基于過程體驗(yàn)的數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

毛澄潔+項(xiàng)杰庭

程序教學(xué)的復(fù)興

● 基于過程體驗(yàn)的App Inventor教學(xué)法

“授人以魚，不如授人以漁”。開設(shè)App Inventor課程，應(yīng)該立足于能力的培養(yǎng)，特別是應(yīng)該立足于計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。所謂計(jì)算思維是一種基于計(jì)算機(jī)的解決問題的思維方法，這種方法將問題轉(zhuǎn)換為某個(gè)計(jì)算裝置上的信息處理過程，并尋求一種算法上的解決途徑。因此，在App Inventor教學(xué)中，應(yīng)該通過教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)例制作，貫徹過程體驗(yàn)原則，讓學(xué)生體驗(yàn)軟件開發(fā)的全過程，體驗(yàn)其中解決問題的計(jì)算思維方法。

過程體驗(yàn)原則注重的是情感與認(rèn)知過程的統(tǒng)一。學(xué)生通過激發(fā)情感，在開發(fā)過程中感知和領(lǐng)悟知識(shí)，在認(rèn)知活動(dòng)中充分發(fā)揮情感作用，并達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用，做到情知合一的協(xié)同發(fā)展。過程體驗(yàn)教學(xué)具有親歷自主性、實(shí)踐性、個(gè)性化、交往性、情境性、緘默性等特征。

軟件項(xiàng)目開發(fā)的過程主要包括問題的定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試等階段。

App Inventor的開發(fā)環(huán)境降低了軟件開發(fā)的技術(shù)門檻，筆者用兩課時(shí)在數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)中運(yùn)用了貫徹過程體驗(yàn)原則的教學(xué)方法。該教學(xué)方法遵循上述軟件項(xiàng)目開發(fā)的一般流程，通過學(xué)生課上撰寫的開發(fā)記錄可以進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確這一教學(xué)方法的有效性。

● 關(guān)于數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目功能介紹

提到涂鴉，人們都非常熟悉，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)字涂鴉功能也非常簡(jiǎn)單。就是手指在手機(jī)屏幕上滑動(dòng)時(shí)，可以畫出線條（如圖1）。

圖1

學(xué)生完成的數(shù)字涂鴉程序作品如圖2所示，增加了清屏、顏色的選擇、粗細(xì)的選擇，通過拍照的方式更改畫布背景，還增加了畫點(diǎn)、線、花紋的選擇。這是學(xué)生在完成App程序開發(fā)后，自己使用該程序完成的一個(gè)涂鴉作品。

2.相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

（1）畫布（Canvas）組件的拖拽事件，畫點(diǎn)、線、圓、清除畫布等方法，背景顏色、背景圖片、畫筆顏色、畫筆粗細(xì)等屬性。

（2）照相機(jī)（Camera）組件，拍照后事件，拍照方法。

（3）變量的定義、賦值與使用。

（4）If then的選擇結(jié)構(gòu)。

（5）軟件開發(fā)過程的體驗(yàn)。

3.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過本項(xiàng)目的問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編程、軟件測(cè)試等過程，了解并體驗(yàn)軟件開發(fā)的基本過程，建立基于計(jì)算機(jī)編程的問題解決的基本邏輯。

（2）學(xué)習(xí)并熟練使用畫布組件屬性、事件與方法，并應(yīng)用于本項(xiàng)目的開發(fā)。

（3）了解相機(jī)組件的基本功能、事件與方法，并應(yīng)用本項(xiàng)目的開發(fā)。

（4）通過讓程序區(qū)分所畫圖形，引入變量的概念，學(xué)會(huì)定義變量、給變量賦值、使用變量；引入if then的選擇結(jié)構(gòu)，引入條件判斷與表達(dá)式，學(xué)會(huì)條件判斷進(jìn)行編程。

4.教學(xué)過程

第一部分：初步開發(fā)

（1）新課導(dǎo)入。

教師設(shè)置問題情境：手機(jī)成為每個(gè)人必備通訊工具，滑屏、觸屏成為每天的功課，可以留下人們滑屏、觸屏的軌跡嗎？如何實(shí)現(xiàn)？出示上頁圖1的照片。

（2）兩人一組，圍繞以下問題進(jìn)行討論。

軟件需求：數(shù)字涂鴉。

應(yīng)用設(shè)計(jì)：要達(dá)到什么功能？如何進(jìn)行人機(jī)交互？軟件界面設(shè)計(jì)成什么樣子？信息如何交換？

（3）小組合作嘗試開發(fā)、試用。

使用畫布組件，了解它的屬性、事件與方法，試著來完成這一功能。打開模擬器，嘗試使用此程序。

（4）小組交流嘗試開發(fā)，教師點(diǎn)評(píng)：利用畫布的拖拽事件，可以獲取三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，調(diào)用畫線方法，利用前一個(gè)點(diǎn)和當(dāng)前點(diǎn)的XY坐標(biāo)，就可以畫線，記錄手指觸屏的軌跡（如圖3）。

（5）繼續(xù)制作自己的程序：試著畫一幅涂鴉作品，看一看軟件還需要有什么修改的地方。

第二部分：拓展開發(fā)

（6）教師匯總學(xué)生們提出的意見與解決方案。

（7）教師講解相關(guān)知識(shí)。

（8）學(xué)生自主開發(fā)，完善自己的作品。

第三部分：程序的修改與完善

（9）教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的項(xiàng)目作品，明確問題點(diǎn)與解決方案：①組件命名不規(guī)范——如何規(guī)范命名組件。②BLOCK編輯區(qū)代碼塊太亂——BLOCK編輯區(qū)的整理，排列、堆疊、復(fù)制、收起、打開等操作。③背景顏色設(shè)置錯(cuò)誤。④變量與選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

（10）根據(jù)教師要求，修改完善自己的作品：①規(guī)范組件命名。②修改不正確的功能和屬性設(shè)定。③增加并完善數(shù)字涂鴉軟件功能。④制作模擬器的屏幕截圖，保存源文件，填寫軟件修改記錄。

（11）交流展示作品與開發(fā)體會(huì)。

● 課程實(shí)施過程與效果的反饋情況

教學(xué)過程與軟件開發(fā)過程的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)了App Inventor體驗(yàn)式過程教學(xué)方法的核心，體現(xiàn)了問題發(fā)現(xiàn)和解決的理念，即問題—解決方法—程序修改。

利用“我的數(shù)字涂鴉”開發(fā)記錄，通過記錄的方式使學(xué)生在本課導(dǎo)入時(shí)，較為認(rèn)真、快速地根據(jù)問題定義，設(shè)計(jì)出了自己想要的軟件功能。這種方式學(xué)生非常認(rèn)可，也很配合，每節(jié)課的開發(fā)記錄要求均不一樣。

修改完善自己的作品。根據(jù)學(xué)生作品中存在的問題，教師提出修改意見，學(xué)生根據(jù)教師的建議，明確自己需要解決的問題，通過自己的不斷嘗試，使問題最終得到解決。這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的良好機(jī)會(huì)。學(xué)生也很認(rèn)同，從他們撰寫的文字中可以看出：

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我了解到軟件開發(fā)員工作的不易，在做好程序的雛形之后，還需不斷調(diào)試，以保證各個(gè)組件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或者添加一些新功能。可能他們用在調(diào)試上的時(shí)間比設(shè)計(jì)制作雛形上的時(shí)間多得多。

對(duì)體驗(yàn)式的項(xiàng)目開發(fā)學(xué)習(xí)，學(xué)生也很認(rèn)可，下面是學(xué)生感言的摘錄：

在開發(fā)過程中途會(huì)遇到一些難題，要經(jīng)過一些思考。不過總體來說還是覺得自己解決問題、編自己所想要的程序很有意思。通過這個(gè)過程，能夠感覺到自己在成長(zhǎng)。這節(jié)課學(xué)會(huì)了用canvas和變量，可以利用變量改變形狀和線段的粗細(xì)，簡(jiǎn)化了一步步設(shè)置的問題，相對(duì)VB而言編程簡(jiǎn)單了很多。App inventor中的語句簡(jiǎn)單易懂，相信可以用其中的隨機(jī)變量實(shí)現(xiàn)許多有意思的創(chuàng)意。

通過一些簡(jiǎn)單的拼塊，可以做出平時(shí)看起來很高級(jí)的東西，雖然是編程，但過程并未讓我感到枯燥，反而很有意思。因?yàn)樗⒉挥脤懻Z言，也不用擔(dān)心隨處都可能犯錯(cuò)誤，而是通過幾個(gè)拼塊完成整個(gè)過程。學(xué)習(xí)了編程以后，就更能體會(huì)到編程人員工作的不容易。

● 結(jié)束語

基于過程體驗(yàn)的App Inventor項(xiàng)目教學(xué)法是本課程長(zhǎng)期采用的一種教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，每個(gè)項(xiàng)目均采用問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試的基本流程，不同項(xiàng)目的開發(fā)記錄表要求不一樣，新知識(shí)內(nèi)容講解的時(shí)間安排不一樣，大多數(shù)在一開始就講，而本案例則由于一開始用到的技術(shù)比較簡(jiǎn)單，因此放在中間講。從整個(gè)學(xué)期的教學(xué)情況和學(xué)生在每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行中認(rèn)真而執(zhí)著的表現(xiàn)看，效果非常好。

由于App Inventor的界面是全英文的，教師提供的材料大部分也是英文的，因此對(duì)學(xué)生的英語水平要求也較高，但同時(shí)也有一個(gè)附加的收獲就是學(xué)生的英語閱讀能力提高了。

另外，這一教學(xué)法對(duì)課時(shí)要求比較高，我們采用的是每周2課時(shí)連堂排，所以學(xué)生基本上有90分鐘的時(shí)間來完成一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)于1課時(shí)的安排，則不適宜采用該方法。我們將會(huì)在下一輪的教學(xué)中，在項(xiàng)目選擇、環(huán)節(jié)安排上做一些調(diào)整，使之更適合學(xué)生自主性比較大的體驗(yàn)式過程教學(xué)。

● 基于過程體驗(yàn)的App Inventor教學(xué)法

“授人以魚，不如授人以漁”。開設(shè)App Inventor課程，應(yīng)該立足于能力的培養(yǎng)，特別是應(yīng)該立足于計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。所謂計(jì)算思維是一種基于計(jì)算機(jī)的解決問題的思維方法，這種方法將問題轉(zhuǎn)換為某個(gè)計(jì)算裝置上的信息處理過程，并尋求一種算法上的解決途徑。因此，在App Inventor教學(xué)中，應(yīng)該通過教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)例制作，貫徹過程體驗(yàn)原則，讓學(xué)生體驗(yàn)軟件開發(fā)的全過程，體驗(yàn)其中解決問題的計(jì)算思維方法。

endprint

過程體驗(yàn)原則注重的是情感與認(rèn)知過程的統(tǒng)一。學(xué)生通過激發(fā)情感，在開發(fā)過程中感知和領(lǐng)悟知識(shí)，在認(rèn)知活動(dòng)中充分發(fā)揮情感作用，并達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用，做到情知合一的協(xié)同發(fā)展。過程體驗(yàn)教學(xué)具有親歷自主性、實(shí)踐性、個(gè)性化、交往性、情境性、緘默性等特征。

軟件項(xiàng)目開發(fā)的過程主要包括問題的定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試等階段。

App Inventor的開發(fā)環(huán)境降低了軟件開發(fā)的技術(shù)門檻，筆者用兩課時(shí)在數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)中運(yùn)用了貫徹過程體驗(yàn)原則的教學(xué)方法。該教學(xué)方法遵循上述軟件項(xiàng)目開發(fā)的一般流程，通過學(xué)生課上撰寫的開發(fā)記錄可以進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確這一教學(xué)方法的有效性。

● 關(guān)于數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目功能介紹

提到涂鴉，人們都非常熟悉，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)字涂鴉功能也非常簡(jiǎn)單。就是手指在手機(jī)屏幕上滑動(dòng)時(shí)，可以畫出線條（如圖1）。

圖1

學(xué)生完成的數(shù)字涂鴉程序作品如圖2所示，增加了清屏、顏色的選擇、粗細(xì)的選擇，通過拍照的方式更改畫布背景，還增加了畫點(diǎn)、線、花紋的選擇。這是學(xué)生在完成App程序開發(fā)后，自己使用該程序完成的一個(gè)涂鴉作品。

2.相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

（1）畫布（Canvas）組件的拖拽事件，畫點(diǎn)、線、圓、清除畫布等方法，背景顏色、背景圖片、畫筆顏色、畫筆粗細(xì)等屬性。

（2）照相機(jī)（Camera）組件，拍照后事件，拍照方法。

（3）變量的定義、賦值與使用。

（4）If then的選擇結(jié)構(gòu)。

（5）軟件開發(fā)過程的體驗(yàn)。

3.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過本項(xiàng)目的問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編程、軟件測(cè)試等過程，了解并體驗(yàn)軟件開發(fā)的基本過程，建立基于計(jì)算機(jī)編程的問題解決的基本邏輯。

（2）學(xué)習(xí)并熟練使用畫布組件屬性、事件與方法，并應(yīng)用于本項(xiàng)目的開發(fā)。

（3）了解相機(jī)組件的基本功能、事件與方法，并應(yīng)用本項(xiàng)目的開發(fā)。

（4）通過讓程序區(qū)分所畫圖形，引入變量的概念，學(xué)會(huì)定義變量、給變量賦值、使用變量；引入if then的選擇結(jié)構(gòu)，引入條件判斷與表達(dá)式，學(xué)會(huì)條件判斷進(jìn)行編程。

4.教學(xué)過程

第一部分：初步開發(fā)

（1）新課導(dǎo)入。

教師設(shè)置問題情境：手機(jī)成為每個(gè)人必備通訊工具，滑屏、觸屏成為每天的功課，可以留下人們滑屏、觸屏的軌跡嗎？如何實(shí)現(xiàn)？出示上頁圖1的照片。

（2）兩人一組，圍繞以下問題進(jìn)行討論。

軟件需求：數(shù)字涂鴉。

應(yīng)用設(shè)計(jì)：要達(dá)到什么功能？如何進(jìn)行人機(jī)交互？軟件界面設(shè)計(jì)成什么樣子？信息如何交換？

（3）小組合作嘗試開發(fā)、試用。

使用畫布組件，了解它的屬性、事件與方法，試著來完成這一功能。打開模擬器，嘗試使用此程序。

（4）小組交流嘗試開發(fā)，教師點(diǎn)評(píng)：利用畫布的拖拽事件，可以獲取三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，調(diào)用畫線方法，利用前一個(gè)點(diǎn)和當(dāng)前點(diǎn)的XY坐標(biāo)，就可以畫線，記錄手指觸屏的軌跡（如圖3）。

（5）繼續(xù)制作自己的程序：試著畫一幅涂鴉作品，看一看軟件還需要有什么修改的地方。

第二部分：拓展開發(fā)

（6）教師匯總學(xué)生們提出的意見與解決方案。

（7）教師講解相關(guān)知識(shí)。

（8）學(xué)生自主開發(fā)，完善自己的作品。

第三部分：程序的修改與完善

（9）教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的項(xiàng)目作品，明確問題點(diǎn)與解決方案：①組件命名不規(guī)范——如何規(guī)范命名組件。②BLOCK編輯區(qū)代碼塊太亂——BLOCK編輯區(qū)的整理，排列、堆疊、復(fù)制、收起、打開等操作。③背景顏色設(shè)置錯(cuò)誤。④變量與選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

（10）根據(jù)教師要求，修改完善自己的作品：①規(guī)范組件命名。②修改不正確的功能和屬性設(shè)定。③增加并完善數(shù)字涂鴉軟件功能。④制作模擬器的屏幕截圖，保存源文件，填寫軟件修改記錄。

（11）交流展示作品與開發(fā)體會(huì)。

● 課程實(shí)施過程與效果的反饋情況

教學(xué)過程與軟件開發(fā)過程的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)了App Inventor體驗(yàn)式過程教學(xué)方法的核心，體現(xiàn)了問題發(fā)現(xiàn)和解決的理念，即問題—解決方法—程序修改。

利用“我的數(shù)字涂鴉”開發(fā)記錄，通過記錄的方式使學(xué)生在本課導(dǎo)入時(shí)，較為認(rèn)真、快速地根據(jù)問題定義，設(shè)計(jì)出了自己想要的軟件功能。這種方式學(xué)生非常認(rèn)可，也很配合，每節(jié)課的開發(fā)記錄要求均不一樣。

修改完善自己的作品。根據(jù)學(xué)生作品中存在的問題，教師提出修改意見，學(xué)生根據(jù)教師的建議，明確自己需要解決的問題，通過自己的不斷嘗試，使問題最終得到解決。這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的良好機(jī)會(huì)。學(xué)生也很認(rèn)同，從他們撰寫的文字中可以看出：

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我了解到軟件開發(fā)員工作的不易，在做好程序的雛形之后，還需不斷調(diào)試，以保證各個(gè)組件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或者添加一些新功能。可能他們用在調(diào)試上的時(shí)間比設(shè)計(jì)制作雛形上的時(shí)間多得多。

對(duì)體驗(yàn)式的項(xiàng)目開發(fā)學(xué)習(xí)，學(xué)生也很認(rèn)可，下面是學(xué)生感言的摘錄：

在開發(fā)過程中途會(huì)遇到一些難題，要經(jīng)過一些思考。不過總體來說還是覺得自己解決問題、編自己所想要的程序很有意思。通過這個(gè)過程，能夠感覺到自己在成長(zhǎng)。這節(jié)課學(xué)會(huì)了用canvas和變量，可以利用變量改變形狀和線段的粗細(xì)，簡(jiǎn)化了一步步設(shè)置的問題，相對(duì)VB而言編程簡(jiǎn)單了很多。App inventor中的語句簡(jiǎn)單易懂，相信可以用其中的隨機(jī)變量實(shí)現(xiàn)許多有意思的創(chuàng)意。

通過一些簡(jiǎn)單的拼塊，可以做出平時(shí)看起來很高級(jí)的東西，雖然是編程，但過程并未讓我感到枯燥，反而很有意思。因?yàn)樗⒉挥脤懻Z言，也不用擔(dān)心隨處都可能犯錯(cuò)誤，而是通過幾個(gè)拼塊完成整個(gè)過程。學(xué)習(xí)了編程以后，就更能體會(huì)到編程人員工作的不容易。

● 結(jié)束語

基于過程體驗(yàn)的App Inventor項(xiàng)目教學(xué)法是本課程長(zhǎng)期采用的一種教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，每個(gè)項(xiàng)目均采用問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試的基本流程，不同項(xiàng)目的開發(fā)記錄表要求不一樣，新知識(shí)內(nèi)容講解的時(shí)間安排不一樣，大多數(shù)在一開始就講，而本案例則由于一開始用到的技術(shù)比較簡(jiǎn)單，因此放在中間講。從整個(gè)學(xué)期的教學(xué)情況和學(xué)生在每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行中認(rèn)真而執(zhí)著的表現(xiàn)看，效果非常好。

由于App Inventor的界面是全英文的，教師提供的材料大部分也是英文的，因此對(duì)學(xué)生的英語水平要求也較高，但同時(shí)也有一個(gè)附加的收獲就是學(xué)生的英語閱讀能力提高了。

另外，這一教學(xué)法對(duì)課時(shí)要求比較高，我們采用的是每周2課時(shí)連堂排，所以學(xué)生基本上有90分鐘的時(shí)間來完成一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)于1課時(shí)的安排，則不適宜采用該方法。我們將會(huì)在下一輪的教學(xué)中，在項(xiàng)目選擇、環(huán)節(jié)安排上做一些調(diào)整，使之更適合學(xué)生自主性比較大的體驗(yàn)式過程教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]項(xiàng)華.信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2013(9).

[2]Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM, 2006,49(3).

[3]董榮勝.計(jì)算思維及計(jì)算機(jī)導(dǎo)論[J].計(jì)算機(jī)科學(xué), 2009,36(4).

[4]App Inventor在線開發(fā)平臺(tái)：ai2.appinventor.mit.edu.

endprint

過程體驗(yàn)原則注重的是情感與認(rèn)知過程的統(tǒng)一。學(xué)生通過激發(fā)情感，在開發(fā)過程中感知和領(lǐng)悟知識(shí)，在認(rèn)知活動(dòng)中充分發(fā)揮情感作用，并達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用，做到情知合一的協(xié)同發(fā)展。過程體驗(yàn)教學(xué)具有親歷自主性、實(shí)踐性、個(gè)性化、交往性、情境性、緘默性等特征。

軟件項(xiàng)目開發(fā)的過程主要包括問題的定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試等階段。

App Inventor的開發(fā)環(huán)境降低了軟件開發(fā)的技術(shù)門檻，筆者用兩課時(shí)在數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)中運(yùn)用了貫徹過程體驗(yàn)原則的教學(xué)方法。該教學(xué)方法遵循上述軟件項(xiàng)目開發(fā)的一般流程，通過學(xué)生課上撰寫的開發(fā)記錄可以進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確這一教學(xué)方法的有效性。

● 關(guān)于數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目功能介紹

提到涂鴉，人們都非常熟悉，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)字涂鴉功能也非常簡(jiǎn)單。就是手指在手機(jī)屏幕上滑動(dòng)時(shí)，可以畫出線條（如圖1）。

圖1

學(xué)生完成的數(shù)字涂鴉程序作品如圖2所示，增加了清屏、顏色的選擇、粗細(xì)的選擇，通過拍照的方式更改畫布背景，還增加了畫點(diǎn)、線、花紋的選擇。這是學(xué)生在完成App程序開發(fā)后，自己使用該程序完成的一個(gè)涂鴉作品。

2.相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

（1）畫布（Canvas）組件的拖拽事件，畫點(diǎn)、線、圓、清除畫布等方法，背景顏色、背景圖片、畫筆顏色、畫筆粗細(xì)等屬性。

（2）照相機(jī)（Camera）組件，拍照后事件，拍照方法。

（3）變量的定義、賦值與使用。

（4）If then的選擇結(jié)構(gòu)。

（5）軟件開發(fā)過程的體驗(yàn)。

3.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過本項(xiàng)目的問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編程、軟件測(cè)試等過程，了解并體驗(yàn)軟件開發(fā)的基本過程，建立基于計(jì)算機(jī)編程的問題解決的基本邏輯。

（2）學(xué)習(xí)并熟練使用畫布組件屬性、事件與方法，并應(yīng)用于本項(xiàng)目的開發(fā)。

（3）了解相機(jī)組件的基本功能、事件與方法，并應(yīng)用本項(xiàng)目的開發(fā)。

（4）通過讓程序區(qū)分所畫圖形，引入變量的概念，學(xué)會(huì)定義變量、給變量賦值、使用變量；引入if then的選擇結(jié)構(gòu)，引入條件判斷與表達(dá)式，學(xué)會(huì)條件判斷進(jìn)行編程。

4.教學(xué)過程

第一部分：初步開發(fā)

（1）新課導(dǎo)入。

教師設(shè)置問題情境：手機(jī)成為每個(gè)人必備通訊工具，滑屏、觸屏成為每天的功課，可以留下人們滑屏、觸屏的軌跡嗎？如何實(shí)現(xiàn)？出示上頁圖1的照片。

（2）兩人一組，圍繞以下問題進(jìn)行討論。

軟件需求：數(shù)字涂鴉。

應(yīng)用設(shè)計(jì)：要達(dá)到什么功能？如何進(jìn)行人機(jī)交互？軟件界面設(shè)計(jì)成什么樣子？信息如何交換？

（3）小組合作嘗試開發(fā)、試用。

使用畫布組件，了解它的屬性、事件與方法，試著來完成這一功能。打開模擬器，嘗試使用此程序。

（4）小組交流嘗試開發(fā)，教師點(diǎn)評(píng)：利用畫布的拖拽事件，可以獲取三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，調(diào)用畫線方法，利用前一個(gè)點(diǎn)和當(dāng)前點(diǎn)的XY坐標(biāo)，就可以畫線，記錄手指觸屏的軌跡（如圖3）。

（5）繼續(xù)制作自己的程序：試著畫一幅涂鴉作品，看一看軟件還需要有什么修改的地方。

第二部分：拓展開發(fā)

（6）教師匯總學(xué)生們提出的意見與解決方案。

（7）教師講解相關(guān)知識(shí)。

（8）學(xué)生自主開發(fā)，完善自己的作品。

第三部分：程序的修改與完善

（9）教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的項(xiàng)目作品，明確問題點(diǎn)與解決方案：①組件命名不規(guī)范——如何規(guī)范命名組件。②BLOCK編輯區(qū)代碼塊太亂——BLOCK編輯區(qū)的整理，排列、堆疊、復(fù)制、收起、打開等操作。③背景顏色設(shè)置錯(cuò)誤。④變量與選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

（10）根據(jù)教師要求，修改完善自己的作品：①規(guī)范組件命名。②修改不正確的功能和屬性設(shè)定。③增加并完善數(shù)字涂鴉軟件功能。④制作模擬器的屏幕截圖，保存源文件，填寫軟件修改記錄。

（11）交流展示作品與開發(fā)體會(huì)。

● 課程實(shí)施過程與效果的反饋情況

教學(xué)過程與軟件開發(fā)過程的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)了App Inventor體驗(yàn)式過程教學(xué)方法的核心，體現(xiàn)了問題發(fā)現(xiàn)和解決的理念，即問題—解決方法—程序修改。

利用“我的數(shù)字涂鴉”開發(fā)記錄，通過記錄的方式使學(xué)生在本課導(dǎo)入時(shí)，較為認(rèn)真、快速地根據(jù)問題定義，設(shè)計(jì)出了自己想要的軟件功能。這種方式學(xué)生非常認(rèn)可，也很配合，每節(jié)課的開發(fā)記錄要求均不一樣。

修改完善自己的作品。根據(jù)學(xué)生作品中存在的問題，教師提出修改意見，學(xué)生根據(jù)教師的建議，明確自己需要解決的問題，通過自己的不斷嘗試，使問題最終得到解決。這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的良好機(jī)會(huì)。學(xué)生也很認(rèn)同，從他們撰寫的文字中可以看出：

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我了解到軟件開發(fā)員工作的不易，在做好程序的雛形之后，還需不斷調(diào)試，以保證各個(gè)組件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或者添加一些新功能。可能他們用在調(diào)試上的時(shí)間比設(shè)計(jì)制作雛形上的時(shí)間多得多。

對(duì)體驗(yàn)式的項(xiàng)目開發(fā)學(xué)習(xí)，學(xué)生也很認(rèn)可，下面是學(xué)生感言的摘錄：

在開發(fā)過程中途會(huì)遇到一些難題，要經(jīng)過一些思考。不過總體來說還是覺得自己解決問題、編自己所想要的程序很有意思。通過這個(gè)過程，能夠感覺到自己在成長(zhǎng)。這節(jié)課學(xué)會(huì)了用canvas和變量，可以利用變量改變形狀和線段的粗細(xì)，簡(jiǎn)化了一步步設(shè)置的問題，相對(duì)VB而言編程簡(jiǎn)單了很多。App inventor中的語句簡(jiǎn)單易懂，相信可以用其中的隨機(jī)變量實(shí)現(xiàn)許多有意思的創(chuàng)意。

通過一些簡(jiǎn)單的拼塊，可以做出平時(shí)看起來很高級(jí)的東西，雖然是編程，但過程并未讓我感到枯燥，反而很有意思。因?yàn)樗⒉挥脤懻Z言，也不用擔(dān)心隨處都可能犯錯(cuò)誤，而是通過幾個(gè)拼塊完成整個(gè)過程。學(xué)習(xí)了編程以后，就更能體會(huì)到編程人員工作的不容易。

● 結(jié)束語

基于過程體驗(yàn)的App Inventor項(xiàng)目教學(xué)法是本課程長(zhǎng)期采用的一種教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，每個(gè)項(xiàng)目均采用問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試的基本流程，不同項(xiàng)目的開發(fā)記錄表要求不一樣，新知識(shí)內(nèi)容講解的時(shí)間安排不一樣，大多數(shù)在一開始就講，而本案例則由于一開始用到的技術(shù)比較簡(jiǎn)單，因此放在中間講。從整個(gè)學(xué)期的教學(xué)情況和學(xué)生在每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行中認(rèn)真而執(zhí)著的表現(xiàn)看，效果非常好。

由于App Inventor的界面是全英文的，教師提供的材料大部分也是英文的，因此對(duì)學(xué)生的英語水平要求也較高，但同時(shí)也有一個(gè)附加的收獲就是學(xué)生的英語閱讀能力提高了。

另外，這一教學(xué)法對(duì)課時(shí)要求比較高，我們采用的是每周2課時(shí)連堂排，所以學(xué)生基本上有90分鐘的時(shí)間來完成一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)于1課時(shí)的安排，則不適宜采用該方法。我們將會(huì)在下一輪的教學(xué)中，在項(xiàng)目選擇、環(huán)節(jié)安排上做一些調(diào)整，使之更適合學(xué)生自主性比較大的體驗(yàn)式過程教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]項(xiàng)華.信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2013(9).

[2]Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM, 2006,49(3).

[3]董榮勝.計(jì)算思維及計(jì)算機(jī)導(dǎo)論[J].計(jì)算機(jī)科學(xué), 2009,36(4).

[4]App Inventor在線開發(fā)平臺(tái)：ai2.appinventor.mit.edu.

endprint

過程體驗(yàn)原則注重的是情感與認(rèn)知過程的統(tǒng)一。學(xué)生通過激發(fā)情感，在開發(fā)過程中感知和領(lǐng)悟知識(shí)，在認(rèn)知活動(dòng)中充分發(fā)揮情感作用，并達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用，做到情知合一的協(xié)同發(fā)展。過程體驗(yàn)教學(xué)具有親歷自主性、實(shí)踐性、個(gè)性化、交往性、情境性、緘默性等特征。

軟件項(xiàng)目開發(fā)的過程主要包括問題的定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試等階段。

App Inventor的開發(fā)環(huán)境降低了軟件開發(fā)的技術(shù)門檻，筆者用兩課時(shí)在數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)中運(yùn)用了貫徹過程體驗(yàn)原則的教學(xué)方法。該教學(xué)方法遵循上述軟件項(xiàng)目開發(fā)的一般流程，通過學(xué)生課上撰寫的開發(fā)記錄可以進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確這一教學(xué)方法的有效性。

● 關(guān)于數(shù)字涂鴉項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目功能介紹

提到涂鴉，人們都非常熟悉，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)字涂鴉功能也非常簡(jiǎn)單。就是手指在手機(jī)屏幕上滑動(dòng)時(shí)，可以畫出線條（如圖1）。

圖1

學(xué)生完成的數(shù)字涂鴉程序作品如圖2所示，增加了清屏、顏色的選擇、粗細(xì)的選擇，通過拍照的方式更改畫布背景，還增加了畫點(diǎn)、線、花紋的選擇。這是學(xué)生在完成App程序開發(fā)后，自己使用該程序完成的一個(gè)涂鴉作品。

2.相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

（1）畫布（Canvas）組件的拖拽事件，畫點(diǎn)、線、圓、清除畫布等方法，背景顏色、背景圖片、畫筆顏色、畫筆粗細(xì)等屬性。

（2）照相機(jī)（Camera）組件，拍照后事件，拍照方法。

（3）變量的定義、賦值與使用。

（4）If then的選擇結(jié)構(gòu)。

（5）軟件開發(fā)過程的體驗(yàn)。

3.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過本項(xiàng)目的問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編程、軟件測(cè)試等過程，了解并體驗(yàn)軟件開發(fā)的基本過程，建立基于計(jì)算機(jī)編程的問題解決的基本邏輯。

（2）學(xué)習(xí)并熟練使用畫布組件屬性、事件與方法，并應(yīng)用于本項(xiàng)目的開發(fā)。

（3）了解相機(jī)組件的基本功能、事件與方法，并應(yīng)用本項(xiàng)目的開發(fā)。

（4）通過讓程序區(qū)分所畫圖形，引入變量的概念，學(xué)會(huì)定義變量、給變量賦值、使用變量；引入if then的選擇結(jié)構(gòu)，引入條件判斷與表達(dá)式，學(xué)會(huì)條件判斷進(jìn)行編程。

4.教學(xué)過程

第一部分：初步開發(fā)

（1）新課導(dǎo)入。

教師設(shè)置問題情境：手機(jī)成為每個(gè)人必備通訊工具，滑屏、觸屏成為每天的功課，可以留下人們滑屏、觸屏的軌跡嗎？如何實(shí)現(xiàn)？出示上頁圖1的照片。

（2）兩人一組，圍繞以下問題進(jìn)行討論。

軟件需求：數(shù)字涂鴉。

應(yīng)用設(shè)計(jì)：要達(dá)到什么功能？如何進(jìn)行人機(jī)交互？軟件界面設(shè)計(jì)成什么樣子？信息如何交換？

（3）小組合作嘗試開發(fā)、試用。

使用畫布組件，了解它的屬性、事件與方法，試著來完成這一功能。打開模擬器，嘗試使用此程序。

（4）小組交流嘗試開發(fā)，教師點(diǎn)評(píng)：利用畫布的拖拽事件，可以獲取三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，調(diào)用畫線方法，利用前一個(gè)點(diǎn)和當(dāng)前點(diǎn)的XY坐標(biāo)，就可以畫線，記錄手指觸屏的軌跡（如圖3）。

（5）繼續(xù)制作自己的程序：試著畫一幅涂鴉作品，看一看軟件還需要有什么修改的地方。

第二部分：拓展開發(fā)

（6）教師匯總學(xué)生們提出的意見與解決方案。

（7）教師講解相關(guān)知識(shí)。

（8）學(xué)生自主開發(fā)，完善自己的作品。

第三部分：程序的修改與完善

（9）教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的項(xiàng)目作品，明確問題點(diǎn)與解決方案：①組件命名不規(guī)范——如何規(guī)范命名組件。②BLOCK編輯區(qū)代碼塊太亂——BLOCK編輯區(qū)的整理，排列、堆疊、復(fù)制、收起、打開等操作。③背景顏色設(shè)置錯(cuò)誤。④變量與選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

（10）根據(jù)教師要求，修改完善自己的作品：①規(guī)范組件命名。②修改不正確的功能和屬性設(shè)定。③增加并完善數(shù)字涂鴉軟件功能。④制作模擬器的屏幕截圖，保存源文件，填寫軟件修改記錄。

（11）交流展示作品與開發(fā)體會(huì)。

● 課程實(shí)施過程與效果的反饋情況

教學(xué)過程與軟件開發(fā)過程的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)了App Inventor體驗(yàn)式過程教學(xué)方法的核心，體現(xiàn)了問題發(fā)現(xiàn)和解決的理念，即問題—解決方法—程序修改。

利用“我的數(shù)字涂鴉”開發(fā)記錄，通過記錄的方式使學(xué)生在本課導(dǎo)入時(shí)，較為認(rèn)真、快速地根據(jù)問題定義，設(shè)計(jì)出了自己想要的軟件功能。這種方式學(xué)生非常認(rèn)可，也很配合，每節(jié)課的開發(fā)記錄要求均不一樣。

修改完善自己的作品。根據(jù)學(xué)生作品中存在的問題，教師提出修改意見，學(xué)生根據(jù)教師的建議，明確自己需要解決的問題，通過自己的不斷嘗試，使問題最終得到解決。這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的良好機(jī)會(huì)。學(xué)生也很認(rèn)同，從他們撰寫的文字中可以看出：

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我了解到軟件開發(fā)員工作的不易，在做好程序的雛形之后，還需不斷調(diào)試，以保證各個(gè)組件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或者添加一些新功能。可能他們用在調(diào)試上的時(shí)間比設(shè)計(jì)制作雛形上的時(shí)間多得多。

對(duì)體驗(yàn)式的項(xiàng)目開發(fā)學(xué)習(xí)，學(xué)生也很認(rèn)可，下面是學(xué)生感言的摘錄：

在開發(fā)過程中途會(huì)遇到一些難題，要經(jīng)過一些思考。不過總體來說還是覺得自己解決問題、編自己所想要的程序很有意思。通過這個(gè)過程，能夠感覺到自己在成長(zhǎng)。這節(jié)課學(xué)會(huì)了用canvas和變量，可以利用變量改變形狀和線段的粗細(xì)，簡(jiǎn)化了一步步設(shè)置的問題，相對(duì)VB而言編程簡(jiǎn)單了很多。App inventor中的語句簡(jiǎn)單易懂，相信可以用其中的隨機(jī)變量實(shí)現(xiàn)許多有意思的創(chuàng)意。

通過一些簡(jiǎn)單的拼塊，可以做出平時(shí)看起來很高級(jí)的東西，雖然是編程，但過程并未讓我感到枯燥，反而很有意思。因?yàn)樗⒉挥脤懻Z言，也不用擔(dān)心隨處都可能犯錯(cuò)誤，而是通過幾個(gè)拼塊完成整個(gè)過程。學(xué)習(xí)了編程以后，就更能體會(huì)到編程人員工作的不容易。

● 結(jié)束語

基于過程體驗(yàn)的App Inventor項(xiàng)目教學(xué)法是本課程長(zhǎng)期采用的一種教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，每個(gè)項(xiàng)目均采用問題定義、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試的基本流程，不同項(xiàng)目的開發(fā)記錄表要求不一樣，新知識(shí)內(nèi)容講解的時(shí)間安排不一樣，大多數(shù)在一開始就講，而本案例則由于一開始用到的技術(shù)比較簡(jiǎn)單，因此放在中間講。從整個(gè)學(xué)期的教學(xué)情況和學(xué)生在每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行中認(rèn)真而執(zhí)著的表現(xiàn)看，效果非常好。

由于App Inventor的界面是全英文的，教師提供的材料大部分也是英文的，因此對(duì)學(xué)生的英語水平要求也較高，但同時(shí)也有一個(gè)附加的收獲就是學(xué)生的英語閱讀能力提高了。

另外，這一教學(xué)法對(duì)課時(shí)要求比較高，我們采用的是每周2課時(shí)連堂排，所以學(xué)生基本上有90分鐘的時(shí)間來完成一個(gè)項(xiàng)目，對(duì)于1課時(shí)的安排，則不適宜采用該方法。我們將會(huì)在下一輪的教學(xué)中，在項(xiàng)目選擇、環(huán)節(jié)安排上做一些調(diào)整，使之更適合學(xué)生自主性比較大的體驗(yàn)式過程教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]項(xiàng)華.信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2013(9).

[2]Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM, 2006,49(3).

[3]董榮勝.計(jì)算思維及計(jì)算機(jī)導(dǎo)論[J].計(jì)算機(jī)科學(xué), 2009,36(4).

[4]App Inventor在線開發(fā)平臺(tái)：ai2.appinventor.mit.edu.

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