圖形化編程語言在小學信息技術課堂教學模式實踐研究

李嬋

【摘要】隨著創(chuàng)客教育的興起，與之密切相關的編程軟件也隨之得到重視。由深圳點貓科技有限公司研發(fā)的國內著名圖形化編程工具平臺（以下簡稱編程貓）受到中小學信息技術老師的青睞。編程貓軟件可視化的界面、積木式編程、簡單易操作的特點非常適合小學生程序設計教學。信息技術課程內容也由重應用向重思維、重創(chuàng)新改變。依托編程貓平臺如何采用更好的教學模式開展信息技術教學，以具體的教學案例闡述各個教學環(huán)節(jié)，并對教學中遇到的問題進行了反思。

【關鍵詞】編程貓;教學模式創(chuàng)新;可視化

編程貓作為一款圖形化編程軟件，包括2D圖形化編程創(chuàng)作平臺“源碼編輯器”、3D圖形化編程創(chuàng)作平臺“代碼島”和教師教學管理系統(tǒng)“未來教室”。它將平面與立體、軟件與硬件、虛擬與現實有效結合，無需學生掌握復雜的計算機語言，只需拖動積木式程序即可進行創(chuàng)造，極大地降低了編程學習的門檻，提高了學生學習編程的興趣。

一、編程貓平臺的教學實踐

在信息技術課程教學模式基礎上，不斷探索、大膽嘗試，創(chuàng)新設計新的教學模式，通過一學年在編程貓課程班的教學實踐，取得良好的教學效果，以下以五年級信息技術下冊《控速風車》為例，基于編程貓平臺所開展的教學實踐。

1.情景創(chuàng)設，激趣導入

在教學新課前，教師要結合學生已有的認知水平和技術水平，創(chuàng)設一個貼近學生實際生活且有趣的情景，快速吸引學生的注意力，激發(fā)學生學習的興趣。如在《控速風車》一課，教師給學生創(chuàng)設情境并且演示：當風輕輕吹來的時候，風車開始慢慢轉動，當風速不斷變大時，風車也隨之轉得越來越快，緊接著提出一個問題：在我們編程課堂里，如何實現改變風車的速度呢？這樣的情境設計不僅可以激發(fā)學生的興趣，又點燃學生的思考，引導學生進入積極的學習狀態(tài)。

2.整體分析，樂于嘗試

學習編程既有枯燥性同時又充滿趣味性?？戳诉@么有趣的控速風車后（圖一），學生們都非?？释约阂材艹蔀榭厮龠_人，設計出控速風扇，急切想弄明白到底是如何實現控制風車的速度的？面對編程的枯燥性及難點問題，教師適當的給學生講解和加以點播。例如，在《控速風車》中，讓學生思考，怎么控制風車的速度可以越來越快或者越來越慢？這就是要通過新建一個變量來實現速度的不斷變化。這時，將學生從看到的動畫或者游戲逐漸帶入編程的教育之中，思考如何轉化為程序語言，為接下來出現的程序設計做好準備。

當學生初步意識到，要通過“速度與方向”這個變量來實現速度的變化后，教師再利用動畫效果（圖二），讓學生觀看并理解在同一時間內，旋轉的角度越大則速度越大。然后就可以順利地給學生拋出任務（圖三），學生通過小組內討論，然后探究：用鍵盤上下方向鍵控制風車的旋轉方向和速度。在編程貓的課堂教學中，基礎好的學生可以很快就能完成這個任務，但基礎較差的同學可能出現“吃不了”的現象，針對這些情況，教師在課堂前準備好挑戰(zhàn)任務的輔助資料，如有教師錄制的操作詳細講解微視頻;有書本的原程序;還有學生小組長學生間的互相幫助學習等。因此，使每個學生對編程的學習既充滿熱愛，又能提升編程技能和發(fā)展編程邏輯思維能力。

3.模仿創(chuàng)作，初嘗成功

編程貓在五年級下冊中引入了軟件與硬件、虛擬與現實的有效結合。因此，在實現了用鍵盤調控風車轉速的制作后，告訴學生設計控速風車不僅可以用鍵盤的方向鍵，還可以用傳感器，教師引入硬件的教學，在此過程中，教師扮演“引路人”“引導者”的角色，對例子中涉及的難以理解的模塊指令進行講解或提示。如教師解釋需要學習的開源硬件電位器傳感器，解釋相應的積木塊作用，引導學生用電位器代替鍵盤，實現更好的交互（如圖四）。這樣，學生在模仿創(chuàng)作中，教師通過問答的形式，學生通過自主研習的形式，完成實例作品的制作，不但能快速地掌握關鍵的知識點和內容，還能深刻體驗到完成作品給自己帶來成功的喜悅，增強了成就感和繼續(xù)創(chuàng)作與學習的熱情。

4.知識遷移，創(chuàng)新設計

創(chuàng)新設計的過程是學生學習的延續(xù)過程，是逐漸超越原有認知結構建構新的認知結構的過程。學生通過樂于嘗試，模仿創(chuàng)作等環(huán)節(jié)已經能達到本節(jié)課的基礎教學目標要求，掌握了教學的重點內容。然而對于學習能力強，有更高層次需求的學生，他們會有更強烈更進一步的創(chuàng)作欲望。教師應鼓勵學生進行創(chuàng)新設計，可以是自主設計也可以是小組合作設計。例如，通過完成控速風車的制作，教師引導學生利用電位器不僅可以調控風車的速度和轉向，還可以調節(jié)燈光亮度，音量大小，或者物體長度，寬度，透明度等等，緊接著讓學生知識遷移，學以致用，發(fā)散思維，創(chuàng)新設計。

五年級學生的思維是非常活躍的，想法更是有趣的。課堂上留給學生充分的時間進行創(chuàng)新設計，會有意想不到的收獲。例如本課中，學生通過利用電位器，設計出了“小黃人運球”，這作品是利用了電位器控制小球的運轉速度與方向;還有同學設計出“彩色世界”，通過電位器不斷改變不同顏色的球的大小。學生通過新舊知識的綜合運用，從思考到想象，從設計到實現，讓學生創(chuàng)作能力不斷提升，更重要的是，在創(chuàng)作的過程中帶給學生的成功感和自信感，更激發(fā)了學生求學求解的探究欲望，使學生對編程貓乃至對程序和開源硬件的學習一直保持著高漲的熱情。

5.思維碰撞，分享樂趣

分享是必要的環(huán)節(jié)，也是最精彩的階段，更是創(chuàng)新的動力。學生編程的能力存在差異性，促使學生在完成同一作品和自主設計時會出現各種各樣不同的效果，再加上學生的奇思妙想和稀奇古怪的創(chuàng)意點子，設計的作品更是五花八門。學生在設計一個編程作品時，他們融入的創(chuàng)意是非常重要的，學生設計的作品總能讓同學讓教師大開眼界，感受到學生的創(chuàng)意無限。因此，學生在自信地交流分享作品時，講述制作的過程和作品的功能時，鍛煉了語言表達能力和歸納總結能力。其他學生不僅要聽和看效果，更要注重理解編寫的程序，相互學習對方解決問題的思路和方法，互相學習對方作品中豐富的想象和有特色的程序設計方法，獲取更多的靈感。教師在此階段也要做好引導，幫助學生表達自己的想法和做法。而評價學生作品時，更要以贊賞和鼓勵的方式，并提供給學生更好的改進的建議，讓學生明白編程作品“沒有最好，只有更好”的迭代思想，不斷提升編程技能，在提升編程技能的同時進一步改善作品，力求讓編程作品一次比一次更完善，更精美。

二、教學實踐的反思及建議

編程貓軟件為小學生學習程序設計帶來了福音。它可視化的界面、積木式編程、豐富的媒體素材極大提高了小學生學習程序設計的熱情和積極性！在創(chuàng)客教育逐漸興起的時代，編程貓軟件增加了Weeemake主控板、傳感器、直流電機等擴展硬件的教學，通過動手操作，讓學生體驗到計算機與真實世界的交流、互動，真正感受到信息技術學科的獨特魅力。

目前，基于編程貓的編程教學實踐中還存在一些問題，比如有些想加入編程教學的教師不知如何入手，沒有經過專業(yè)的培訓學習，不了解相關的新軟件和新知識;相關人員缺乏對該學科的重視，信息技術課被其他學科擠占，信息技術教師不僅完成信息技術課程教學，還要擔負其他教學，影響了信息技術課的教學質量;在教授學生的編程提高班中，對學生個性化輔導方面感到力不從心，教師獲取的教學資源貧乏;對學生設計的程序作品的管理有待進一步提高等。這些都需要教師在教學實踐中不斷反思，不斷改進，在此提出以下建議。

1.以研促教，培養(yǎng)師資

人們常說：“要給學生一碗水，教師要先有一桶水?！苯處熞毯脤W生，自己必須要有比學生更豐富的，大量的知識儲備。知識豐富的教師，好的教師，才能成就好的課程，因此，注重培養(yǎng)優(yōu)秀的編程師資是開展編程教學的當務之急。以我們鎮(zhèn)為例，在培養(yǎng)師資方面做了以下嘗試：一是內部提升，鎮(zhèn)統(tǒng)一進行集體教研，讓信息技術教師互相學習好的課堂模式;并開展了多種教研活動，如進行了信息技術教師素質大賽，通過模擬課堂，上機操作等，不斷提升教師的綜合能力;二是與社會編程培訓機構合作，請編程公司的專業(yè)人員授課，提升信息技術老師的專業(yè)能力;三是組織教師到發(fā)達地區(qū)學習專業(yè)技能和編程課堂教學技能。

2.微課教學，轉變角色

在編程貓的課堂教學中，由于學生學習能力和接受能力的不同，總會有些學生學得比較快，挑戰(zhàn)完成任務也很快，完成后，這些學生就不知道接下來需要做什么;但也有些學生是沒聽明白程序，需要教師幫助的。但面對大班教學，這些是客觀存在的，那如何能更好解決這個問題呢？在教學實踐中，通過課前備課時，把知識點細化，并錄制相關的教學視頻，或者操作視頻，然后可以上傳在編程貓平臺，或者發(fā)到學生電腦上，以便于學生在課前課中都可以根據自己的需要更好地選擇性學習，教師也能從不停的講解員中解放出來。

3.借助平臺，有效管理

編程貓平臺為教師提供了“未來教室”，通過后臺的設置和管理，為每個同學設置自己的賬號，每節(jié)課可以登錄賬號，進行實時操作和保存作品，這樣既方便學生自己找到自己的作品，修改，完善自己的作品，也可以看到自己的一直以來創(chuàng)作的作品，感受自己的進步，更便于教師參考，修改和評價學生的作品。

學校落實發(fā)展好編程教學的課程，是為了提升學生的邏輯思維能力和解決問題的能力，讓學生在未來的生活中可以更高效地學習、工作。在未來的教學道路上，我們將在教學實踐中繼續(xù)探索，總結出更好的教學方法。

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