冉敏

摘要：2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中明確提出要在中小學(xué)階段逐步推廣編程教育。在實(shí)際教學(xué)中，初中階段更多的是學(xué)習(xí)圖形化編程，高中階段的新課標(biāo)中要求學(xué)生熟練應(yīng)用代碼編程，要解決這一矛盾，初中階段勢(shì)必要從圖形化編程過(guò)渡到代碼編程。那么，初中程序設(shè)計(jì)課程怎樣從圖形化編程過(guò)渡到代碼編程呢？針對(duì)這一問(wèn)題，本文從課程目標(biāo)設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、課程評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)三方面進(jìn)行探討，以期設(shè)計(jì)出符合初中學(xué)生情況且可以幫助學(xué)生從圖形化編程到代碼編程順利過(guò)渡的初中程序設(shè)計(jì)課程。

關(guān)鍵詞：從圖形到代碼;初中程序設(shè)計(jì);課程設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2021）S2-0063-03

問(wèn)題提出

2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中明確提出要在中小學(xué)階段逐步推廣編程教育。當(dāng)前在實(shí)際的教學(xué)中，更多的初中學(xué)校選擇了更為簡(jiǎn)單的圖形化編程語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。這是因?yàn)?，在過(guò)去的十年間，以VB為代表的“代碼”編程是初中程序設(shè)計(jì)教學(xué)的主流，然而在實(shí)踐教學(xué)中往往出現(xiàn)了更多的問(wèn)題，從而導(dǎo)致“圖形化”編程出現(xiàn)以后迅速替代VB。利用“圖形化”編程，孩子們不需要寫(xiě)任何代碼，在圖形化界面完成程序設(shè)計(jì)。初中階段常見(jiàn)的“圖形化”編程主要有編程貓、App Inventor、Micro： bit、Kittenblock等，學(xué)生在編寫(xiě)程序時(shí)，只需要拖拽程序拼接即可，就像他們小時(shí)候搭積木一樣。

“代碼”，泛指文本編程，也就是在初中階段經(jīng)常用于教學(xué)的Python、VB、C++等語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，這類語(yǔ)言都是按照一定的語(yǔ)法規(guī)則，由表達(dá)各種意義的運(yùn)算對(duì)象和運(yùn)算方法構(gòu)成。這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，相對(duì)復(fù)雜，學(xué)生需要記住它們的語(yǔ)法規(guī)則，需要手動(dòng)敲入一行行程序，一旦輸錯(cuò)了字母或者標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，程序就會(huì)出問(wèn)題。Python是一種解釋型的腳本語(yǔ)言，可以應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域，自2004年起Python的使用率呈線性增長(zhǎng)，尤其在近兩年，高中必修中開(kāi)始用Python作為教學(xué)語(yǔ)言，以Python為代表的“代碼”編程在初中階段的程序設(shè)計(jì)教學(xué)中則剛剛開(kāi)始，相信隨著人工智能的發(fā)展和高中Python教學(xué)實(shí)踐的深入開(kāi)展，在初中階段Python教學(xué)也會(huì)慢慢成為一種必然。

因此，在現(xiàn)階段，如何從圖形化編程順利過(guò)渡到代碼編程，怎樣的從圖形到代碼的課程設(shè)計(jì)是最符合學(xué)生的能力現(xiàn)狀和實(shí)際需求的，成為本研究的內(nèi)容。

課程設(shè)計(jì)

從圖形到代碼的初中程序設(shè)計(jì)課程，以初二學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，以信息技術(shù)課為載體，以三維立體發(fā)展式目標(biāo)（如下頁(yè)圖1所示）為導(dǎo)引，體系化構(gòu)建三類課程內(nèi)容，打造適合現(xiàn)階段教學(xué)實(shí)際的、符合學(xué)生需求的初中程序設(shè)計(jì)課程。

1.課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

為發(fā)展學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力，促進(jìn)教師能力發(fā)展并帶動(dòng)學(xué)校課程建設(shè)，本研究建立了三維立體發(fā)展式課程目標(biāo)，讓學(xué)生、教師、課程三者互相影響。三維分別代表學(xué)生發(fā)展、教師發(fā)展和課程發(fā)展，在圖1中分別用x軸、y軸、z軸表示，三者相互促進(jìn)，良性發(fā)展。

課程教學(xué)的核心目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生能力，具體目標(biāo)包括：

（1）通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，掌握程序設(shè)計(jì)的三大結(jié)構(gòu)，掌握基本的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，能夠認(rèn)識(shí)并編寫(xiě)簡(jiǎn)單的小程序。

（2）根據(jù)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題選擇對(duì)應(yīng)的算法，且能夠?qū)⑺惴ㄟM(jìn)行程序化表達(dá)。

（3）通過(guò)課程學(xué)習(xí)，順利地從圖形化編程過(guò)渡到代碼編程，不會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，且能保持一定的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)高中課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）培養(yǎng)核心素養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)計(jì)算思維能力，初步具備抽象、自動(dòng)化（歸納、分析、建模）、算法意識(shí)（算法設(shè)計(jì)、編碼）的總體能力。

此外，還設(shè)定了教師發(fā)展和課程發(fā)展兩大目標(biāo)：一是教師通過(guò)實(shí)踐，具備獨(dú)立開(kāi)設(shè)從“圖形”到“代碼”的初中程序設(shè)計(jì)課程的能力，并能將課程開(kāi)設(shè)成優(yōu)質(zhì)課程;二是通過(guò)課程的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、實(shí)施等過(guò)程，填補(bǔ)從“圖形”到“代碼”的程序設(shè)計(jì)課程的空白，編寫(xiě)校本教材。

2.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容包括以圖形化編程為主的鋪墊課程、從圖形編程向代碼編程過(guò)渡的課程和以代碼編程為主的代碼課程三類。

（1）鋪墊課程

這部分課程共設(shè)計(jì)了5個(gè)小項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目涉及的知識(shí)點(diǎn)和作用如表1所示。

由于學(xué)生的水平參差不齊，有的學(xué)生已經(jīng)較好地掌握了圖形化編程，有的學(xué)生卻完全沒(méi)有接觸過(guò)圖形化編程，所以設(shè)計(jì)了一系列鋪墊課程，設(shè)計(jì)鋪墊課程的主要目的是盡量拉平學(xué)生水平，通過(guò)鋪墊課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能基本了解程序設(shè)計(jì)的三大結(jié)構(gòu)，具備初步的編程思想。

（2）過(guò)渡課程

過(guò)渡課程，只設(shè)計(jì)了一節(jié)課，課題就是從圖形到代碼。這節(jié)課一共設(shè)計(jì)了6個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有它的目的和作用，如下頁(yè)圖2所示。

過(guò)渡課程在設(shè)計(jì)過(guò)程中，始終遵循了一個(gè)原則，就是讓學(xué)生比較代碼、讀懂代碼、改寫(xiě)數(shù)據(jù)、仿寫(xiě)代碼，學(xué)生在這樣逐漸加深難度的過(guò)程中，不知不覺(jué)地完成過(guò)渡。

（3）代碼課程

代碼課程主要是Python課程，一共設(shè)計(jì)了4個(gè)項(xiàng)目，大概需要8個(gè)課時(shí)。每個(gè)項(xiàng)目同樣有不同的知識(shí)點(diǎn)和不同的目的。具體項(xiàng)目如表2所示。

3.課程評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

課程評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)既要關(guān)注過(guò)程又要關(guān)注結(jié)果，力求將學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)融合，實(shí)現(xiàn)以評(píng)價(jià)促學(xué)習(xí)。

（1）過(guò)程性評(píng)價(jià)

過(guò)程性評(píng)價(jià)，旨在搜集學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的具體材料，全面了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的整體表現(xiàn)。過(guò)程性評(píng)價(jià)主要是基于學(xué)生在課上完成的編程作品、課堂筆記、回答問(wèn)題情況、課堂教學(xué)中生成的問(wèn)題等方面來(lái)開(kāi)展。

（2）終結(jié)性評(píng)價(jià)

程序設(shè)計(jì)課程與其他學(xué)科不同，具有開(kāi)放、靈活、創(chuàng)新等特點(diǎn)，課程的終結(jié)性評(píng)價(jià)不僅要關(guān)注學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)相關(guān)概念、知識(shí)和基本技能的學(xué)習(xí)情況，還要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的計(jì)算思維能力，包括抽象、自動(dòng)化（歸納、分析、建模）、算法意識(shí)（算法設(shè)計(jì)、編碼）的總體能力。在整個(gè)程序設(shè)計(jì)課程結(jié)束的時(shí)候，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行了兩個(gè)測(cè)試，一個(gè)是知識(shí)測(cè)試，主要考查學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)基本概念、基本結(jié)構(gòu)、基本語(yǔ)句的掌握情況，一個(gè)是計(jì)算思維能力測(cè)試，主要考查學(xué)生計(jì)算思維能力水平，結(jié)合兩個(gè)方面的測(cè)試結(jié)果，最終給出評(píng)價(jià)意見(jiàn)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本研究設(shè)計(jì)了從“圖形”到“代碼”的初中程序設(shè)計(jì)課程的三類課程，旨在幫助學(xué)生能夠平穩(wěn)地從圖形化編程過(guò)渡到代碼編程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，提升學(xué)生的抽象、自動(dòng)化（歸納、分析、建模）、算法意識(shí)（算法設(shè)計(jì)、編碼）的總體能力。

比較遺憾的是，在設(shè)計(jì)的三類課程中，鋪墊課程、過(guò)渡課程都全部完成了教學(xué)實(shí)踐，代碼課程剛完成了前兩個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)踐，還無(wú)法完整地對(duì)整個(gè)課程內(nèi)容體系進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估，這也是后續(xù)研究的重點(diǎn)和方向。

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