论文部分内容阅读
【摘 要】笔者基于项目式学习理论，创设切合学生真实生活的情境，引导学生在对话交流中明确项目任务，经历方案设计、编写代码、调试并解决问题，在以学生为主导的实践活动中，推进“转盘游戏”项目式学习，并探讨在小学阶段开展图形化编程教学的有效方法，为学生信息素养的落地寻求有效手段。
【关键词】项目式学习 图形化编程 信息素养
项目式学习指学生在教师的引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。Codemao是一款新兴的图形化编程软件，它将以往复杂的计算机语言转变为图像化模块，使学生通过搭积木一样的编程，实现内心创意的物化。笔者结合项目式学习理论，通过Codemao平台开展图形化编程教学，在以“转盘游戏”为项目的实践学习中探讨图形化编程教学的有效方法。
一、情境创设，明确任务
项目式学习主张从真实生活情境中挖掘可探究的问题，并将问题转化为项目式学习活动主题。为此，笔者立足学生真实生活实际，设计如下任务情境。
情境：几个小伙伴玩转盘游戏（转盘为一个六等分的圆形），轮到小明转时，转盘指针直指两个相邻区域的中间线，伙伴们就指针归属问题争论不休。
任务：请各小组根据情境分析小伙伴们争论的原因，尝试利用Codemao软件设计一个作品，帮助小伙伴们解决这个问题。
学生利用生活经验解析当下情境，在对话中提炼本次项目式学习的目标作品需求—利用Codemao软件，设计一个指针不压线且结果随机的转盘游戏。
【设计意图】真实情境的创设，有利于学生调取生活经验，将单纯的技能知识学习转变为真实情境的问题解决。学生通过查找、收集信息，在寻求问题解决的过程中学习与本问题相关的知识。在小组团队交流中，利用语言交流提升对信息分析的敏感性。学生在对话中剖析问题，在彼此的交流研讨中梳理问题脉络，针对问题解决提出合理判断，厘清作品需求，明确本项目学习的目标指向。
二、合作协商，设计方案
课堂活动环节：教师提供团队交流协商的机会，各小组就前期讨论结果各抒己见。
在团队分享方案的环节中，学生经过协商在班级内部达成共识：生活中无法避免的“压线”问题，可以利用Codemao软件设计一个转盘游戏，让指针初始状态处于某个格子的中部，因为一个圆的六等分为60°，所以只要控制指针每次转动的角度为60°，就能解决指针压线问题。
根据协商结果，笔者组织学生利用文字脚本编写设计方案初稿（见表1）。
【设计意图】各组分享方案初稿，群体交流协商环节关注三点：（1）脚本方案的撰写尽量切合Codemao软件语言，即利用图形化编程的语言描述问题，提高后期文字脚本转化为积木脚本的转化率;（2）依据实物转盘的游戏规则，分角色分析脚本方案;（3）在交流协商讨论过程中，培养学生问题分析能力和合作互学能力。
在群体讨论环节，就学生提出的指针“压线”问题，引导学生深入思考“压线”原因，于对话中梳理关键信息：转角随机导致“压线”问题的产生。抓关键词“随机”，变随机数值为固定数值，学生自发代入数学学科中关于圆和角度的知识点，计算得出固定数值60°。在此过程中教师担当组织者，组织学生有序交流协商，于交流中厘清问题，针对问题提出适当解决方案。
三、编写脚本，调试代码
课堂活动环节：学生根据上一阶段提出的初稿方案编写图形化代码，在反复调试过程中完善代码。
在调试过程中学生发现，在当前情境下使用“告诉”指令的效果等同于“廣播”指令，但“告诉”指令一般情况下作用于一个对象，而“广播”指令可以发起群响应。根据实际调试结果，得出控制指针旋转的两种方法（见表2）。
指针 由“启动”按钮控制具体旋转指令，本身无需添加积木
方法二：
使用“广播”指令
启动按钮 当角色被点击
发送广播“指针旋转”
指针 当收到广播“指针旋转”
重复执行
围绕转盘旋转60°
【设计意图】“如何控制指针转动”是教师设计本项目学习时预设在主问题中的一个子问题，从学生的实践中可见这个问题起到了“聚合”作用。它将零散的积木指令学习整合起来，让学生在具体情境中主动获取和整合知识，并在此基础上经过抽象归纳扩展知识形成更深的理解，深层次的理解带动解题多样性的产生。
四、聚焦问题，优化方案
课堂活动环节：聚焦作品存在的问题，反复调试优化方案。
活动过程生成的问题：已完成的作品不满足结果随机的需求。
学生对转盘游戏拥有足够的生活体验，在分享环节，学生敏锐发现本作品存在的问题，并提出质疑：“游戏停止人为控制，如果反复练习可以控制结果，会使得作品结果不随机。”聚焦“随机”问题，学生提出可以使用“随机数”指令优化方案，进而针对“随机数”指令添加位置展开激烈讨论。此处教师提示“一个完整的事件包含起因、经过、结果”，可以尝试在一个事件中的三个部分介入“随机数”指令。调试过程中学生舍弃了“旋转随机角度”“等待随机秒数后启动”等方案，得出以下两种可行性解决方案（见表3）。
【设计意图】学生在学科项目式学习中扮演的是学科专家的角色。在本项目中学生像一个程序开发师一样发现Bug，而后反复试错，修改、优化方案。教师营造安全、稳定、有效的交流环境，学生在开放的语言环境中自发合作、协商，抓住调试过程中产生的可用于解释问题的证据，做出基于有效证据的方案改进，并应用合理算法，形成解决问题的方案。
五、总结评价，反馈提升
课堂活动环节：教师利用Codemao平台发布学生作品，发布任务。
1.个人在平台上实操并从“代码简洁”“代码可读”“代码可行”等角度评价同学作品。
2.以小组为单位对班级现有作品归类，分成“不可行代码”及“可行代码”两大类，并对“可行代码”类别根据解题方法的不同细化分类。
【设计意图】在评价和分类中加深对代码的认识，从解题多样性中建构自身对于编程的认知和理解。Codemao软件的作品发布功能扩展了学生的学习场域，将学习场域延伸到课后并接受全网的浏览和评价，转变单一师评为学生互评、团队评价、第三方评价。多样化的评价方式在更大程度上激发了学生参与项目学习的欲望，实现了学生在数字化的环境中学习。通过数字化工具解决问题，利用数字化工具评价反馈，稳步提升学生的信息素养。
总体而言，项目式学习能够将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。整个学习的过程动态发展且充满挑战，学生在动手实践、沟通、共享、合作与协商中，体验了知识的社会性建构，增强了信息意识，提升了信息素养，提高了终身学习能力。
本文为福建省教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“基于STEAM教育理念的小学信息技术项目式学习实践研究”（课题编号：FJJKXB20-749）的研究成果。
（作者单位：福建省厦门市集美区杏东小学）
责任编辑：赵继莹
724132105@qq.com
【关键词】项目式学习 图形化编程 信息素养
项目式学习指学生在教师的引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。Codemao是一款新兴的图形化编程软件，它将以往复杂的计算机语言转变为图像化模块，使学生通过搭积木一样的编程，实现内心创意的物化。笔者结合项目式学习理论，通过Codemao平台开展图形化编程教学，在以“转盘游戏”为项目的实践学习中探讨图形化编程教学的有效方法。
一、情境创设，明确任务
项目式学习主张从真实生活情境中挖掘可探究的问题，并将问题转化为项目式学习活动主题。为此，笔者立足学生真实生活实际，设计如下任务情境。
情境：几个小伙伴玩转盘游戏（转盘为一个六等分的圆形），轮到小明转时，转盘指针直指两个相邻区域的中间线，伙伴们就指针归属问题争论不休。
任务：请各小组根据情境分析小伙伴们争论的原因，尝试利用Codemao软件设计一个作品，帮助小伙伴们解决这个问题。
学生利用生活经验解析当下情境，在对话中提炼本次项目式学习的目标作品需求—利用Codemao软件，设计一个指针不压线且结果随机的转盘游戏。
【设计意图】真实情境的创设，有利于学生调取生活经验，将单纯的技能知识学习转变为真实情境的问题解决。学生通过查找、收集信息，在寻求问题解决的过程中学习与本问题相关的知识。在小组团队交流中，利用语言交流提升对信息分析的敏感性。学生在对话中剖析问题，在彼此的交流研讨中梳理问题脉络，针对问题解决提出合理判断，厘清作品需求，明确本项目学习的目标指向。
二、合作协商，设计方案
课堂活动环节：教师提供团队交流协商的机会，各小组就前期讨论结果各抒己见。
在团队分享方案的环节中，学生经过协商在班级内部达成共识：生活中无法避免的“压线”问题，可以利用Codemao软件设计一个转盘游戏，让指针初始状态处于某个格子的中部，因为一个圆的六等分为60°，所以只要控制指针每次转动的角度为60°，就能解决指针压线问题。
根据协商结果，笔者组织学生利用文字脚本编写设计方案初稿（见表1）。
【设计意图】各组分享方案初稿，群体交流协商环节关注三点：（1）脚本方案的撰写尽量切合Codemao软件语言，即利用图形化编程的语言描述问题，提高后期文字脚本转化为积木脚本的转化率;（2）依据实物转盘的游戏规则，分角色分析脚本方案;（3）在交流协商讨论过程中，培养学生问题分析能力和合作互学能力。
在群体讨论环节，就学生提出的指针“压线”问题，引导学生深入思考“压线”原因，于对话中梳理关键信息：转角随机导致“压线”问题的产生。抓关键词“随机”，变随机数值为固定数值，学生自发代入数学学科中关于圆和角度的知识点，计算得出固定数值60°。在此过程中教师担当组织者，组织学生有序交流协商，于交流中厘清问题，针对问题提出适当解决方案。
三、编写脚本，调试代码
课堂活动环节：学生根据上一阶段提出的初稿方案编写图形化代码，在反复调试过程中完善代码。
在调试过程中学生发现，在当前情境下使用“告诉”指令的效果等同于“廣播”指令，但“告诉”指令一般情况下作用于一个对象，而“广播”指令可以发起群响应。根据实际调试结果，得出控制指针旋转的两种方法（见表2）。
指针 由“启动”按钮控制具体旋转指令，本身无需添加积木
方法二：
使用“广播”指令
启动按钮 当角色被点击
发送广播“指针旋转”
指针 当收到广播“指针旋转”
重复执行
围绕转盘旋转60°
【设计意图】“如何控制指针转动”是教师设计本项目学习时预设在主问题中的一个子问题，从学生的实践中可见这个问题起到了“聚合”作用。它将零散的积木指令学习整合起来，让学生在具体情境中主动获取和整合知识，并在此基础上经过抽象归纳扩展知识形成更深的理解，深层次的理解带动解题多样性的产生。
四、聚焦问题，优化方案
课堂活动环节：聚焦作品存在的问题，反复调试优化方案。
活动过程生成的问题：已完成的作品不满足结果随机的需求。
学生对转盘游戏拥有足够的生活体验，在分享环节，学生敏锐发现本作品存在的问题，并提出质疑：“游戏停止人为控制，如果反复练习可以控制结果，会使得作品结果不随机。”聚焦“随机”问题，学生提出可以使用“随机数”指令优化方案，进而针对“随机数”指令添加位置展开激烈讨论。此处教师提示“一个完整的事件包含起因、经过、结果”，可以尝试在一个事件中的三个部分介入“随机数”指令。调试过程中学生舍弃了“旋转随机角度”“等待随机秒数后启动”等方案，得出以下两种可行性解决方案（见表3）。
【设计意图】学生在学科项目式学习中扮演的是学科专家的角色。在本项目中学生像一个程序开发师一样发现Bug，而后反复试错，修改、优化方案。教师营造安全、稳定、有效的交流环境，学生在开放的语言环境中自发合作、协商，抓住调试过程中产生的可用于解释问题的证据，做出基于有效证据的方案改进，并应用合理算法，形成解决问题的方案。
五、总结评价，反馈提升
课堂活动环节：教师利用Codemao平台发布学生作品，发布任务。
1.个人在平台上实操并从“代码简洁”“代码可读”“代码可行”等角度评价同学作品。
2.以小组为单位对班级现有作品归类，分成“不可行代码”及“可行代码”两大类，并对“可行代码”类别根据解题方法的不同细化分类。
【设计意图】在评价和分类中加深对代码的认识，从解题多样性中建构自身对于编程的认知和理解。Codemao软件的作品发布功能扩展了学生的学习场域，将学习场域延伸到课后并接受全网的浏览和评价，转变单一师评为学生互评、团队评价、第三方评价。多样化的评价方式在更大程度上激发了学生参与项目学习的欲望，实现了学生在数字化的环境中学习。通过数字化工具解决问题，利用数字化工具评价反馈，稳步提升学生的信息素养。
总体而言，项目式学习能够将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。整个学习的过程动态发展且充满挑战，学生在动手实践、沟通、共享、合作与协商中，体验了知识的社会性建构，增强了信息意识，提升了信息素养，提高了终身学习能力。
本文为福建省教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“基于STEAM教育理念的小学信息技术项目式学习实践研究”（课题编号：FJJKXB20-749）的研究成果。
（作者单位：福建省厦门市集美区杏东小学）
责任编辑：赵继莹
724132105@qq.com