)法，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓思維，完成自己想象的各種圖案。

5 結(jié)束語(yǔ)

研究表明，將圖形化編程平臺(tái)應(yīng)用于程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，大部分學(xué)生能夠熟練運(yùn)用各種模塊編寫(xiě)互動(dòng)游戲、圖畫(huà)、動(dòng)畫(huà)等作品，很大程度上激發(fā)了學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生的邏輯思維能力和語(yǔ)言學(xué)習(xí)能力；培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)生活的觀察和理解能力，同時(shí)學(xué)會(huì)與人溝通、合作學(xué)習(xí)，増強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)編程的信心，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，筆者總結(jié)了圖形化編程的教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重的兩個(gè)方面：

（1）注重任務(wù)的趣味性。一個(gè)能引起學(xué)生興趣的情境是初中編程教學(xué)中任務(wù)設(shè)計(jì)的基本前提。學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣通常來(lái)自生活實(shí)踐；因此教師在設(shè)置教學(xué)情境時(shí)要注意貼合學(xué)生的生活實(shí)際，學(xué)生才能產(chǎn)生共鳴，以使得教學(xué)任務(wù)順利開(kāi)展下去。另外在學(xué)習(xí)過(guò)程中教師要多設(shè)問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考。例如一個(gè)需要重復(fù)多次使用的幾個(gè)模塊，教師提出怎樣才能使程序盡可能簡(jiǎn)潔，會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生探究的濃厚興趣，從而引出“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)內(nèi)容。在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)?shù)睦煤眠@些 “興趣點(diǎn)”，讓學(xué)生在快樂(lè)的學(xué)習(xí)氛圍中主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（2）復(fù)雜的任務(wù)要細(xì)化。學(xué)習(xí)的過(guò)程是一個(gè)從無(wú)到有逐步積累的過(guò)程。在實(shí)際教學(xué)時(shí)一次性讓學(xué)生完成一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的任務(wù)是不現(xiàn)實(shí)的。因此，教師在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際能力，將一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)細(xì)化為若干個(gè)小任務(wù)，先完成小任務(wù)，再完成大任務(wù)。這樣通過(guò)知識(shí)的層層遞進(jìn)可以使學(xué)生更容易理解教學(xué)內(nèi)容，降低學(xué)習(xí)難度，有利于促進(jìn)程序設(shè)計(jì)課堂取得更好的效果。

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