核心素養背景下初中程序設計教學問題及對策

張政

[摘 要]學科核心素養發展目標要求信息技術教學進行全方位的變革。計算思維是信息技術學科核心素養的重要組成，教師需要從教材整合、課程組織、教學模式等多方面針對程序設計教學中存在的問題加以改進，讓學生在高效掌握知識的基礎上，建構學科特有的高級思維模式，發展關鍵認知能力，推動學科教學的發展和進步。

[關鍵詞]核心素養；計算思維；程序設計；問題；對策

[中圖分類號] G633.67 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）21-0038-02

教育部在2017年版《普通高中信息技術課程標準》中提出了信息技術學科四大核心素養概念：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。計算思維是指學生能有效采用計算機科學的思路、方法，合理組織數據，正確運用算法解決問題，并產生相關知識遷移的思維活動過程。計算思維素養包括算法、分析、分解、抽象、概括五個能力要素，通過對電子表格、數據庫、數據結構、程序設計等知識模塊的學習逐漸養成。程序設計課程作為計算問題綜合求解能力鍛煉的途徑，是計算思維素養培養的高層次需求。初中階段的程序設計教學，是信息技術學科課程體系承前啟后的重要一環，但遺憾的是，實際教學中還存在很多不足。

一、初中程序設計教學中存在的問題

1.中小銜接脫節。以鳳凰科學技術出版社的2015年版江蘇省初中信息技術學科教材為例，初中階段的程序設計采用Visual Basic作為主要的教學語言，而小學階段主要學習的是LOGO語言和SCRATCH語言，前者主要通過編程畫圖來學習程序設計的基本思想，后者通過圖形化、拖拽式的代碼塊來組織程序，并能實現很多多媒體功能。VB語言雖然結構清晰簡單、易于教學，但無論是操作界面、語言語法，還是思想內涵，都與這兩種語言差別很大。中小學教學缺乏銜接，知識沒有遞進，學生小學階段的程序設計知識和經驗無法有效轉化為初中階段的認知基礎，造成兩個階段各學各的，往往是小學階段的沒學通，初中階段的更不知所云。

2.學生興趣不大。VB是一種不錯的面向對象的程序設計語言，MS-VB環境也提供了可視的界面和豐富的組件，但是，因為其字符類型的編程方式、平淡的效果呈現、較弱的多媒體能力、無法跨平臺的限制和實用性較差等缺點，對活潑好動的孩子來說吸引力不大。興趣是學習的第一驅動力，沒有興趣，主動的知識建構便無從談起。在人工智能、大數據的信息化背景下，VB也不是一種特別“先進”“友好”的教學語言，它不能體現信息技術的進步潮流。

3.教學模式陳舊。當前，基于VB語言的程序設計教學，由于語言的限制，很難做到貼近實際的場景化教學，教材編排、課程設計、教學模式大量借鑒大學階段的程序設計專業課，過于突出概念、語法、結構的介紹和辨析。比如，在實施“程序的構成”單元教學時，由于教學時長有限，教師往往采用壓縮式的講練，例程大多無法反映生活的需要，學生把大量時間花在函數的概念、拼寫、用法以及辨析等知識點上，造成學生的學習浮于表面，學過即忘。此類教學模式和組織方式不適配初中學生的認知和心理，無法實現高效的知識遷移，不符合計算思維核心素養的培養路徑。

二、改進的對策

美國哈佛大學戴維·珀金斯教授認為：知識必須能夠在某些場合實際運用，才值得學習，教師需要以一種“未來智慧”的視角來看待教育，既要關注已知，也要關注未知。當今世界，信息技術發展迅猛，這也要求信息技術教學必須有全方位的變革，以適應新時代的要求。信息技術知識內容必須場景化、貼近實際，讓學生學以致用；信息技術課程結構必須凸顯核心素養培育目標，讓學習真正發生在學生身上，讓教學做到授之以漁。教師作為教學活動的組織者、管理者，可以根據這個思路，主動地從教材整合、課程組織、教學模式等方面對程序設計教學中存在的問題加以改進。

1.合理選材，與時俱進。要合理選擇、統整教學材料，讓教學內容符合學情的需要、未來的需要。根據實際教學經驗，VB教學語言及其課程內容在教學實施中有諸多局限，影響核心素養目標的達成。所以，教師應緊跟時代、不斷進步，選擇更適合、更實用的教學語言，或替換、或補充、或整合，改進程序設計課程內容。從當今信息技術發展的潮流來看，互聯網+、人工智能、物聯技術是變革熱點，程序、數據脫離臺式計算機環境，在移動設備、嵌入式設備上運作，作為教師，要敏于、勇于、善于擁抱新技術。從近幾年世界范圍的中小學程序設計教學來看，谷歌和MIT（麻省理工學院）主導的App Inventor移動應用開發教學和BBC設計的micro：bit物聯創客編程教學是兩大方向。App Inventor是開發安卓系統應用的編程環境，它具有拖拽式的圖形代碼編程風格，具有強大的多媒體應用能力和全面的傳感器（如移動設備的照相機、陀螺儀等）控制能力，它的編程方式可以與小學階段的已有經驗很好地銜接，可以快速地開發出手機等移動設備上運行的APP。micro：bit是BBC設計的ARM架構單片機，內置加速度傳感器、藍牙、羅盤，裝有LED顯示屏以及兩個編程按鈕，它可以連接其他外部硬件設備、連入因特網或反饋程序狀態，除了提供拖拽式代碼的編程環境之外，也可以通過MicroPyton字符界面的編程環境來進行更高層次的程序設計學習。這兩種語言方案生動、有趣、強大，非常適合初中階段的程序設計教學。根據已有的教學實踐，App Inventor可以設計18課時左右的基礎教學包，覆蓋一個學期的程序設計教學，包含常用數據結構、程序結構、數據庫及傳感器知識。教學中，學生興趣高漲，反饋積極，效果顯著，計算思維素養得到有效培養。

2.革新教法，目標導向。當前陳舊的講練結合的課堂教學方法不能適應新形態語言的程序設計教學需要，應該多采取以學生為學習主體的自主學習、小組合作的STEAM形態的學習模式，通過設定情境、設立目標、管理過程，提倡知識的主動建構和核心素養的養成。教師在部署App Inventor類型的課程時，應該讓每一單元內容都能立足一種應用情境、提出一種功能需求、設立一個實現目標、覆蓋一組知識要點、延伸一批拓展方向，通過項目開發的理念組織教學活動、革新教學模式，讓學生在學習中產生沉浸感、獲得感，提高學習的幸福感，從而真正提高教學質效。例如，在學習計數循環時，通過設置生活中的樂透彩票選號的情境，提出界面和功能的需求，進而設定批量產生隨機數的目標，讓學生在學案中自學循環語法，體會循環思想，完成應用開發，鍛煉各項關鍵能力，并能運用于生活。

3.善用支架，借助平臺。當前，信息技術越來越深入地和學科教學融合，信息技術課程更要善用信息技術，以提高本學科的教學效能。程序設計課程不僅是四十分鐘課堂教學時間內的事，更是長期、遞進、互促的教學活動。教師可以利用強大的在線教學平臺，形成教學支架，對學生的學習過程進行管理、評估和數據分析，讓學生群體在虛擬學習社區中互通有無，實現教學相長。例如，利用開源的Moodle魔燈教學平臺，部署程序設計體系課程，提供各種教學交互形態，突破時空限制，完美地實現課堂教學向課后的延伸。教師還應系統開發短小精悍的微課等輔助教學資源，讓課堂通過在線技術永不下課，讓學生隨時可以得到及時的指導。當然，程序設計教學微課也應注意時長控制、重點突出、手法適當、字幕精煉、總結到位等。通過大數據及新技術實現適合教育，讓學生個體的核心素養得到個性化的發展，也是信息技術課程的探索目標和愿景。

總而言之，初中階段的程序設計課程是計算思維核心素養培養的重要途徑，教師需要讓學生在高效掌握知識的基礎上，建構學科特有的高級思維模式，發展關鍵認知能力，推動學科教學的發展和進步。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王慧敏，王戈，胡秋萍，等. 以計算思維為導向的《Scratch趣味編程》教學設計[J]. 中小學信息技術教育，2018（1） .

[2] 于永昌.大數據時代的教育[M]. 北京： 北京師范大學出版社， 2015.

（責任編輯 周侯辰）