彭偉青

如何在四十分鐘的信息技術(shù)課堂中落實(shí)信息技術(shù)核心素養(yǎng)（信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)、信息責(zé)任）的培養(yǎng)，滲透STEAM教育理念？筆者所參與的中山市級課題研究“基于STEAM教育理念的小學(xué)可視化編程教學(xué)案例研究”對此進(jìn)行了長達(dá)一個(gè)學(xué)期的一線課堂教學(xué)研究。筆者通過認(rèn)真反思小學(xué)可視化編程課堂教學(xué)的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)，談?wù)劵赟TEAM教育理念的可視化編程教育的幾點(diǎn)新思考。

一、興趣敲門，點(diǎn)燃學(xué)生的編程熱情

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”如果學(xué)生對編程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣和期待，就會充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，不自覺地形成渴求學(xué)習(xí)新知識、新技能的強(qiáng)烈內(nèi)在需要。從當(dāng)前小學(xué)可視化編程課堂教學(xué)現(xiàn)狀來看，圖形化編程“所見即所得”及積木式的搭建方法固然有利于以具象思維為主的兒童上手學(xué)習(xí)，但是要讓STEAM教育理念真正融入到學(xué)生知識體系中，落實(shí)信息技術(shù)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還是需要從學(xué)生生活體驗(yàn)的興奮點(diǎn)、學(xué)習(xí)經(jīng)歷的生長點(diǎn)、心理特質(zhì)的突破點(diǎn)入手。如，玩風(fēng)車幾乎是每個(gè)學(xué)生的童年趣事，為此筆者在執(zhí)教《風(fēng)車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)》一課時(shí)，安排學(xué)生手持風(fēng)車玩進(jìn)課堂，喚醒學(xué)生對風(fēng)車喜愛的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析風(fēng)車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再播放風(fēng)力發(fā)電的宣傳片，增進(jìn)學(xué)生對于國家西部建設(shè)的了解。最后出示情景圖，“今天我們就一起用Mind+繪制出風(fēng)車，為西部開發(fā)貢獻(xiàn)自己的力量?！庇纱思ぐl(fā)學(xué)生的創(chuàng)作欲望。再如，執(zhí)教《夢游太空》一課時(shí)，筆者充分利用學(xué)生喜歡新奇事物的心理，巧用我國航天事業(yè)的發(fā)展——“神州十二號”“神州十三號”載人飛船，通過演繹飛船發(fā)射——出艙行走——曙光對話等活動(dòng)，始終保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將鮮活的認(rèn)知、豐富的情感注入到枯燥的編程學(xué)習(xí)中，使學(xué)生主動(dòng)將思維從對情境問題的關(guān)注上轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的模塊指令的學(xué)習(xí)上來，并通過教學(xué)和總結(jié)激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和強(qiáng)國有我的信念。

二、支架導(dǎo)學(xué)，打開學(xué)生的編程思路

維果茨基倡導(dǎo)的構(gòu)建主義認(rèn)為，要重視學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的積累，創(chuàng)建合適的支架幫助學(xué)生從“實(shí)際發(fā)展水平”穿越到“潛在發(fā)展水平”。教師透過支架引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題，活化各學(xué)科的知識。學(xué)生借助支架去搜索、篩選、分析、整理信息、進(jìn)行思維上的交互并制訂初步作品方案。此外，可視化編程軟件中一些較為復(fù)雜的指令模塊，如控制、偵測、運(yùn)算符、變量等的學(xué)習(xí)需要教師點(diǎn)撥，提供合適的學(xué)習(xí)支架，諸如語義解釋、條件判斷、算法分析等。這樣，學(xué)生才能更好地理解指令作用，掌握使用方法。

學(xué)習(xí)支架有多種分類，小學(xué)階段學(xué)生的思維大部分處于具體運(yùn)算階段，少部分進(jìn)入形式運(yùn)算階段，學(xué)習(xí)認(rèn)知事物較多依賴外部刺激。因此，筆者認(rèn)為，在小學(xué)可視化編程課堂中，支架可以分為以下三類：情境支架、思維支架、指導(dǎo)—協(xié)作支架。1.情境支架，即通過真實(shí)問題或者動(dòng)畫、故事、劇本表演、范例等提供一個(gè)真實(shí)的、積極的探究環(huán)境抑或創(chuàng)設(shè)一個(gè)盡可能還原生活面貌，貼近學(xué)生心理認(rèn)知的氛圍。在一般可視化編程教學(xué)中，教師常以范例作為學(xué)生模仿學(xué)習(xí)的引子。將一個(gè)生動(dòng)有趣的范例作為點(diǎn)明教學(xué)內(nèi)容的支架，能夠起到幫助學(xué)生厘清作品功能及相關(guān)元素的重要作用，此外也指引學(xué)生學(xué)會思考本作品中涉及到的STEAM教育內(nèi)容——“已學(xué)過的指令能不能解決這個(gè)問題？”“還需要用到哪些科目的知識？”“這些科目的知識用在這個(gè)作品的什么功能上？”等。如，筆者在教《風(fēng)車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)》時(shí)，通過演示范例并出示：背景、角色、動(dòng)作這三個(gè)關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去系統(tǒng)分析作品，從而明白需要解決的問題。2.思維支架，即提供思維導(dǎo)圖、算法流程圖、時(shí)間線、類比分析表（圖）等梳理作品內(nèi)容、分解教學(xué)難點(diǎn)，明晰問題解決方案，給學(xué)生提供探究的方法和思路。如，在講授正多邊形的繪制時(shí)，先動(dòng)畫演示可視化編程軟件畫筆模塊指令繪制正三角形的過程，讓學(xué)生明白畫筆旋轉(zhuǎn)的角是圖形的外角，旋轉(zhuǎn)的角度是圖形外角度數(shù)。接著出示下表，帶領(lǐng)學(xué)生梳理多邊形邊數(shù)跟旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系。讓學(xué)生在同類分析中，理解并掌握畫筆指令繪制正多邊形的原理，從而為后面復(fù)雜幾何圖形組合的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

表1? 正多邊形邊數(shù)與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系

再如，在講解畫筆模塊“圖章”指令這一個(gè)重點(diǎn)上，筆者提供了有圖章指令和無圖章指令的編程對比效果動(dòng)圖，鮮明的對比效果從直觀上給予學(xué)生感性的認(rèn)識，加深學(xué)生對“圖章”功能的理解。3.指導(dǎo)—協(xié)作支架，即教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，起著講解、組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)察、激勵(lì)的重要作用;同伴作學(xué)生學(xué)習(xí)過程親密的共同體驗(yàn)者、參與者，對學(xué)習(xí)中的共性問題能有較為一致的學(xué)習(xí)感受，彼此互相影響，是學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)中重要的協(xié)作支架。STEAM教育提倡多學(xué)科融合，重視學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展。為此，教師作為學(xué)生活動(dòng)的重要組織者、引導(dǎo)者，要建立好課堂活動(dòng)的秩序，提供明確的行動(dòng)指引。如，依據(jù)學(xué)生的能力水平、個(gè)性的不同，按照組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)進(jìn)行合理分組;建立明確的組員任務(wù)分工表，讓不同特點(diǎn)的學(xué)生承擔(dān)不同的任務(wù)、扮演不同的角色、發(fā)揮不同的作用;提供不同學(xué)習(xí)難度的分層任務(wù)。以《極品飛車》一課為例，在學(xué)生模仿完成了最基本的任務(wù)后，教師適時(shí)提出拓展內(nèi)容——兩個(gè)人的飛車競賽更加精彩。你是否能對原有的飛車模式進(jìn)行升級，使其變成雙人賽車？從舞臺、角色、動(dòng)作這三個(gè)方面組織學(xué)生交流，說一說設(shè)計(jì)思路，并提供不同難易程度的賽車規(guī)則以契合學(xué)生知識能力的差異化發(fā)展。同時(shí)，提供小組成員角色任務(wù)分工表以明確組員任務(wù)與責(zé)任（具體見表2）。在這一環(huán)節(jié)中，視學(xué)生探討交流的情況，教師可以先甄選同伴的優(yōu)秀作品，邀請其上臺分享創(chuàng)作思路，為其他學(xué)生提供創(chuàng)作參考或者提示需要使用的核心指令，以這種窄化指令選擇的形式降低任務(wù)的復(fù)雜性，（下轉(zhuǎn)第17版）（上接第16版）使任務(wù)難度控制在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，提高任務(wù)的適應(yīng)性及完成率。

表2? 可視化編程課堂教學(xué)中小組成員的角色

三、創(chuàng)新活能，引發(fā)編程風(fēng)暴

蘇聯(lián)教育家魯賓斯坦說：“思維通?？偸情_始于疑問或者問題，開始于驚奇或者質(zhì)疑，開始于矛盾?！痹趯W(xué)生創(chuàng)作交流的過程中，教師要注意學(xué)生思維的疑惑點(diǎn)、興奮點(diǎn)，唯有如此，才有可能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。如，在《幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤》一課中，在解決了編程實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)并停下來及編程只中一個(gè)獎(jiǎng)次后，邀請學(xué)生試玩，由此產(chǎn)生質(zhì)疑“生活中只中一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是不現(xiàn)實(shí)的?！薄澳窃趺床拍軐?shí)現(xiàn)隨機(jī)中獎(jiǎng)呢？需要解決哪些問題？請小組內(nèi)討論一下?！庇纱它c(diǎn)爆學(xué)生思維，學(xué)生在交流的過程中，思維已經(jīng)跳出程序和導(dǎo)入情境本身，嘗試發(fā)散性地思考，解決這一問題需要從哪些方面分析并著手處理。同時(shí)，教師拋磚引玉，提供以下問題幫助學(xué)生梳理解決思路。哪一個(gè)模塊指令能實(shí)現(xiàn)“隨機(jī)”？生活中各等獎(jiǎng)次的中獎(jiǎng)可能性大小是怎么樣的？數(shù)學(xué)中一個(gè)盒子里的紅、黃、藍(lán)三種顏色的球的可能性的大小我們是怎么判斷的？……通過明確的問題指引，讓學(xué)生在聯(lián)系生活認(rèn)知與分享見解時(shí)，不知不覺地遷移數(shù)學(xué)知識，逐步理解轉(zhuǎn)盤概率設(shè)計(jì)的算法設(shè)計(jì)，滲透計(jì)算思維。在學(xué)生基本實(shí)現(xiàn)三個(gè)或者四個(gè)隨機(jī)中獎(jiǎng)等次后，教師適時(shí)提出拓展任務(wù)：“如果你是商場老板，你會怎樣設(shè)計(jì)抽獎(jiǎng)轉(zhuǎn)盤及中獎(jiǎng)等次？”由此學(xué)生根據(jù)自己的水平，可以設(shè)計(jì)五個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)或以上的轉(zhuǎn)盤盤面，也可以對轉(zhuǎn)盤進(jìn)行個(gè)性化的美化，可以添加中獎(jiǎng)音效，等等。從而實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)，關(guān)注學(xué)生個(gè)性發(fā)展，推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)作。此外，教師必須在日常的每一堂信息課上落實(shí)好學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)、編程作品的重構(gòu)方法及策略指引，這樣才可能在有限的時(shí)間內(nèi)聚合群體智慧，創(chuàng)作出更精彩的作品。

四、評價(jià)點(diǎn)睛，完善編程作品

對學(xué)生的正確評價(jià)有助于指引他走上屬于自己的奇跡人生。一個(gè)不及格的學(xué)生達(dá)到合格等次所付出的努力可能比一個(gè)優(yōu)秀的學(xué)生考到100分更加巨大。依據(jù)加德納的多元智力理論全面的、多樣化的人才觀，在《幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤》一課中，筆者依據(jù)學(xué)生能力水平劃分三個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。通過師評、生評、自評多元評價(jià)，給予學(xué)生肯定的同時(shí)，依據(jù)他自身能力的高低提出恰當(dāng)?shù)男薷囊庖?，讓學(xué)生在收獲贊賞的喜悅之余，能正確看待自己作品的不足之處，并持著積極認(rèn)同的心態(tài)改進(jìn)作品。

表3? 編程作品評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

總之，作為人工智能教育的基礎(chǔ)課程，小學(xué)可視化編程教學(xué)要立于生活，始于興趣;助以支架、成就探索;活化思維，勇于創(chuàng)新;多元評價(jià)、思之促長。充分考慮學(xué)生的天性特點(diǎn)，在保護(hù)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的同時(shí)，注重信息技術(shù)核心素養(yǎng)的育人功能。從學(xué)生的視角出發(fā)，構(gòu)建貼合學(xué)生認(rèn)知的多學(xué)科融合的探究活動(dòng)，滲透STEAM教育理念。讓學(xué)生在開放、融洽、適度緊張的課堂氛圍中始終保持著對學(xué)習(xí)的熱情和探究意識，從而學(xué)有所獲、獲有所思、思有所新。

[本文系2020年中山市立項(xiàng)課題“基于STEAM教育理念的小學(xué)可視化編程教學(xué)案例研究”（課題編號：B2020112）階段性成果]

責(zé)任編輯? 陳紅兵

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