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        面向計算思維培養(yǎng)的少兒編程項目學習與案例設(shè)計研究

        2021-05-30 10:48:04劉偉蘭
        中國信息技術(shù)教育 2021年26期
        關(guān)鍵詞:項目學習計算思維

        劉偉蘭

        摘要:在實施教育信息化2.0的時代,小學信息技術(shù)課程內(nèi)容也做了相應(yīng)的更改,以適應(yīng)學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)尤其是計算思維培養(yǎng)的需要?!吨行W信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》指出:中小學生應(yīng)了解程序設(shè)計的基本思想,有效培養(yǎng)邏輯思維能力。因此,推動少兒編程與計算思維培養(yǎng)尤為重要?;诖?,本文以粵教版小學信息技術(shù)第三冊上第7課《綜合活動一:小火龍大冒險》為例,對面向計算思維培養(yǎng)的少兒編程項目學習與案例設(shè)計進行探究。

        關(guān)鍵詞:計算思維;少兒編程;項目學習

        中圖分類號:G434 ?文獻標識碼:A ?論文編號:1674-2117(2021)S2-0029-03

        前言

        國務(wù)院頒發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出,在中小學設(shè)置人工智能相關(guān)課程,推廣編程教育。2020年,教育部發(fā)布《關(guān)于組織開展未來學校創(chuàng)新發(fā)展課題——編程課程體系與教學模式研究的通知》,通知指出,將有計劃推進編程教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的普及與開展,提升中小學在編程教育領(lǐng)域的研究與實踐水平。筆者所在小學信息技術(shù)課程已開設(shè)的圖形化編程有SCRATCH、源碼編輯器。學生經(jīng)過系統(tǒng)學習,能夠完成制作一款簡單的游戲、一幅精彩的動畫、一個生動有趣的故事等。在學完編程課程后,學生的邏輯思維和小組合作意識增強,學生綜合素養(yǎng)得到提高。

        計算思維的定義及特征

        1.計算思維的定義

        周以真教授認為計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。又有學者認為計算思維是一個問題解決的過程。在小學信息技術(shù)教學中,加強對學生計算思維培養(yǎng),能夠激發(fā)學生的學習積極性,發(fā)揮小組團體合作的作用,有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

        2.計算思維的特征

        計算思維的主要特征有:①實現(xiàn)積極分析問題和解決問題;②主動抽象問題、分解問題;③使用構(gòu)造解決問題的模型和算法;④善用迭代和優(yōu)化;⑤最后形成高效解決同類問題的范式。

        少兒編程的特點

        少兒編程屬于一種可視化的圖形編程,它的目的是培養(yǎng)小學生對編程的認識,提升學生的編程能力,能夠激發(fā)學生的學習興趣。

        少兒編程具有以下特點:

        (1)算法簡單化。讓學生通過有趣的圖形化編程模塊學習復(fù)雜的程序語言與邏輯,讓編程簡單得像搭積木。學生通過拖拽、拼接指令積木塊賦予角色命令,從而設(shè)計出有趣的游戲、故事、動畫等作品。

        (2)內(nèi)涵豐富。在編程時,要考慮積木的邏輯、參數(shù)的設(shè)定等設(shè)計問題;在選角色、場景時,要考慮是否美觀;在設(shè)置角色的動作時,要考慮坐標和角度等數(shù)學問題。

        (3)具有可控化。學生編寫的程序,大部分是自動運行的,如果適當增加控制程序的模塊,可提高學生的參與感、體驗感。

        (4)具有開放的環(huán)境。做好的作品可以通過訪問少兒編程網(wǎng)站上傳并與他人分享,也可登錄知名的兒少編程網(wǎng)站進行編程學習。通過開放的網(wǎng)絡(luò)空間,培養(yǎng)學生自主探究的能力,加強學生的溝通和交流。

        項目學習定義及特征

        1.項目學習定義

        項目學習強調(diào)的是以問題解決為中心、多種學習途徑相整合,實現(xiàn)向“學習者為中心”和“能力中心型”教育的轉(zhuǎn)變。在小學信息技術(shù)教材中,每節(jié)課程也是按照項目學習的教學模式來編排的,簡單的來說,項目學習是以任務(wù)為主線的教學模式。

        2.項目學習的主要特征

        ①創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實的問題情境;②布置一定數(shù)量的學習任務(wù);③強調(diào)學習活動中的合作;④關(guān)注多學科交叉的知識;⑤最終完成一個或多個作品;⑥課堂評價多樣化。

        面向計算思維培養(yǎng)的少兒編程項目學習與案例設(shè)計

        下面筆者根據(jù)計算思維項目學習的定義及特征,以粵教版小學信息技術(shù)第三冊上第7課《綜合活動一:小火龍大冒險》為例,對面向計算思維培養(yǎng)的少兒編程項目學習與案例設(shè)計進行闡述。

        1.教學目標

        知識與技能目標:了解游戲設(shè)計的六個組成要素;學會使用“碰到角色”和“碰到顏色”兩個積木;能夠以玩家視角優(yōu)化游戲程序;學會根據(jù)游戲設(shè)計六要素分析程序、編寫程序。

        過程與方法目標:通過欣賞“小火龍大冒險”游戲,了解游戲設(shè)計的六個要素;運用思維導(dǎo)圖分析“小火龍大冒險”,提高邏輯思維能力;通過搭建“小火龍”腳本,學會“碰到角色”和“碰到顏色”條件的合理使用;能夠優(yōu)化游戲程序。

        情感、態(tài)度與價值觀目標:通過制作“小火龍大冒險”游戲,體會少兒編程的樂趣;引導(dǎo)學生正確對待網(wǎng)絡(luò)游戲。

        2.教學內(nèi)容

        制作一個用鍵盤光標鍵控制的“小火龍大冒險”游戲。

        3.教學重難點

        教學重點:了解游戲六要素,分析角色需求,理順腳本設(shè)計思路;學會設(shè)置碰到某種情況做出相應(yīng)響應(yīng)。

        教學難點:學會分析和編寫程序,學會設(shè)置參數(shù)。

        4.教學過程

        (1)創(chuàng)設(shè)問題情境

        ①教師演示“小火龍大冒險”游戲,讓學生思考一個完整的游戲由哪些要素構(gòu)成。學生閱讀書本并回答,師生總結(jié)出游戲的六要素。②師生共同分析“小火龍大冒險”游戲的六要素并通過課件展示。

        (2)算法設(shè)計

        根據(jù)“小火龍大冒險”的六要素,各小組進行算法設(shè)計。學生可以共同討論和閱讀書本,嘗試書寫腳本程序。教師課件演示已學過的積木。

        (3)實踐操作

        ①布置任務(wù)一:設(shè)置場景角色、行動。

        要求:添加靜態(tài)場景和動態(tài)場景,并完成動態(tài)場景的設(shè)置——讓第一個螺旋電柱逆時針旋轉(zhuǎn),讓第二個螺旋電柱順時針旋轉(zhuǎn)。

        教師巡視并作個別輔導(dǎo),記錄各小組的完成情況。學生匯報演示,教師小結(jié)搭建兩個螺旋電柱的技巧,強調(diào)調(diào)整合適的旋轉(zhuǎn)角度。師生通過課件演示編寫的腳本。教師課件演示已學過的積木。在游戲場景設(shè)置好后,能不能用鍵盤來控制“小火龍”移動呢?

        ②布置任務(wù)二:添加小火龍角色,用鍵盤“↑”“→”鍵控制小火龍向上、向右移動。

        要求:從素材庫添加小火龍角色,編寫程序控制小火龍移動。

        教師巡視并進行個別輔導(dǎo),記錄各小組的完成情況。學生代表演示用鍵盤“↑”“↓”“←”“→”鍵控制小火龍向上、向下、向左、向右移動?,F(xiàn)在能用鍵盤控制小火龍移動了,而游戲的規(guī)則是小火龍在移動的過程中要避開電線和螺旋電柱,到達終點才能獲得勝利。師生課件演示設(shè)置角色碰到某種情況作出相應(yīng)響應(yīng),學習使用“碰到角色”和“碰到顏色”兩個積木。

        ③布置任務(wù)三:添加“終點”角色,繼續(xù)搭建小火龍碰到電線、螺旋電柱、終點三種情況的響應(yīng)。各小組合作完成,教師巡視進行個別輔導(dǎo)。學生匯報演示。

        ④布置任務(wù)四:添加“成功”角色,把角色隱藏起來。搭建“成功”程序,實現(xiàn)小火龍碰到終點一瞬間勝利的音樂響起,“成功”角色出現(xiàn)在舞臺中央。教師巡視并進行個別輔導(dǎo),記錄各小組的完成情況。學生匯報演示。

        (4)成果交流

        經(jīng)過師生的共同努力,各小組完成了四個學習任務(wù),完成了一個游戲的制作?,F(xiàn)在請各小組長評選本組最佳作品并將作品發(fā)送到教師機。教師用網(wǎng)絡(luò)教室向全體同學展示各小組作品,請大家投票評選六份優(yōu)秀作品。在全體同學的見證下最后請學生代表匯報優(yōu)秀的作品好在哪里,還有哪些需要改進的地方。師生共同評析作品,對優(yōu)秀作品給予獎勵,學生對照作品繼續(xù)完善自己的作品,學生可以嘗試修改參數(shù),讓游戲更具挑戰(zhàn)性,實現(xiàn)優(yōu)化程序。

        (5)活動評價

        通過一節(jié)課的緊張學習和探究,請每位學生根據(jù)自己的學習情況填寫書本的“小盤點”,學生請一名同學給“小盤點”寫上評價意見,接著讓學生代表談?wù)勛约旱氖斋@。師生共同回顧本節(jié)學習內(nèi)容,鞏固一個完整的游戲包含六大要素,提醒不能沉迷網(wǎng)絡(luò)游戲,培養(yǎng)學生從小樹立遠大的目標。

        結(jié)束語

        總之,在小學信息技術(shù)課堂實施項目學習有助于讓更多的學生參與體驗學習,學生通過創(chuàng)設(shè)問題情境設(shè)計學習方案,完成各個任務(wù)。學生可用小組合作等方式探究本節(jié)學習內(nèi)容,能夠完成一個或多個作品,在成果展示交流中學會欣賞、溝通、合作,促進全面發(fā)展。

        參考文獻:

        [1]何克抗,林君芬,張文蘭.教學系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2016,3.

        [2]王麗君.Scratch2.0動畫游戲與創(chuàng)意設(shè)計教程[M].北京:清華大學出版社,2016.

        [3]王翌龍.項目式教學模式下的小學信息技術(shù)深度學習探究[J].學科教學,2021(05).

        [4]編程貓教研團隊.編程貓:孩子們寫的編程入門書[M].北京:電子工業(yè)出版社,2018,6.

        [5]寧可為.編程貓之創(chuàng)意編程啟蒙[M].北京:電子工業(yè)出版社,2019,5.

        [6]茍睿,王偉,楊鑫.面向創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的少兒編程項目學習與案例設(shè)計研究[J].中小學電教,2021(Z1):81-84.

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