基于改進PBL方法的小學信息課編程教學方法

廖志全　李軍　羅偉　盧軍　唐陳

【摘要】隨著國家對中小學信息技術與人工智能教育的日益重視，國內教育工作者不斷地探索在小學信息課中編程內容教學的新型教學模式。目前比較成熟的教學模式有：“翻轉課堂”、OBE教學模式、PBL教學模式等。本文通過理論分析與實踐對比，發(fā)現(xiàn)：PBL教學模式更加適合小學信息課編程內容的教學。本文同時提出了針對傳統(tǒng)PBL的精簡PBL方法，使PBL在小學信息課編程內容授課中更加適應實際使用情況。通過教學評價，本文設計的精簡PBL方法可以極大地提高小學生在信息課中學習編程的興趣與效果。

【關鍵詞】信息課? 編程教學? “翻轉課堂”? OBE教學模式? PBL教學模式

【基金項目】四川省教育廳項目（No. 17CZ0007）;四川省科技廳項目（No.2019YFH0186）。

【中圖分類號】G427 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）03-0142-03

1.引言

隨著人工智能的不斷發(fā)展，國家更加重視小學信息編程課程，《國家基礎教育課程改革綱要（試行）》中指出，基礎教育課程改革的具體目標包括：強調形成積極主動的學習態(tài)度;倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。[1]《中小學信息技術課程指導綱要（試行）》中也指出，中小學信息技術課程的主要任務是：培養(yǎng)學生對信息技術的興趣和意識;使學生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應用信息的能力，教育學生正確認識和理解與信息技術相關的文化、倫理和社會等問題，負責任地使用信息技術。[2]目前的傳統(tǒng)教育并不能完整的體現(xiàn)國家對于小學信息課的要求，特別是不能體現(xiàn)在信息課中新出現(xiàn)的編程授課內容的要求，因此需要使用更加符合當下教育環(huán)境的新的信息課編程教授的新型教學模式。

2.主流教學模式對比與篩選

經過各國教育學者的不斷探索，找出了許多代替?zhèn)鹘y(tǒng)教育模式的現(xiàn)代化教學模式。而目前比較主流的教學模式則是：“翻轉課堂”教學模式、OBE教學模式以及PBL教學模式。

2.1“翻轉課堂”教學模式

“翻轉課堂”（Flipped Classroom）教學模式是一種創(chuàng)新型的教學模式[3]。主要特點在于“翻轉”，通過將主要學習地點改為非教室，將教室變?yōu)橛懻?、分享結果的地方而風靡全球。而“翻轉課堂”的主要方式是結合了當下最流行的網(wǎng)絡授課平臺，通過教師在課前做好相應的課件視頻，讓學生在上課前隨時隨地通過網(wǎng)絡平臺進行預習，并且留下思考問題;在正式上課時，學生帶著問題組隊進行探討，而教師則從課堂的領導者變?yōu)檎n堂的組織參與者;在課中，將學生解決問題的思路進行全班演示，這也有利于鍛煉學生的語言表達能力;在課后，學生還有不懂的地方，可以通過網(wǎng)絡平臺進行查漏補缺，由于課件變?yōu)橐曨l，這使得課件可以隨時被查閱，這是傳統(tǒng)課件所不能做到的地方。

總體而言，“翻轉課堂”教學模式就是改變了傳統(tǒng)課堂的教學流程，由“先教后學”變?yōu)椤跋葘W后教”，[4]將教師和學生的關系從“領導和下屬”變?yōu)榱恕巴隆薄！胺D課堂”教學模式流程如圖1所示。

圖1 “翻轉課堂”教學模式流程圖

2.2 OBE教學模式

OBE是成果導向教育（Outcome Based Education），亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，它于1981年由Spady等人提出，作為一種先進的教育理念，已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。[5]OBE教學模式主要強調了4個問題：（1）學生需要取得的成果是什么？（2）學生如何來取得這些成果？（3）如何幫助學生取得成果？（4）如何判斷學生是否取得學習成果？OBE教學模式的教學步驟可以分為5個步驟：（1）教學目的設計;（2）教學內容設計;（3）教學環(huán)節(jié)設計;（4）教學方法設計;（5）成果評價設計。[6]

總體而言，OBE教學模式跳出了傳統(tǒng)教學模式“正向”順序，采用了“逆向”順序進行教學。先由教師研究出本課題需要學生取得的學習成果，然后由學習成果逆向安排和設計課程，以結果為導向，使得教學的針對性更強。OBE教學模式流程如圖2所示。

圖2 OBE教學模式流程圖

2.3 PBL教學模式

PBL（Problem？鄄Based Learning），即基于問題的學習，也可稱作問題式學習。PBL最早起源于20世紀50年代的醫(yī)學教育，目前已成為國際上較流行的一種教學方法。[7]PBL教學模式擁有5大特征：（1）首先是知道需要解決的問題是什么，即：驅動問題（Driving Question）;（2）學生在一個較為真實的環(huán)境下對問題進行探討，在探討過程中學習與應用學科思想;（3）教師參與其中，與學生進行協(xié)作性活動，一同找尋解決問題的方法而不是一味給出答案，引導學生主動思考;（4）讓學生動手操作，一邊操作一邊進行思考，不只是盲目思考，抽象問題;（5）學生找出方法后向其他人展示自己的成果，分享方法，增加認同感，鍛煉語言表達能力以及學習其他同學的方法，開拓視野。

總體而言，PBL教學模型更多的是對傳統(tǒng)教育中學生與教師互相為個體進行了改良，讓教師和學生都參與其中，教師作為引導部分，學生作為執(zhí)行部分。讓學生更加有參與感。PBL教學模式流程如圖3所示。

3.小學信息編程課教學模式篩選

通過對“翻轉課堂”教學模式、OBE教學模式以及PBL教學模式進行分析可以發(fā)現(xiàn)，這三類主流的教學模式都非常優(yōu)于傳統(tǒng)的書本教育，但是這并不代表這三類教育模式都適合現(xiàn)如今的小學信息編程課教學模式。

3.1“翻轉課堂”教學模式篩選

“翻轉課堂”教學模式的主要特點在于翻轉了傳統(tǒng)教育中的“先教后學”，變?yōu)榱恕跋葘W后教”，這個教學模式雖然具有較高的創(chuàng)新性，但是對于小學的信息編程課程有幾個不妥當?shù)牡胤健?/p>

（1）小學信息編程課程與主流課程課時差距大

在我國小學階段，小學信息課編程內容不同于小學階段的語文、數(shù)學等課程，通常信息課每周只有1-2節(jié)課，同時受限于我國目前大多數(shù)學生家庭的計算機普及情況與使用能力，讓小學生通過網(wǎng)絡平臺進行提前學習，大范圍地讓小學生把編程內容的知識學習放在課堂外不現(xiàn)實。

（2）對教師的要求提高

由于“翻轉課堂”教學模式要求教師在課前制作授課內容的教學視頻，這就要求任課教師需要具有一定基礎的多媒體使用技術，并且需要更加有邏輯性、條理性的為學生講授視頻課程，[8]在課堂中也需要具備足夠的授課技巧，引導學生進行思考的能力。這對目前我國目前信息課教師提出了更高的要求，難以在短時間內實現(xiàn)。

（3）使用互聯(lián)網(wǎng)設備監(jiān)管困難

目前在我國，家長和教師都極力控制小學生對于互聯(lián)網(wǎng)設備的使用時間以及使用范圍，一來是防止小學生沉迷于電腦與手機;二來是鼓勵小學生多通過現(xiàn)實途徑與人交流，不要沉迷于虛擬世界。因此，大規(guī)模地使用互聯(lián)網(wǎng)設備在網(wǎng)絡平臺觀看課件視頻不大符合目前的社會背景。

3.2 OBE教學模式篩選

OBE教學模式是以結果為導向的教學模式，通過明確需要學生取得的學習成果入手，一切站在學生的角度進行思考，重新設計課程，并且對學生的學習狀況進行評價分析和指導。這個教學模式讓教師站在學生角度進行思考，但是仍有幾處不妥當?shù)牡胤健?/p>

（1）對教師要求極高

相比較“翻轉課堂”教學模式只需要做出視頻課件來說，OBE教學模式則是需要教師對課本進行深刻理解后做出自己想法的課件，由于需要站在學生的角度進行課件的設計，那么以教師角度設計的課本就需要重新排版，這是一個非常大的工程，并且需要教師的理解能力和歸納能力較強。

（2）學習成果評價標準化較難

OBE教學模式中需要教師對學習成效進行評價，但是由于教師重新編排了課本的知識結構以及講授順序。[9]不同的教師有不同的理解方式，因此沒有辦法形成一個標準且正確的學習成果評價。

（3）存在應試教育的弊端

由于OBE教學模式以目標為導向，這不免讓人想到應試教育的弊端，即以考試結果為導向，如果教師對于編排的課本沒有標準，就容易出現(xiàn)純粹為了達到該課題的結果而進行教學。這對于學生的小學信息科教育十分不利，遏制了小學生的全面發(fā)展。

3.3 PBL教學模式篩選

PBL教學模式是以問題為導向的教學方式，既跳出了傳統(tǒng)教育只在課本上紙上談兵，又不需要在原有的教學課堂做太大的改動。相比較之下有幾處優(yōu)勢。

（1）對教師要求低

由于PBL教學模式只是需要教師明確每一節(jié)課要解決的問題，即驅動問題，相比較“翻轉課堂”教學模式的需要教師制作視頻課件以及OBE教學模式的重新排版課本更加輕松和易上手。教師不需要做太多教學上的改變，只需要將學習的承擔者變?yōu)閷W生即可。

（2）課堂氣氛融洽

由于PBL教學模式強調真實情境下進行教學，并且強調自主學習、參與學習，[10]教師只需要對學生進行引導和組織就能完成教學。激發(fā)學生的興趣和好奇心，學習的主要場所依然在課堂上，有利于學生之間互相刺激增加學習熱情。同時在每一個問題解決后，學生在課堂上演示自己的方法和成果給其他人，有利于不同方法的交流以及鍛煉學生的語言表達能力。

（3）鍛煉協(xié)同合作領導能力

PBL教學模式講究以學生為中心，學生擔負起學習的責任，并且常常是以幾人組成小組為單位進行討論。每個學生都參與其中，每個人都有機會成為話題的領導者、學習成果的演示者、舉一反三解決問題的思考者。以學生教授學生、以教師引導學生、以教師參與學生，讓學生不僅獲得解決問題的方法，更加鍛煉學生的協(xié)同合作以及領導團隊的能力。

4.改進的PBL

在小學信息課編程內容授課中使用傳統(tǒng)PBL方法的不足：（1）課堂時間太短，學生自己學習時間不夠，每個學生在課堂上展示自己成果的時間也不夠。（2）由于授課對象是小學生，他們缺乏足夠的查找信息的能力，并且彼此討論的能力也比較弱。

從編程內容授課的角度來看，實現(xiàn)一個課程目標的程序，本來就可以是不同的。因此授課內容特別適合學生去探究解決問題的獨特方法，體現(xiàn)出學生的豐富個性與獨特思維。其次，編程內容特別具有現(xiàn)實應用意義。因為在編程教學中使用的Scratch軟件，是圖形化的編程軟件，學生編程的內容通常都是可以立刻看到結果的，程序一運行就能看到運行的結果，體現(xiàn)了解決方案的應用效果。

精簡PBL的具體做法如下表：

表1：標準PBL與精簡PBL的對比

本文提出的精簡PBL方法的優(yōu)點：

（1）精簡化符合課時少特點

通過對標準化PBL教學模式進行精簡化，著重于PBL的教學步驟進行精簡為4步：問題提出、小組討論、問題解決和自我提升。將教師進行知識點梳理以及小組討論緊密結合，并且讓學生在已有的程序框架中完成題目，將展示自我和提升自我進行融合，大大節(jié)省了標準PBL教學模式的時間，使得每一個步驟重心點更加突出，使整個教學過程可以在小學信息課的一節(jié)課時間內完成。

（2）結合編程授課內容

由于教學內容為編程教學，因此在運用PBL教學模式時需要結合真實教學場景進行改進。將知識點的梳理變?yōu)椋航處熢O置程序框架，讓學生進行程序填空補充，補充完整且正確后程序會正常運行，并且實時對該操作進行評分，獲取學生理解情況;在自我提升階段通過運行程序和書寫程序介紹或程序注釋，展示自己的編程思想與計算思維，全程緊緊圍繞編程教學的目的進行授課，更加貼合教學內容。

（3）結合信息化在線編程授課平臺

小學信息課編程是在使用計算機的環(huán)境下教授的，因此在進行問題解決以及自我提升階段，所有的操作都應該是結合計算機的特性以及信息化編程課程平臺來進行的。通過教師設置的在線課程問題，每一個學生都能動手實踐進行探索答案，并且利計算機網(wǎng)絡的功能，在展示成果階段也更加方便和快捷的分享自己的觀點，這簡化了標準PBL教學模式的應用難度。