從程序教學的復興看信息技術學科的核心育人價值

李卓

在人人編程成為全球化趨勢的今天，我們如何理解編程？作為在1979年就開設了編程課程的景山學校，四十年來一直在開設程序設計課程，即使在最困難的時候也沒有放棄。現在看來，這種堅持正是一種對學科核心素養的堅持，是熱愛學科、熱愛事業的熱的綜合表現。

從2011年開始，程序教學慢慢成為各級各類信息技術公開課、競賽課的熱門選題。落實信息技術學科的核心育人價值，程序教學擔當著關鍵的角色。景山學校擁有全學段的教學體系，這為信息技術教學的連貫性提供了有利條件，下面，筆者結合景山學校的全學段信息技術教育談談程序教學在信息技術學科的育人過程中的核心地位。

● 小學、初中、高中程序教學的教學內容

在小學階段，我們發現Scratch作為一款圖形化編程工具，通過按照一定邏輯拼接程序模塊搭建程序結構，通過設置項參數完成游戲、動畫效果，讓學生玩中學、學中玩，使其樂在其中、興趣無窮。最重要的是通過這樣的程序設計課程的學習，學生對編程世界充滿了學習欲望，產生了各種新奇的想法，制作了很多有創意、有想法的好作品，為中學的程序設計學習創造了非常好的學習條件，同時為思維發展打下了非常好的基礎。

初中階段我們選擇了VB程序設計語言作為學習平臺，VB擁有可視化窗口，學生可以輕松完成一些具有Windows視窗的程序，極大地增強了學生的學習興趣。同時，VB是通過編寫程序代碼來實現程序功能的，程序語法簡單，適合作為初中學生代碼學習的入門級語言，成功率高，使學生能夠比較容易完成程序編寫任務，獲得成就感。學生在VB程序設計學習中體驗到從功能設計、界面制作到代碼編寫、調試運行等工程設計實施的完整過程，提高了分析問題、解決問題的能力。

高中階段我們根據教育部制定的課標要求，根據北京市東城區統一選擇的教材安排學習Python語言程序設計，除了國家、北京市、東城區的統一要求內容外，北京景山學校根據學生能力情況為學生補充了Python游戲編程、開源硬件構建信息系統的課程，與程序設計課相呼應。

● 程序教學的典型案例

下面用三個典型的課例來簡要談一談如何通過程序教學的案例設計來落實信息技術學科的核心育人價值。

1.小學Scratch教學典型案例：彈球游戲

小學流程圖拼接程序設計課，訓練學生邏輯思維、計算思維，培養學生愛思考、勤動手的習慣。例如，我們設計的《制作彈球游戲》一課（如下頁圖1），很多人都玩過彈球游戲，那是一款手眼協調訓練的小游戲。學生拿到這個任務時興趣非常高，躍躍欲試想要自己親自設計并制作完成一個屬于自己的彈球游戲。任務布置之后需要分析并設計制作游戲：第一項——界面設計，學生繪制舞臺背景，鋪好地面，當球落到地面時可以判斷游戲失敗;第二項——繪制游戲角色（圓球和擋板）之后，還需要設計游戲的基本功能。

功能一：鼠標移動擋板。

擋板需要時刻移到鼠標的水平位置，而擋板的豎直位置始終不變。這需要學生掌握平面位置的相關知識，也就是對象的橫坐標x與縱坐標y，并且擋板需要不斷追隨鼠標的橫坐標，這需要用到循環（如圖2）。

功能二：圓球的反彈與落地。

當圓球碰到擋板時需要反彈出去，也就是圓球的運動方向需要改變，圓球以一個角度沖向擋板，碰到擋板后圓球需要以180度減去上次的角度的方向繼續運動。當圓球碰到地面則終止游戲，宣告失敗。在問題的分析與解決中學生體會了分支結構也就是選擇結構的流程，當然，在整個過程中游戲需要往復循環地進行判斷，程序模塊拼接如圖3所示。

基本功能完成后，我們鼓勵學生思考，為自己的彈球游戲添加創意功能，有些學生繪制了漂亮的游戲場景，有些學生添加了磚塊增加游戲難度，有些學生添加圓球的數目……

2.初中VB教學典型案例：幸運抽獎

初中學生要制作一些具有一定功能和一定應用價值的小程序，考慮到很多教師上課時會使用點名器隨機點名回答問題，聯歡會、班會會使用隨機抽獎、參加活動，于是我們帶著學生設計并制作了幸運抽獎小程序（如圖4）。

學生需要掌握在VB中生成隨機數的方法，RND可以生成[0，1）區間的一個隨機數，為了能夠生成一個隨機學號，也就是一個隨機整數，需要對RND進行處理，使用截尾取整函數Fix（RND*b+a）獲得一個[a，b]區間的任意整數。在分析程序功能、學習準備知識之后就開始編寫程序了。

（1）界面設計。

窗體上需添加一個圖相框用于顯示照片，一個標簽用于顯示學號，一個命令按鈕用于操控程序。

（2）代碼編寫。

本程序需要在命令按鈕的鼠標單擊事件中編寫代碼（如下頁圖5），實現產生隨機數并顯示響應學號數字和照片的功能。

完成基本功能之后鼓勵學生完善程序，添加創意功能，有些學生利用前面學習過的計時器控件每隔一段時間重復做某事的功能，增加了滾動顯示全班學生照片的效果。

3.高中Python教學典型案例：五子棋

北京景山學校高中學生的學習能力在全區處于中等偏上水平，在完成國家要求的必修內容以外，我們設計了補充課程。例如，在Python程序設計的部分我設計增加了用Python編寫鼠標、鍵盤控制小游戲的內容，本節課通過學習創建畫布窗口、繪制線條、填充顏色、識別鼠標點擊事件，從而制作五子棋程序，具體步驟如下：

①創建窗口。②繪制圓形。要想能夠在棋盤上下棋，需要掌握繪制圓形的方法。③鼠標識別。當鼠標單擊時，在鼠標位置繪制圓形，程序需要能夠識別鼠標單擊事件。④輪流下黑、白棋。⑤繪制棋盤。棋盤繪制的方法比較簡單，只需有規律地繪制水平和豎直方向的線即可。

本節課程序代碼如圖6所示。

通過本案例的學習，學生能夠在Python中繪制線條、圓形等基本圖形，能夠識別鼠標事件，學生興致勃勃地在自己繪制的棋盤上下棋。最后我啟發學生編寫人與電腦下棋的程序，這需要給電腦寫出下棋策略，給予計算機一定的智能，為學生課后拓展提供了思路和方向。

信息技術學科的核心育人價值在于通過培養創新能力來讓下一代人創造未來的世界，課程與教材改革是教學改革工作的重要內容，為了能夠培養適應未來社會的人才，教研組在完成好國家要求的基本課程之外，從小學、初中、高中一體化培養人才的角度，結合創客教育的思想精髓，建設了一系列景山學校校本程序教學創新課程。