基于iPad的小學(xué)編程“PCI”智慧課堂實(shí)踐

郭巍丹

近些年，計(jì)算機(jī)編程和機(jī)器人編程項(xiàng)目越來越成為廣大學(xué)校、信息技術(shù)教師、學(xué)生的新追求。但傳統(tǒng)的小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)作個(gè)性化作品、進(jìn)行深度經(jīng)驗(yàn)分享以及全面評價(jià)等方面存在一些不足。筆者所在學(xué)校從去年開始引入iPad到課堂，通過選取教學(xué)內(nèi)容、選擇互動平臺，嘗試再造注重個(gè)性（P）、合作（C）、交互（I）的教學(xué)流程，構(gòu)建基于iPad的小學(xué)編程“PCI”智慧課堂新模式，旨在引導(dǎo)學(xué)生開展自主、合作、探究的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新能力，促成開展多元化的教學(xué)活動，提升信息化環(huán)境下編程課堂的教學(xué)效果。小學(xué)編程“PCI”智慧課堂模式保證每位學(xué)生都能充分參與，真正做到做中玩、做中學(xué)、做中得發(fā)展。下面筆者從個(gè)性（P）、合作（C）、交互（I）三個(gè)方面介紹“PCI”在實(shí)際編程課堂中的運(yùn)用。

P個(gè)性

1.關(guān)于學(xué)習(xí)時(shí)間，平臺滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)

由于學(xué)生的編程思維能力、學(xué)習(xí)能力等存在較大的個(gè)體差異，再加上學(xué)生課后投入的精力有限，往往導(dǎo)致兩極分化現(xiàn)象嚴(yán)重，容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣減弱，從而產(chǎn)生有學(xué)生掉隊(duì)的現(xiàn)象。首先，“PCI”編程課堂中的時(shí)空限制被打破，無邊界學(xué)習(xí)成為學(xué)習(xí)的重要方式，課余的碎片化學(xué)習(xí)將成為課堂內(nèi)系統(tǒng)化學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充，無形中延長了學(xué)生的編程學(xué)習(xí)時(shí)間。其次，利用學(xué)習(xí)平臺、iBooks等將各種學(xué)習(xí)材料整合在一起，為學(xué)生自主選擇個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容提供了方便，讓信息資源獲取更容易、更快捷、更方便，教師不再是學(xué)生學(xué)習(xí)資源獲取的主要渠道，有了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺后學(xué)生相互成為學(xué)習(xí)資源共享對象。

2.個(gè)性化學(xué)習(xí)有助于作品創(chuàng)作

在自主探究方面，須鼓勵(lì)學(xué)生擁有自己獨(dú)立的觀點(diǎn)，形成獨(dú)有的思維方式，能夠突破常規(guī)的想法，找出解決問題的最佳方案，并能得出新穎的結(jié)論。因此，在課堂中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維，讓學(xué)生采用多種思維方式思考問題。這有利于學(xué)生在編程課堂中形成自己獨(dú)立個(gè)性化的觀點(diǎn)，能夠突破常規(guī)的想法，形成獨(dú)有的算法思維方式，從而有利于作品的個(gè)性化創(chuàng)作。

【案例1】

《Swift函數(shù)及運(yùn)用》一課的主要內(nèi)容是觀察Byte這個(gè)角色所處場景獲取任務(wù)信息;通過流程圖等方法對信息進(jìn)行分析;在認(rèn)識Swift編程命令的基礎(chǔ)上創(chuàng)建并調(diào)用新函數(shù)。在本課正式授課前，教師在全景平臺要求學(xué)生在課前自主探究。

教師發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)與資源，分析平臺學(xué)生完成數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備學(xué)習(xí)材料。

學(xué)生完成第一單元“命令”后面三關(guān)，自主探究第二單元“函數(shù)”的前三關(guān)，并借助全景課堂分享自己對“函數(shù)”的理解與疑問。

在這個(gè)案例中，對于相同的問題，每位學(xué)生在課前都自學(xué)并設(shè)計(jì)了自己不同的路線規(guī)劃。

C合作

1.關(guān)于學(xué)習(xí)空間，重構(gòu)滿足合作共享

如何營造自由、寬松、和諧的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生更有樂趣地參與到學(xué)習(xí)活動中？不如徹底重構(gòu)學(xué)生的座位，讓他們在玩中學(xué)。

使用iPad編程的APP軟件能夠?qū)崿F(xiàn)與實(shí)體機(jī)器人進(jìn)行無線藍(lán)牙傳輸，在iPad移動學(xué)習(xí)終端和強(qiáng)大無線的支持下，我們建立了移動化的電腦教室，只要有一塊空地，我們就能構(gòu)建學(xué)習(xí)編程的空間。例如，在編程課與機(jī)器人結(jié)合的課程中，機(jī)器人行走與運(yùn)動需要占用較大的空間，為此，筆者因地制宜，重新設(shè)計(jì)了學(xué)生的座位布局（如下圖）。

這樣的跨越時(shí)空布局，為學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)提供了可能，我們可以隨時(shí)根據(jù)不同的任務(wù)情境再設(shè)計(jì)座位布局，創(chuàng)造多樣的學(xué)習(xí)空間，使小組合作、組間分享更加方便快捷。

2.合作共享有助于優(yōu)化算法

在合作學(xué)習(xí)方面，首先只有恰當(dāng)?shù)亍胺止ぁ保拍芨玫亍昂献鳌?然后，在程序出現(xiàn)問題或者實(shí)體機(jī)器人需要演示時(shí)，小組成員互相討論，尋找原因，嘗試解決。同伴之間的合作學(xué)習(xí)與經(jīng)驗(yàn)共享能夠幫助學(xué)生形成多種解決問題的思路，并快速找出解決問題的最佳方案。

【案例2】

《道閘機(jī)器人》一課的主要內(nèi)容是結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中常見的道閘設(shè)施，設(shè)計(jì)了一個(gè)道閘機(jī)器人的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。在整個(gè)課堂教學(xué)中，由于使用了平板教學(xué)，編程軟件與實(shí)體機(jī)器人通過無線藍(lán)牙傳輸，機(jī)器人項(xiàng)目不受普通電腦教室、有線傳輸?shù)南拗?，為小組合作、組間合作提供了更強(qiáng)的可操作性。

為了演示運(yùn)行效果，一人表演道具，一人演示程序，彼此之間達(dá)成很好的默契。不同小組之間也能互相交流程序代碼，解決問題。

除了小組合作實(shí)踐探索超聲波傳感器返回?cái)?shù)值的含義，合作探討機(jī)器人工作流程并根據(jù)流程編寫程序外，還要對程序進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)意發(fā)揮，該階段的活動如下：

（1）小組討論，拓展思維。對于這個(gè)道閘機(jī)器人，你們組覺得有什么可以改進(jìn)的地方嗎？比如程序或結(jié)構(gòu)方面。

（2）交流想法，提供方向。組織各小組交流想法并整理出來提供方向：A.欄桿緩慢抬起放下——功率;B.持續(xù)工作——循環(huán);C.手動控制道閘（組間合作）可以用什么傳感器實(shí)現(xiàn)？——觸動傳感器。

（3）推送成果，案例分享。在已經(jīng)初步完成道閘機(jī)器人運(yùn)作的基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)對實(shí)體機(jī)器人和編程環(huán)境不再陌生，通過團(tuán)隊(duì)的力量合作實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意，在這個(gè)過程中收獲滿滿的成就感。各小組將改進(jìn)后的程序截圖或新搭建的結(jié)構(gòu)推送給教師。

這個(gè)環(huán)節(jié)的合作氛圍達(dá)到了高潮，學(xué)生不再局限于本組合作，為了實(shí)現(xiàn)更完善的作品，小組之間也自然而然地形成了合作關(guān)系。學(xué)生主動開展合作，小組與小組間合作共享設(shè)備資源，改造結(jié)構(gòu)，優(yōu)化程序，實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。甚至有的小組根據(jù)相同的目標(biāo)，重組在一起進(jìn)行創(chuàng)作。

I交互

1.關(guān)于學(xué)習(xí)過程，技術(shù)增強(qiáng)多點(diǎn)交互

利用iPad進(jìn)行輔助教學(xué)，就要充分利用其強(qiáng)大的功能和豐富的教學(xué)應(yīng)用。比如鏡像功能，教師將iPad通過Airplay或者Apple TV連接到展示屏幕，這樣教師就可以在教室內(nèi)任何一個(gè)地方走動。再如，iOS系統(tǒng)的輔助功能里的“縮放”功能，能夠?qū)χ髌聊灰约爸鹘缑孢M(jìn)行縮放，實(shí)現(xiàn)將重點(diǎn)內(nèi)容或局部內(nèi)容凸顯，同時(shí)配合標(biāo)記功能，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)重點(diǎn)批注。課堂教學(xué)中根據(jù)實(shí)際情況將iPad實(shí)時(shí)投影、課件進(jìn)行切換，方便不同位置上的學(xué)生能夠一目了然地看到其他小組的演示效果。在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)的過程中，要注意充分利用互動平臺的小功能，如搶答、隨機(jī)挑人、計(jì)時(shí)、投票等功能，利用這些小功能來激發(fā)學(xué)生參與課堂的積極性，提升學(xué)生的課堂參與度。

2.多點(diǎn)交互有助于形成全面評價(jià)

利用“頁面推送”“飛遞”等功能，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)材料的推送和小組合作成果的匯總。利用“分享圈”的筆記、畫板、錄屏、錄音、拍照等功能，實(shí)現(xiàn)小組或全班范圍的分享，學(xué)生能突破時(shí)間與空間限制進(jìn)行線上交流。

【案例3】

在《收集寶石》一課中，教師組織學(xué)生利用批注、截圖、分享、點(diǎn)贊等功能，學(xué)生將自己的策略用iPad畫筆批注、截圖后上傳至學(xué)習(xí)平臺的分享圈，然后查看并評價(jià)其他同學(xué)的策略，和小組成員討論最佳策略，并對最優(yōu)的算法進(jìn)行評價(jià)和點(diǎn)贊。

教師關(guān)注學(xué)生的各種不同策略，分類整理學(xué)生的思路;根據(jù)學(xué)生分享圈的截圖、留言、評價(jià)，形成教學(xué)新決策。教師根據(jù)數(shù)據(jù)查看未提交小組，進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo);組織學(xué)生分享與評價(jià)幾種被學(xué)生點(diǎn)評最多、點(diǎn)贊最多或有爭議的程序，在此過程中總結(jié)最優(yōu)策略，組織學(xué)生再次優(yōu)化并拓展應(yīng)用。

學(xué)生查看并評價(jià)其他小組的程序，反思自己的程序，再次優(yōu)化。

教師可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)對一位學(xué)生、一個(gè)小組、整個(gè)班級進(jìn)行評價(jià)，在平臺支持下學(xué)生能夠獲得及時(shí)、全面地反饋，評價(jià)反饋過程更加開放、多元，評價(jià)數(shù)據(jù)更加精細(xì)、個(gè)性化。在教學(xué)過程中，師生充分利用技術(shù)進(jìn)行課堂實(shí)時(shí)、全面的交互性評價(jià)，包括師生、生生、組組之間的點(diǎn)贊、留言、評分等評價(jià)機(jī)制。

通過課堂觀察與學(xué)習(xí)效果分析，基于iPad的小學(xué)生編程“PCI”教學(xué)模式，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的編程教學(xué)模式存在的課時(shí)欠缺、活動空間受限和展示評價(jià)不全面等局限性，在自主+個(gè)性、合作+空間、交互+評價(jià)等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大優(yōu)勢。

點(diǎn) ?評

1.目標(biāo)

“目標(biāo)”是課堂教學(xué)的靈魂，體現(xiàn)著課堂教學(xué)的方向，具有導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)教和導(dǎo)評的功能。本節(jié)課以核心素養(yǎng)為依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)，保證了教學(xué)的目標(biāo)性和針對性，有助于實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效性。本節(jié)課以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)引制作導(dǎo)學(xué)單和微視頻，以導(dǎo)學(xué)單和微視頻組成學(xué)生的學(xué)習(xí)載體和引擎，以“合作學(xué)習(xí)小組”為基本學(xué)習(xí)單位，以“自主、合作、探究”為主要學(xué)習(xí)方式，以“課堂反饋與評價(jià)機(jī)制”為保障，讓學(xué)生在“導(dǎo)學(xué)”方案的引導(dǎo)下主動學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.導(dǎo)學(xué)

“導(dǎo)學(xué)”，更強(qiáng)調(diào)教學(xué)的本質(zhì)，是“學(xué)”不是“教”，課堂的主體是“生”不是“師”。本課在課堂教學(xué)實(shí)踐研究中充分發(fā)揮了學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)學(xué)功能，引導(dǎo)教學(xué)流程，注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的導(dǎo)引。導(dǎo)學(xué)單是指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)材料，其落腳點(diǎn)在“導(dǎo)學(xué)”二字上，教師在已有書本知識的基礎(chǔ)上進(jìn)一步補(bǔ)充材料，設(shè)計(jì)一系列有梯度的問題層層深入，通過一個(gè)個(gè)活動的開展，利用情境、協(xié)作等充分發(fā)揮學(xué)生的自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性，讓學(xué)生在活動的過程中完成對知識的理解和知識體系的自我構(gòu)建。

3.視頻

本節(jié)課導(dǎo)入和結(jié)尾都用到了祖國母親70周年慶典的相關(guān)“微視頻”，它是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者特點(diǎn)，圍繞知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)，由教師錄制編輯或從網(wǎng)上通過甄選獲得，這是導(dǎo)學(xué)的載體及結(jié)構(gòu)展開的環(huán)節(jié)。

“目標(biāo)”→“導(dǎo)學(xué)”→“視頻”形成一條關(guān)系鏈，使教與學(xué)的活動環(huán)環(huán)相扣，相鋪相成，在有序推進(jìn)中保證“主體”學(xué)得高效，同時(shí)學(xué)生的情感得到了很好的升華，有效促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)的落地生根、開花結(jié)果。