面向編程課堂的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式研究與實(shí)踐

徐琪琪

摘? 要 設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)以設(shè)計(jì)為核心，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和反思批判精神。將設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的基本理念運(yùn)用在編程課堂上，分析設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與基本模型，面向編程課堂提出以“問(wèn)題—設(shè)計(jì)—反思”為核心、以評(píng)價(jià)為具體調(diào)控手段的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式，用具體實(shí)例來(lái)進(jìn)行論證，形成一套系統(tǒng)完善的學(xué)習(xí)模式。

關(guān)鍵詞 編程;數(shù)字化學(xué)習(xí);創(chuàng)新能力;設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí);教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G652? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）06-0063-03

Research on Design-based Learning Mode for Programming Classroom//XU Qiqi

Abstract The design-based learning takes design as the core， focus on cultivating students ？creativity and reflective critical spirit， the article applies the basic idea of design learning to the programming class， first analyzes the connotation and basic model of design lear-ning， and then puts forward the 損roblem-design-reflection？as the core of the programming class， 揺valuation？for the specific control means of the design-based learning model， finally with concrete examples to demonstrate， formed a system of perfect learning mode.

Key words programming; digital learning; innovation ability; design-

based learning; teaching model

1 引言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，提升學(xué)生的編程能力和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力受到前所未有的關(guān)注。2014年，英國(guó)將編程課程列入每所學(xué)校的必修課中。2017年，芬蘭、葡萄牙、澳大利亞等國(guó)家也陸續(xù)推行全國(guó)編程教育。2017年7月，我國(guó)頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》通知，要求在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育[1]。兒童編程教育已經(jīng)如火如荼，在此背景下，探索面向編程課堂的教學(xué)模式，以期提高學(xué)生的編程能力，成為教育領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。

目前，我國(guó)各地已在逐步推廣編程教育，但是在推廣的同時(shí)，由于教師在講授過(guò)程中容易忽視編程的實(shí)際應(yīng)用而只關(guān)注具體的語(yǔ)法實(shí)例講解，因此在編程課堂上容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)學(xué)習(xí)興趣不濃厚、畏難情緒嚴(yán)重，教師教授困難等問(wèn)題。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)具有以問(wèn)題為核心，在迭代學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸鍛煉學(xué)生的邏輯思維和計(jì)算思維能力的特點(diǎn)，并且能夠在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力和個(gè)性化學(xué)習(xí)能力，因此，本文面向編程課堂，構(gòu)建基于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。

2 編程課堂中設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)內(nèi)涵? 設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)（Design-based Lear-ning）是一種將項(xiàng)目設(shè)計(jì)與知識(shí)學(xué)習(xí)緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)方式[2]。

美國(guó)的克羅德納曾提出：“將我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中或通過(guò)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)之前，需要經(jīng)過(guò)多次的循環(huán)設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)?！盵3]這一觀點(diǎn)被認(rèn)為是設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的概念雛形。目前，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)正在受到越來(lái)越多的重視，許多研究者從不同的角度對(duì)設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的內(nèi)涵進(jìn)行了解釋?zhuān)饕ㄒ韵聝牲c(diǎn)。

1）設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是以設(shè)計(jì)為中心的迭代性學(xué)習(xí)過(guò)程。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在“設(shè)計(jì)”上，它的最大特點(diǎn)是迭代性學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，在這一過(guò)程中形成自身的認(rèn)知和學(xué)習(xí)。有研究者歸納出設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的過(guò)程一般包括：“挑戰(zhàn)性任務(wù)——教師給學(xué)生提出挑戰(zhàn)任務(wù)發(fā)散學(xué)生思維;整合型思維——學(xué)生將各科知識(shí)進(jìn)行整合，回憶利用已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)能反映主題的制品;迭代性設(shè)計(jì)——再通過(guò)新學(xué)的知識(shí)，重新加以修改和設(shè)計(jì)?！盵4]

2）設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一種基于項(xiàng)目的探究性學(xué)習(xí)方式。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)運(yùn)用的主要方式是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)法或基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)，是在完成項(xiàng)目的過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)與技能。項(xiàng)目式探究學(xué)習(xí)是一種以真實(shí)性問(wèn)題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方式，這就容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。但是設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的偏重點(diǎn)有所不同，它更注重的是學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、改正錯(cuò)誤，從而形成正確的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程。

設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)實(shí)踐模型? 目前，國(guó)外關(guān)于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的模型研究有很多，最典型的是美國(guó)的尼爾森基提出的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的“逆向思維”學(xué)習(xí)模型和克羅德納的“雙循環(huán)探究模型”[5-6]，這兩者的模型各有特點(diǎn)。

1）“逆向思維”學(xué)習(xí)模型是偏重于從已有的課程內(nèi)容或結(jié)構(gòu)中找到問(wèn)題，然后不斷地去探索，配合教師對(duì)于新知識(shí)的講授，學(xué)生的認(rèn)知在這個(gè)過(guò)程中加以構(gòu)建。

2）“雙循環(huán)探究模型”強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)與迭代，它主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由理解挑戰(zhàn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、展示分享、建構(gòu)測(cè)試和分析解釋組成的設(shè)計(jì)/再設(shè)計(jì)循環(huán)模式;另一部分是由建立假設(shè)、澄清疑問(wèn)、展示分享、分析結(jié)果、產(chǎn)品調(diào)查和設(shè)計(jì)調(diào)研組成的調(diào)查研究循環(huán)模型。

可以看出，這兩個(gè)模型共同強(qiáng)調(diào)的都是“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—設(shè)計(jì)構(gòu)建”的一個(gè)循環(huán)過(guò)程，并且更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己的動(dòng)手實(shí)踐。本文主要結(jié)合這兩種模型的共同特點(diǎn)并且適應(yīng)于我國(guó)編程教學(xué)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)面向編程課堂的模型。

編程課堂中設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建? 設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一個(gè)循環(huán)迭代的過(guò)程，本文基于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的實(shí)踐模型，結(jié)合我國(guó)編程教育的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出圖1所示模型。在該模型中以“問(wèn)題—設(shè)計(jì)—反思”為核心來(lái)進(jìn)行循環(huán)，運(yùn)用“評(píng)價(jià)”來(lái)進(jìn)行整體的調(diào)控，具體內(nèi)容包括七大部分。

1）課堂導(dǎo)入。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)設(shè)置課堂導(dǎo)入情境，導(dǎo)入方式與教學(xué)內(nèi)容相契合，富有啟發(fā)性的導(dǎo)入語(yǔ)言對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有一定的幫助。

2）確定問(wèn)題。學(xué)生的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)往往是從一個(gè)問(wèn)題或者主題出發(fā)，所以說(shuō)它可以是教師基于這節(jié)課所學(xué)知識(shí)所提出的問(wèn)題，也可以是來(lái)源于生活中的問(wèn)題，這樣的問(wèn)題使得學(xué)習(xí)能夠從生活中來(lái)，最終到生活中去。教師可以和學(xué)生共同制定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，列出程序編寫(xiě)的具體要求;或者教師展示要實(shí)現(xiàn)一定效果的程序，讓學(xué)生按照這個(gè)要求來(lái)評(píng)價(jià)自己的程序是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

3）查閱資料。學(xué)生在確定了問(wèn)題之后開(kāi)始分析問(wèn)題，理解這項(xiàng)挑戰(zhàn)是什么，怎樣解決問(wèn)題，也就是說(shuō)針對(duì)面臨的挑戰(zhàn)分析出自己需要的知識(shí)內(nèi)容，用到的程序模塊有哪些，教師可以提供參考資料和內(nèi)容講解，這也是一個(gè)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程。

4）設(shè)計(jì)程序。學(xué)生在理解要搭建的程序后，開(kāi)始探究如何實(shí)現(xiàn)。學(xué)生可能會(huì)對(duì)編程的新內(nèi)容進(jìn)行探究，也可能用到以前學(xué)過(guò)的程序模塊，這就體現(xiàn)了解法的多樣性，并且能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和個(gè)體創(chuàng)造性。

5）展示分享。這個(gè)過(guò)程需要學(xué)生個(gè)人或以小組的形式對(duì)自己的程序進(jìn)行展示分享，并且展示程序能達(dá)到的效果，以及編寫(xiě)程序的思路和想法。在這個(gè)過(guò)程中，教師就可以知道學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，或者學(xué)生可以了解自己的程序的問(wèn)題，進(jìn)行相互之間的學(xué)習(xí)。

6）總結(jié)反思?？偨Y(jié)反思的過(guò)程主要以教師為中心進(jìn)行開(kāi)展，教師對(duì)于學(xué)生編寫(xiě)的程序提出指導(dǎo)意見(jiàn)和建議，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)薄弱的地方進(jìn)行講解，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步完善自己的程序。

7）評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的過(guò)程貫穿于整個(gè)流程，也就是將形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)運(yùn)用在模型中，評(píng)價(jià)對(duì)象可以是教師，也可以是學(xué)生，包括教師對(duì)于學(xué)生的評(píng)價(jià)和學(xué)生的自評(píng)、互評(píng)。在評(píng)價(jià)之后，學(xué)生可以重新確定問(wèn)題，制定標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，進(jìn)行迭代性的再設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式在編程課堂中的應(yīng)用

筆者在設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模型的基礎(chǔ)上提出以“‘問(wèn)題、設(shè)計(jì)、反思為主線，以評(píng)價(jià)為主要監(jiān)控手段”的教學(xué)活動(dòng)模型。為檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行裕P者在北京市某中學(xué)開(kāi)展“Arduino圖形化編程”教學(xué)實(shí)踐。該課程每周兩學(xué)時(shí)，共五周（總共10學(xué)時(shí)），主要包括Arduino-Mixly模塊的學(xué)習(xí)與Mixly

的綜合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容;選課學(xué)生為六年級(jí)的學(xué)生（共15人），他們已經(jīng)學(xué)過(guò)“Scratch基礎(chǔ)編程”課程，對(duì)于Mixly編程中所用到的模塊有一個(gè)基本了解;上課場(chǎng)地為多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，每位學(xué)生配備一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

組建小組團(tuán)隊(duì)? 一個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的人數(shù)以3～5人比較合適，由于本次課程的學(xué)生人數(shù)較少，因此，每個(gè)團(tuán)隊(duì)三人，共分為五組。在組建設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的興趣、知識(shí)水平、性別等因素進(jìn)行分組，使各個(gè)團(tuán)隊(duì)的整體水平相對(duì)平衡，確保每個(gè)團(tuán)隊(duì)有一名認(rèn)真負(fù)責(zé)、積極主動(dòng)、協(xié)調(diào)能力好的學(xué)生作為負(fù)責(zé)人[7]。

具體環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)? 本文以“Mixly—遙控小車(chē)的編程與制作”為例，說(shuō)明教師與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，如表1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的原有模式，以數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為導(dǎo)向，構(gòu)建出一個(gè)面向編程課堂的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式并將其運(yùn)用到課堂上。由于設(shè)計(jì)的作品更尊重原創(chuàng)，并且提倡學(xué)生的主觀能動(dòng)性，輔以教師的良好調(diào)控，本次編程課堂取得良好的教學(xué)效果。筆者希望在這次實(shí)踐中得到驗(yàn)證的模型能夠得到進(jìn)一步的完善、推廣和應(yīng)用?！?/p>

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