李卓

在人人編程成為全球化趨勢的今天，我們?nèi)绾卫斫饩幊蹋孔鳛樵?979年就開設(shè)了編程課程的景山學(xué)校，四十年來一直在開設(shè)程序設(shè)計(jì)課程，即使在最困難的時(shí)候也沒有放棄。現(xiàn)在看來，這種堅(jiān)持正是一種對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的堅(jiān)持，是熱愛學(xué)科、熱愛事業(yè)的熱的綜合表現(xiàn)。

從2011年開始，程序教學(xué)慢慢成為各級(jí)各類信息技術(shù)公開課、競賽課的熱門選題。落實(shí)信息技術(shù)學(xué)科的核心育人價(jià)值，程序教學(xué)擔(dān)當(dāng)著關(guān)鍵的角色。景山學(xué)校擁有全學(xué)段的教學(xué)體系，這為信息技術(shù)教學(xué)的連貫性提供了有利條件，下面，筆者結(jié)合景山學(xué)校的全學(xué)段信息技術(shù)教育談?wù)劤绦蚪虒W(xué)在信息技術(shù)學(xué)科的育人過程中的核心地位。

● 小學(xué)、初中、高中程序教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容

在小學(xué)階段，我們發(fā)現(xiàn)Scratch作為一款圖形化編程工具，通過按照一定邏輯拼接程序模塊搭建程序結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置項(xiàng)參數(shù)完成游戲、動(dòng)畫效果，讓學(xué)生玩中學(xué)、學(xué)中玩，使其樂在其中、興趣無窮。最重要的是通過這樣的程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)編程世界充滿了學(xué)習(xí)欲望，產(chǎn)生了各種新奇的想法，制作了很多有創(chuàng)意、有想法的好作品，為中學(xué)的程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)創(chuàng)造了非常好的學(xué)習(xí)條件，同時(shí)為思維發(fā)展打下了非常好的基礎(chǔ)。

初中階段我們選擇了VB程序設(shè)計(jì)語言作為學(xué)習(xí)平臺(tái)，VB擁有可視化窗口，學(xué)生可以輕松完成一些具有Windows視窗的程序，極大地增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，VB是通過編寫程序代碼來實(shí)現(xiàn)程序功能的，程序語法簡單，適合作為初中學(xué)生代碼學(xué)習(xí)的入門級(jí)語言，成功率高，使學(xué)生能夠比較容易完成程序編寫任務(wù)，獲得成就感。學(xué)生在VB程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中體驗(yàn)到從功能設(shè)計(jì)、界面制作到代碼編寫、調(diào)試運(yùn)行等工程設(shè)計(jì)實(shí)施的完整過程，提高了分析問題、解決問題的能力。

高中階段我們根據(jù)教育部制定的課標(biāo)要求，根據(jù)北京市東城區(qū)統(tǒng)一選擇的教材安排學(xué)習(xí)Python語言程序設(shè)計(jì)，除了國家、北京市、東城區(qū)的統(tǒng)一要求內(nèi)容外，北京景山學(xué)校根據(jù)學(xué)生能力情況為學(xué)生補(bǔ)充了Python游戲編程、開源硬件構(gòu)建信息系統(tǒng)的課程，與程序設(shè)計(jì)課相呼應(yīng)。

● 程序教學(xué)的典型案例

下面用三個(gè)典型的課例來簡要談一談如何通過程序教學(xué)的案例設(shè)計(jì)來落實(shí)信息技術(shù)學(xué)科的核心育人價(jià)值。

1.小學(xué)Scratch教學(xué)典型案例：彈球游戲

小學(xué)流程圖拼接程序設(shè)計(jì)課，訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維、計(jì)算思維，培養(yǎng)學(xué)生愛思考、勤動(dòng)手的習(xí)慣。例如，我們設(shè)計(jì)的《制作彈球游戲》一課（如下頁圖1），很多人都玩過彈球游戲，那是一款手眼協(xié)調(diào)訓(xùn)練的小游戲。學(xué)生拿到這個(gè)任務(wù)時(shí)興趣非常高，躍躍欲試想要自己親自設(shè)計(jì)并制作完成一個(gè)屬于自己的彈球游戲。任務(wù)布置之后需要分析并設(shè)計(jì)制作游戲：第一項(xiàng)——界面設(shè)計(jì)，學(xué)生繪制舞臺(tái)背景，鋪好地面，當(dāng)球落到地面時(shí)可以判斷游戲失敗;第二項(xiàng)——繪制游戲角色（圓球和擋板）之后，還需要設(shè)計(jì)游戲的基本功能。

功能一：鼠標(biāo)移動(dòng)擋板。

擋板需要時(shí)刻移到鼠標(biāo)的水平位置，而擋板的豎直位置始終不變。這需要學(xué)生掌握平面位置的相關(guān)知識(shí)，也就是對(duì)象的橫坐標(biāo)x與縱坐標(biāo)y，并且擋板需要不斷追隨鼠標(biāo)的橫坐標(biāo)，這需要用到循環(huán)（如圖2）。

功能二：圓球的反彈與落地。

當(dāng)圓球碰到擋板時(shí)需要反彈出去，也就是圓球的運(yùn)動(dòng)方向需要改變，圓球以一個(gè)角度沖向擋板，碰到擋板后圓球需要以180度減去上次的角度的方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)圓球碰到地面則終止游戲，宣告失敗。在問題的分析與解決中學(xué)生體會(huì)了分支結(jié)構(gòu)也就是選擇結(jié)構(gòu)的流程，當(dāng)然，在整個(gè)過程中游戲需要往復(fù)循環(huán)地進(jìn)行判斷，程序模塊拼接如圖3所示。

基本功能完成后，我們鼓勵(lì)學(xué)生思考，為自己的彈球游戲添加創(chuàng)意功能，有些學(xué)生繪制了漂亮的游戲場景，有些學(xué)生添加了磚塊增加游戲難度，有些學(xué)生添加圓球的數(shù)目……

2.初中VB教學(xué)典型案例：幸運(yùn)抽獎(jiǎng)

初中學(xué)生要制作一些具有一定功能和一定應(yīng)用價(jià)值的小程序，考慮到很多教師上課時(shí)會(huì)使用點(diǎn)名器隨機(jī)點(diǎn)名回答問題，聯(lián)歡會(huì)、班會(huì)會(huì)使用隨機(jī)抽獎(jiǎng)、參加活動(dòng)，于是我們帶著學(xué)生設(shè)計(jì)并制作了幸運(yùn)抽獎(jiǎng)小程序（如圖4）。

學(xué)生需要掌握在VB中生成隨機(jī)數(shù)的方法，RND可以生成[0，1）區(qū)間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，為了能夠生成一個(gè)隨機(jī)學(xué)號(hào)，也就是一個(gè)隨機(jī)整數(shù)，需要對(duì)RND進(jìn)行處理，使用截尾取整函數(shù)Fix（RND*b+a）獲得一個(gè)[a，b]區(qū)間的任意整數(shù)。在分析程序功能、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備知識(shí)之后就開始編寫程序了。

（1）界面設(shè)計(jì)。

窗體上需添加一個(gè)圖相框用于顯示照片，一個(gè)標(biāo)簽用于顯示學(xué)號(hào)，一個(gè)命令按鈕用于操控程序。

（2）代碼編寫。

本程序需要在命令按鈕的鼠標(biāo)單擊事件中編寫代碼（如下頁圖5），實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)并顯示響應(yīng)學(xué)號(hào)數(shù)字和照片的功能。

完成基本功能之后鼓勵(lì)學(xué)生完善程序，添加創(chuàng)意功能，有些學(xué)生利用前面學(xué)習(xí)過的計(jì)時(shí)器控件每隔一段時(shí)間重復(fù)做某事的功能，增加了滾動(dòng)顯示全班學(xué)生照片的效果。

3.高中Python教學(xué)典型案例：五子棋

北京景山學(xué)校高中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力在全區(qū)處于中等偏上水平，在完成國家要求的必修內(nèi)容以外，我們設(shè)計(jì)了補(bǔ)充課程。例如，在Python程序設(shè)計(jì)的部分我設(shè)計(jì)增加了用Python編寫鼠標(biāo)、鍵盤控制小游戲的內(nèi)容，本節(jié)課通過學(xué)習(xí)創(chuàng)建畫布窗口、繪制線條、填充顏色、識(shí)別鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件，從而制作五子棋程序，具體步驟如下：

①創(chuàng)建窗口。②繪制圓形。要想能夠在棋盤上下棋，需要掌握繪制圓形的方法。③鼠標(biāo)識(shí)別。當(dāng)鼠標(biāo)單擊時(shí)，在鼠標(biāo)位置繪制圓形，程序需要能夠識(shí)別鼠標(biāo)單擊事件。④輪流下黑、白棋。⑤繪制棋盤。棋盤繪制的方法比較簡單，只需有規(guī)律地繪制水平和豎直方向的線即可。

本節(jié)課程序代碼如圖6所示。

通過本案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠在Python中繪制線條、圓形等基本圖形，能夠識(shí)別鼠標(biāo)事件，學(xué)生興致勃勃地在自己繪制的棋盤上下棋。最后我啟發(fā)學(xué)生編寫人與電腦下棋的程序，這需要給電腦寫出下棋策略，給予計(jì)算機(jī)一定的智能，為學(xué)生課后拓展提供了思路和方向。

信息技術(shù)學(xué)科的核心育人價(jià)值在于通過培養(yǎng)創(chuàng)新能力來讓下一代人創(chuàng)造未來的世界，課程與教材改革是教學(xué)改革工作的重要內(nèi)容，為了能夠培養(yǎng)適應(yīng)未來社會(huì)的人才，教研組在完成好國家要求的基本課程之外，從小學(xué)、初中、高中一體化培養(yǎng)人才的角度，結(jié)合創(chuàng)客教育的思想精髓，建設(shè)了一系列景山學(xué)校校本程序教學(xué)創(chuàng)新課程。