《智能手機(jī)創(chuàng)意編程》課程設(shè)計(jì)與實(shí)施

任健

[摘? ?要]《智能手機(jī)創(chuàng)意編程》課程在統(tǒng)整理念的指導(dǎo)下，融合信息技術(shù)和通用技術(shù)課程，進(jìn)行課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維為核心，通過 “設(shè)計(jì)與智造”項(xiàng)目活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的軟件編程與動(dòng)手制作能力，促進(jìn)其計(jì)算思維與工程思維的結(jié)合，提升其學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]課程設(shè)計(jì);計(jì)算思維;手機(jī)編程

[中圖分類號(hào)]? ? G632.4? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）27-0040-03

2017年教育部頒布的普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出，高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)核心要素組成。相比之前的課程標(biāo)準(zhǔn)，首次提出了計(jì)算思維的概念。在課程內(nèi)容的設(shè)置上，必修課程《數(shù)據(jù)與計(jì)算》中提到，掌握一種程序設(shè)計(jì)語言的基本知識(shí)，使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法。通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，感受算法的高效率。《智能手機(jī)創(chuàng)意編程》是一門校本選修課程，秉承“獨(dú)立、協(xié)作、創(chuàng)造”的校訓(xùn)，在統(tǒng)整理念的指導(dǎo)下，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維為核心，通過開展 “設(shè)計(jì)與智造”項(xiàng)目活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的軟件編程與動(dòng)手制作能力，促進(jìn)其計(jì)算思維與工程思維的結(jié)合，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。下面筆者就課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施談?wù)勛约旱木唧w做法。

一、設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)《智能手機(jī)創(chuàng)意編程》課程的宗旨是讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，圍繞計(jì)算思維的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)移動(dòng)應(yīng)用的開發(fā)技術(shù)，將手機(jī)移動(dòng)應(yīng)用的開發(fā)與多種智能傳感器技術(shù)相結(jié)合，解決實(shí)際生活中的問題，通過項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)信息技術(shù)的知識(shí)學(xué)習(xí)、方法領(lǐng)悟、工具掌握、問題解決和創(chuàng)新發(fā)展。

對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，程序設(shè)計(jì)一直是中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的首選。程序設(shè)計(jì)教學(xué)在計(jì)算思維概念提出之前就一直進(jìn)行著，根據(jù)學(xué)生能力水平不同，開展過Basic、Pascal、C、C++、VB等語言的教學(xué)，現(xiàn)在又開始流行Python等自動(dòng)化程度更高的語言教學(xué)，它們對(duì)于學(xué)生理解計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程起到重要的作用。但是，由于計(jì)算機(jī)程序語言具有抽象性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，讓大部分學(xué)生望而卻步。本課程使用的App Inventor軟件是一種可視化、積木式的編程軟件，它的對(duì)象基于動(dòng)作事件的特點(diǎn)更貼近日常生活，學(xué)生易于理解，有效降低了學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的門檻，讓編程學(xué)習(xí)更簡(jiǎn)單、更有趣、更有意義，教師可以把教學(xué)的重心放在對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)上。

二、課程目標(biāo)

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。《智能手機(jī)創(chuàng)意編程》課程統(tǒng)整了信息技術(shù)和通用技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容與育人目標(biāo)，因此本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和技術(shù)意識(shí)、計(jì)算思維和工程思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)和物化能力、信息社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)。

學(xué)生通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，能夠體驗(yàn)基于移動(dòng)端的日常應(yīng)用，結(jié)合移動(dòng)應(yīng)用的典型事例，認(rèn)識(shí)到移動(dòng)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的影響;了解面向?qū)ο蠛褪录?qū)動(dòng)的編程原則，掌握基于圖形化開發(fā)工具進(jìn)行移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與開發(fā)的基本方法;了解常用傳感器的種類和功能，其數(shù)據(jù)采集方式，能在移動(dòng)運(yùn)用設(shè)計(jì)中使用多種數(shù)據(jù)輸入方式;經(jīng)歷項(xiàng)目作品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，運(yùn)用計(jì)算思維和工程思維方法來界定問題、抽象特征，領(lǐng)悟信息、數(shù)據(jù)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)和控制等技術(shù)方法并加以運(yùn)用，熟悉編程的一般過程;通過可視化的方式，如設(shè)計(jì)流程、制作界面、搭建程序等，合理使用手機(jī)的各種編程對(duì)象，在最終形成項(xiàng)目作品的過程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作態(tài)度和工匠精神，達(dá)成技術(shù)學(xué)科立德樹人的終極目標(biāo)。

三、課程內(nèi)容

本課程整合了2017版普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的選修模塊《移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)》、必修模塊《數(shù)據(jù)與計(jì)算》和選擇性必修《人工智能初步》《開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)》模塊，以及高中通用技術(shù)的有關(guān)模塊內(nèi)容，具體設(shè)置見表1。

四、課程實(shí)施策略

學(xué)習(xí)本課程的學(xué)生由來自高一各班對(duì)程序設(shè)計(jì)感興趣的學(xué)生組成，教師通過選修課的形式進(jìn)行授課，時(shí)間跨度是高一兩個(gè)學(xué)期。課程遵循學(xué)生的一般認(rèn)知規(guī)律，先從基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能開始，介紹App Inventor軟件的界面和一般流程，讓學(xué)生通過前面的基礎(chǔ)項(xiàng)目快速掌握操作方法，領(lǐng)會(huì)其圖形化編程的特點(diǎn)，激發(fā)起好奇心和求知欲。接著學(xué)生通過兩個(gè)游戲項(xiàng)目的制作，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決新問題，培養(yǎng)問題解決能力和系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維。最后，利用手機(jī)與外部硬件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的連接實(shí)例進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，期待學(xué)生對(duì)于之前的學(xué)習(xí)有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)創(chuàng)意項(xiàng)目，有效地在設(shè)計(jì)活動(dòng)中掌握技術(shù)知識(shí)、應(yīng)用技術(shù)原理、體悟設(shè)計(jì)過程、積累成技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并逐步形成和發(fā)展計(jì)算思維、工程思維，理解技術(shù)文化，最終落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

五、課程大綱

六、課程評(píng)價(jià)與成果

經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，選修班的學(xué)生合作完成了創(chuàng)意作品的設(shè)計(jì)與制作。采用過程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行課程評(píng)價(jià)。過程性評(píng)價(jià)主要依據(jù)學(xué)生提交的《項(xiàng)目學(xué)習(xí)手冊(cè)》，其中反映了學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題、開展的討論、評(píng)估的方案、繪制的草圖、拍攝的作品實(shí)物照片，作品的自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，最后是學(xué)生的反思。

總結(jié)性評(píng)價(jià)依據(jù)最后完成的作品，每個(gè)小組都定好一個(gè)主題大框架，主要有小車類、燈光類和音樂類，每個(gè)小組根據(jù)大框架確定自己的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目。最后，每個(gè)小組基本完成了當(dāng)初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，不過在完成質(zhì)量和創(chuàng)意設(shè)計(jì)方面還存在差異。優(yōu)秀小組的作品，既能較好地體現(xiàn)功能，又能考慮到美觀性、實(shí)用性。有的小組的作品，只能體現(xiàn)部分功能，而且從學(xué)習(xí)手冊(cè)上看，小組合作流于形式，作品主要是由個(gè)別學(xué)生完成的。表3展示部分小組的優(yōu)秀作品。

回顧課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施的全過程，在統(tǒng)整思想的指導(dǎo)下，計(jì)算思維的培養(yǎng)是可以通過跨學(xué)科的方式進(jìn)行的，而通過項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)可以使各學(xué)科有效地融合。項(xiàng)目中涉及手機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)，主要是信息技術(shù)課程的相關(guān)范疇，可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等信息技術(shù)核心素養(yǎng)，而圖樣設(shè)計(jì)、模型搭建則屬于通用技術(shù)課程相關(guān)范疇，可以培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、圖樣表達(dá)、物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。智能手機(jī)創(chuàng)意項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，是基于現(xiàn)實(shí)生活以及真實(shí)問題情境的，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐過程中有效地培養(yǎng)了計(jì)算思維以及工程思維等素養(yǎng)。

綜上所述，由于課時(shí)的限制，有的學(xué)生對(duì)于手機(jī)開發(fā)的基本技術(shù)的學(xué)習(xí)還是不夠的，因此在講解開發(fā)制作的具體案例時(shí)，有的學(xué)生表現(xiàn)出沒有自己的想法、創(chuàng)新力不夠等，這也提醒著教師，在項(xiàng)目教學(xué)的過程中，怎樣有效引導(dǎo)學(xué)生開展自己的項(xiàng)目，而不只是讓學(xué)生跟著教師做，這是值得繼續(xù)好好研究的方面。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 任友群，黃榮懷.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]? 顧建軍，吳鐵軍.普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

（責(zé)任編輯? ? 黃諾依）