摘? 要：層層遞進(jìn)式“按圖索塊”的教學(xué)模式是指在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生按照程序功能的不同層次規(guī)劃不同等級(jí)的程序流程圖，“按圖索塊”進(jìn)行積木拼搭，層層遞進(jìn)，直至完善程序流程圖，進(jìn)而完成程序的整個(gè)設(shè)計(jì)，最后對(duì)整個(gè)流程圖進(jìn)行回顧，整體把握教學(xué)內(nèi)容的過程。這種教學(xué)模式先細(xì)節(jié)后全貌、先局部后整體、先體會(huì)成功的快感再回顧成功的過程，符合技工教育的認(rèn)知規(guī)律，因而能達(dá)到較好的教學(xué)效果，很好的培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)思維。

關(guān)鍵詞：層層遞進(jìn)式;“按圖索塊”教學(xué)模式;APP Inventor;技工教育

中圖分類號(hào)：TP311;G434? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）05-0132-04

The Application of the Teaching Mode of “According to the Diagram Search Block” Step by Step

——Take APP Inventor Classroom Teaching as an Example

WU Pu

（Guangzhou Technician College，Guangzhou? 510410，China）

Abstract：Step by step “according to the diagram search block” teaching mode is to guide students to plan different levels of program flow chart according to different levels of program function in classroom teaching，“according to the diagram search block” to build building blocks，step by step，until the program flow chart is improved，and then complete the whole design of the program，and finally review the whole flow chart，overall grasp the process of teaching content. This kind of teaching mode starts with the details and then the whole picture，the parts and then the whole，the pleasure of success and then the process of success，in line with the cognitive law of technician education，so it can achieve better teaching effect and cultivate studentsprogramming thinking.

Keywords：step by step;teaching mode of “according to the diagram search block”;APP Inventor;technician education

0? 引? 言

隨著國家逐漸重視人工智能化的應(yīng)用和開發(fā)，職業(yè)類教育也逐漸重視起人工智能化教學(xué)，廣州市近兩年也持續(xù)舉辦了人工智能化的師資培訓(xùn)班，旨在推廣人工智能化教學(xué)在職業(yè)教育領(lǐng)域的落地生根，發(fā)展茁壯。對(duì)于缺乏編程基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)思維的技工院校學(xué)生來說，Android積木式編程開發(fā)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，該方法避開了難以識(shí)記的英文標(biāo)識(shí)和函數(shù)，也不必遵循復(fù)雜的語法規(guī)則，需要的就是將定義好的積木塊一個(gè)個(gè)拼起來，拼積木的過程也是學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)思維的過程。在APP Inventor課堂教學(xué)中采用層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式，不僅可以鍛煉學(xué)生規(guī)劃程序功能的能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的編程思維，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)思維。

1? APP Inventor——Android積木式編程開發(fā)

“Android積木式編程開發(fā)”作為技工院校學(xué)生選修的一門課，是技工教育人工智能化教學(xué)的主陣地，它采用APP Inventor作為開發(fā)工具。APP Inventor是Google開發(fā)的一款可視化且具有拖拽操作特點(diǎn)的編程工具，它采用基于Web的圖形化設(shè)計(jì)界面開發(fā)安卓平臺(tái)上的移動(dòng)應(yīng)用[1]。開發(fā)者可以使用Google瀏覽器登錄服務(wù)器，在類似于所見即所得似的環(huán)境中設(shè)計(jì)應(yīng)用界面，然后像拼積木一樣，將不同的“積木塊”按照程序設(shè)計(jì)的邏輯來進(jìn)行拼接，完成程序的控制。在APP Inventor中，組件和代碼被分門別類地放在不同的“抽屜”中，觸手可及，只需要找到這些塊并把它們拖到程序中來實(shí)現(xiàn)用戶預(yù)想的功能即可，不需要記住那些指令或者參閱參考手冊(cè)，這使得APP Inventor十分易于入門[2]，也正是該應(yīng)用適用于技工教育編程課程的優(yōu)勢(shì)所在。

2? 層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式

大多數(shù)的技工教育學(xué)生邏輯思維能力相對(duì)較弱，主要表現(xiàn)在做事次序性差、時(shí)間管理混亂等方面[3]。而程序設(shè)計(jì)則正是培養(yǎng)邏輯思維能力很好的載體，通過層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式在APP Inventor課堂教學(xué)中的應(yīng)用，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

所謂層層遞進(jìn)就是將程序按照邏輯關(guān)系或難易程度劃分為不同的層次，每一個(gè)層次規(guī)劃成一個(gè)相對(duì)完整的功能流程圖，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成不同程度的流程圖[4];所謂“按圖索塊”就是引導(dǎo)學(xué)生按照規(guī)劃好的流程圖拼接相應(yīng)的積木塊。學(xué)生規(guī)劃流程圖的過程就是邏輯思維逐漸形成的過程，但是此時(shí)“只見樹木不見森林”，讓學(xué)生從易處、細(xì)處下手，先完成一個(gè)小目標(biāo)，刺激一下多巴胺的分泌，有個(gè)小小的成就感，以利于后面教學(xué)的進(jìn)行;最后功能完成后讓學(xué)生回看自己整個(gè)流程圖的完成歷程，比較分析，從整體上審視完整流程圖，形成整體觀、大局觀。從細(xì)處到整體培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

3? 教學(xué)過程——以“看漫畫”項(xiàng)目為例

3.1? 看漫畫項(xiàng)目說明

本項(xiàng)目將導(dǎo)入6張素材圖片，創(chuàng)建“下一頁”和“上一頁”兩個(gè)按鈕，工作面板布局為垂直布局方式，運(yùn)用如圖1所示的按鈕、標(biāo)簽、圖片，如圖2所示的布局組件設(shè)計(jì)顯示的界面。在這個(gè)應(yīng)用中，邏輯設(shè)計(jì)為當(dāng)用戶單擊“下一頁”按鈕時(shí)，計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器變量）不為6時(shí)，從前往后翻頁，實(shí)現(xiàn)通過單擊按鈕切換圖片;當(dāng)計(jì)數(shù)器等于6時(shí)，隱藏“下一頁”按鈕并在標(biāo)簽上顯示“已是最后一張”的提示;同理，用戶單擊“上一頁”按鈕時(shí)，計(jì)數(shù)器不為1時(shí)，從后往前翻頁，當(dāng)計(jì)數(shù)器等于1時(shí)，隱藏“上一頁”按鈕并在標(biāo)簽上顯示“已是第一張”的提示，界面設(shè)計(jì)效果如圖3所示[5]。

3.2? 按照功能邏輯或者難易進(jìn)行層次規(guī)劃和“按圖索塊”

3.2.1? 翻頁功能

這個(gè)層次，實(shí)現(xiàn)向上翻頁和向下翻頁，隨著鼠標(biāo)點(diǎn)擊“上一頁”和“下一頁”按鈕，圖片隨之改變，使學(xué)生有個(gè)直觀的體驗(yàn)，獲得小小的成就感。因?yàn)橐刂茍D片翻頁，所以首先要聲明一個(gè)全局變量用來控制圖片序號(hào)，然后通過“上一頁”和“下一頁”按鈕的點(diǎn)擊事件控制序號(hào)的減、增，最后通過重新賦值圖片組件的“圖片”屬性值來實(shí)現(xiàn)向上、向下翻頁，經(jīng)過流程圖的繪制，初步形成設(shè)計(jì)思維，流程圖如圖4實(shí)線部分所示。

首先學(xué)生明確程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)是通過“組件（變量）—屬性—值”的更改來實(shí)現(xiàn)控制，流程圖制作完成后，讓學(xué)生根據(jù)流程圖找出對(duì)應(yīng)的“組件（變量）—屬性”，通過按鈕或者其他觸發(fā)事件重新給予賦值，從而實(shí)現(xiàn)程序的控制[4]。APP Inventor內(nèi)置積木塊的類別是以不同顏色區(qū)分的，比如“控制”類塊是黃棕色，“邏輯”類塊是綠色，“數(shù)學(xué)”類塊是藍(lán)色，“變量”類塊是橙色等，即前文所述組件和代碼被分門別類地放在不同的“抽屜”中，而且如果選擇的積木塊不對(duì)，其相應(yīng)的缺口不能拼接成功，能避免很多錯(cuò)誤。通過“按圖索塊”，找到的積木塊如圖四虛線箭頭所示。

3.2.2? 控制的按鈕隱藏和顯示

這個(gè)層次，根據(jù)圖片序號(hào)的變化，控制按鈕的顯示和隱藏，從而控制程序在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)空白圖片的情況，解決bug。隨著流程圖的完善，邏輯思維從而得到完善和鍛煉，流程圖的制作就是梳理思維的過程，流程圖制作完成，思維也梳理清晰，學(xué)生在這個(gè)過程中也得到了鍛煉和提升，流程圖如圖5實(shí)線部分所示。

“按圖索塊”過程中，由于要檢測(cè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)，所以要從“控制”塊中找到“如果—?jiǎng)t”積木塊，上一頁按鈕檢測(cè)計(jì)數(shù)器是否達(dá)到1，如果是則將“上一頁”按鈕隱藏，即將其“允許顯示”屬性設(shè)為“假”，并將標(biāo)題設(shè)為“已是第一張”，否則將兩個(gè)按鈕的“允許顯示”屬性都設(shè)為“真”，同時(shí)將標(biāo)題恢復(fù)為“父與子”;相反下一頁按鈕檢測(cè)計(jì)數(shù)器是否達(dá)到6，如果是則將“下一頁”按鈕隱藏，將其“允許顯示”屬性設(shè)為“假”，并將標(biāo)題設(shè)為“已是最后一張”，否則將兩個(gè)按鈕的“允許顯示”屬性都設(shè)為“真”，同時(shí)將標(biāo)題恢復(fù)為“父與子”，通過“按圖索塊”，找到的積木塊如圖5虛線箭頭所示。

3.2.3? 完善初始狀態(tài)

第三個(gè)層次，考慮事情要全面，初始狀態(tài)下“上一頁”按鈕是不能點(diǎn)的，所以要隱藏，提醒同學(xué)們注意，細(xì)節(jié)決定成敗。這一步控制可以在界面設(shè)計(jì)時(shí)解決（將“上一頁”的“運(yùn)行顯示”屬性復(fù)選框點(diǎn)掉），也可以在屏幕初始化時(shí)（設(shè)“上一頁”的“允許顯示”為假）解決。

3.3? 回顧并形成整體觀、大局觀

整個(gè)積木塊拼接完成后，引導(dǎo)學(xué)生回顧流程圖規(guī)劃的過程，從細(xì)節(jié)著眼，重點(diǎn)體會(huì)程序的實(shí)現(xiàn)過程;引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注完整流程圖的整體設(shè)計(jì)，從大局著眼，用宏觀視角完善程序框架，培養(yǎng)學(xué)生的整體觀、大局觀，為程序規(guī)劃和邏輯設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

4? 教學(xué)效果分析

從2019學(xué)年第一學(xué)期開設(shè)課程的第一屆開始，一直到2020學(xué)年第二學(xué)期的第四屆，該課程一直都是熱門的選修課，由于該教學(xué)模式是在不斷摸索探究中形成的，前兩屆還在探索中，該教學(xué)模式主要應(yīng)用在后兩屆。通過這兩年連續(xù)的研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在知識(shí)和技能目標(biāo)上有相當(dāng)?shù)乃?，差別在于知識(shí)和技能掌握的持久度上，這點(diǎn)可以通過單元測(cè)驗(yàn)和期末考試成績得出。而在過程和方法目標(biāo)上，應(yīng)用層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式授課的后兩屆班級(jí)，學(xué)生在程序功能規(guī)劃和邏輯設(shè)計(jì)方面都顯著優(yōu)于前兩屆的同學(xué);他們理解了程序設(shè)計(jì)的原則，掌握了設(shè)計(jì)的原理而記憶深刻，邏輯和條理性更勝一籌。在情感態(tài)度和價(jià)值觀上，由于邏輯和條理性更優(yōu)的關(guān)系，后兩屆的學(xué)生學(xué)習(xí)參與度、合作交流和團(tuán)隊(duì)精神勝于前兩屆。條理分析在“按圖索快”中形成，邏輯思維在層層遞進(jìn)中加深，研究證實(shí)，在APP Inventor課堂教學(xué)中應(yīng)用層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式，能有效地促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的形成和發(fā)展。

5? 結(jié)? 論

人工智能化也是社會(huì)信息化發(fā)展的趨勢(shì)之一，技工教育也承擔(dān)著一定的人工智能化教育教學(xué)任務(wù)，APP Inventor是技工教育進(jìn)行人工智能化教育教學(xué)的一個(gè)很好的切入平臺(tái)，該平臺(tái)不僅可以實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)，而且能夠控制硬件，將軟硬件有機(jī)地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)人工智能化的實(shí)體化，從虛擬走向現(xiàn)實(shí)，從理論走向?qū)嵺`，同時(shí)技工教育的學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)，APP Inventor很適合用來進(jìn)行智能化教學(xué)。本研究探索出的層層遞進(jìn)式“按圖索塊”教學(xué)模式是筆者近兩年來課堂授課經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與提煉，希望能對(duì)技工教育人工智能化課堂教學(xué)提供一定的借鑒意義。

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[5] 劉載興，陳宏鏡.Android積木式編程開發(fā)——AppInventor 2.23 離線中文版 [M].北京：高等教育出版社，2015.

作者簡介：吳譜（1979—），女，漢族，河南南陽人，講師，本科，研究方向：信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全與管理。