基于改進(jìn)PBL方法的小學(xué)信息課編程教學(xué)方法

廖志全　李軍　羅偉　盧軍　唐陳

【摘要】隨著國(guó)家對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)與人工智能教育的日益重視，國(guó)內(nèi)教育工作者不斷地探索在小學(xué)信息課中編程內(nèi)容教學(xué)的新型教學(xué)模式。目前比較成熟的教學(xué)模式有：“翻轉(zhuǎn)課堂”、OBE教學(xué)模式、PBL教學(xué)模式等。本文通過(guò)理論分析與實(shí)踐對(duì)比，發(fā)現(xiàn)：PBL教學(xué)模式更加適合小學(xué)信息課編程內(nèi)容的教學(xué)。本文同時(shí)提出了針對(duì)傳統(tǒng)PBL的精簡(jiǎn)PBL方法，使PBL在小學(xué)信息課編程內(nèi)容授課中更加適應(yīng)實(shí)際使用情況。通過(guò)教學(xué)評(píng)價(jià)，本文設(shè)計(jì)的精簡(jiǎn)PBL方法可以極大地提高小學(xué)生在信息課中學(xué)習(xí)編程的興趣與效果。

【關(guān)鍵詞】信息課? 編程教學(xué)? “翻轉(zhuǎn)課堂”? OBE教學(xué)模式? PBL教學(xué)模式

【基金項(xiàng)目】四川省教育廳項(xiàng)目（No. 17CZ0007）;四川省科技廳項(xiàng)目（No.2019YFH0186）。

【中圖分類號(hào)】G427 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）03-0142-03

1.引言

隨著人工智能的不斷發(fā)展，國(guó)家更加重視小學(xué)信息編程課程，《國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中指出，基礎(chǔ)教育課程改革的具體目標(biāo)包括：強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度;倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。[1]《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》中也指出，中小學(xué)信息技術(shù)課程的主要任務(wù)是：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的興趣和意識(shí);使學(xué)生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應(yīng)用信息的能力，教育學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解與信息技術(shù)相關(guān)的文化、倫理和社會(huì)等問(wèn)題，負(fù)責(zé)任地使用信息技術(shù)。[2]目前的傳統(tǒng)教育并不能完整的體現(xiàn)國(guó)家對(duì)于小學(xué)信息課的要求，特別是不能體現(xiàn)在信息課中新出現(xiàn)的編程授課內(nèi)容的要求，因此需要使用更加符合當(dāng)下教育環(huán)境的新的信息課編程教授的新型教學(xué)模式。

2.主流教學(xué)模式對(duì)比與篩選

經(jīng)過(guò)各國(guó)教育學(xué)者的不斷探索，找出了許多代替?zhèn)鹘y(tǒng)教育模式的現(xiàn)代化教學(xué)模式。而目前比較主流的教學(xué)模式則是：“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式、OBE教學(xué)模式以及PBL教學(xué)模式。

2.1“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）教學(xué)模式是一種創(chuàng)新型的教學(xué)模式[3]。主要特點(diǎn)在于“翻轉(zhuǎn)”，通過(guò)將主要學(xué)習(xí)地點(diǎn)改為非教室，將教室變?yōu)橛懻摗⒎窒斫Y(jié)果的地方而風(fēng)靡全球。而“翻轉(zhuǎn)課堂”的主要方式是結(jié)合了當(dāng)下最流行的網(wǎng)絡(luò)授課平臺(tái)，通過(guò)教師在課前做好相應(yīng)的課件視頻，讓學(xué)生在上課前隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行預(yù)習(xí)，并且留下思考問(wèn)題;在正式上課時(shí)，學(xué)生帶著問(wèn)題組隊(duì)進(jìn)行探討，而教師則從課堂的領(lǐng)導(dǎo)者變?yōu)檎n堂的組織參與者;在課中，將學(xué)生解決問(wèn)題的思路進(jìn)行全班演示，這也有利于鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力;在課后，學(xué)生還有不懂的地方，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，由于課件變?yōu)橐曨l，這使得課件可以隨時(shí)被查閱，這是傳統(tǒng)課件所不能做到的地方。

總體而言，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式就是改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)流程，由“先教后學(xué)”變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，[4]將教師和學(xué)生的關(guān)系從“領(lǐng)導(dǎo)和下屬”變?yōu)榱恕巴隆薄！胺D(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式流程如圖1所示。

圖1 “翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式流程圖

2.2 OBE教學(xué)模式

OBE是成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education），亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，它于1981年由Spady等人提出，作為一種先進(jìn)的教育理念，已成為美國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家教育改革的主流理念。[5]OBE教學(xué)模式主要強(qiáng)調(diào)了4個(gè)問(wèn)題：（1）學(xué)生需要取得的成果是什么？（2）學(xué)生如何來(lái)取得這些成果？（3）如何幫助學(xué)生取得成果？（4）如何判斷學(xué)生是否取得學(xué)習(xí)成果？OBE教學(xué)模式的教學(xué)步驟可以分為5個(gè)步驟：（1）教學(xué)目的設(shè)計(jì);（2）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì);（3）教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì);（4）教學(xué)方法設(shè)計(jì);（5）成果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。[6]

總體而言，OBE教學(xué)模式跳出了傳統(tǒng)教學(xué)模式“正向”順序，采用了“逆向”順序進(jìn)行教學(xué)。先由教師研究出本課題需要學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果，然后由學(xué)習(xí)成果逆向安排和設(shè)計(jì)課程，以結(jié)果為導(dǎo)向，使得教學(xué)的針對(duì)性更強(qiáng)。OBE教學(xué)模式流程如圖2所示。

圖2 OBE教學(xué)模式流程圖

2.3 PBL教學(xué)模式

PBL（Problem？鄄Based Learning），即基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)，也可稱作問(wèn)題式學(xué)習(xí)。PBL最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育，目前已成為國(guó)際上較流行的一種教學(xué)方法。[7]PBL教學(xué)模式擁有5大特征：（1）首先是知道需要解決的問(wèn)題是什么，即：驅(qū)動(dòng)問(wèn)題（Driving Question）;（2）學(xué)生在一個(gè)較為真實(shí)的環(huán)境下對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探討，在探討過(guò)程中學(xué)習(xí)與應(yīng)用學(xué)科思想;（3）教師參與其中，與學(xué)生進(jìn)行協(xié)作性活動(dòng)，一同找尋解決問(wèn)題的方法而不是一味給出答案，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考;（4）讓學(xué)生動(dòng)手操作，一邊操作一邊進(jìn)行思考，不只是盲目思考，抽象問(wèn)題;（5）學(xué)生找出方法后向其他人展示自己的成果，分享方法，增加認(rèn)同感，鍛煉語(yǔ)言表達(dá)能力以及學(xué)習(xí)其他同學(xué)的方法，開拓視野。

總體而言，PBL教學(xué)模型更多的是對(duì)傳統(tǒng)教育中學(xué)生與教師互相為個(gè)體進(jìn)行了改良，讓教師和學(xué)生都參與其中，教師作為引導(dǎo)部分，學(xué)生作為執(zhí)行部分。讓學(xué)生更加有參與感。PBL教學(xué)模式流程如圖3所示。

3.小學(xué)信息編程課教學(xué)模式篩選

通過(guò)對(duì)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式、OBE教學(xué)模式以及PBL教學(xué)模式進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，這三類主流的教學(xué)模式都非常優(yōu)于傳統(tǒng)的書本教育，但是這并不代表這三類教育模式都適合現(xiàn)如今的小學(xué)信息編程課教學(xué)模式。

3.1“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式篩選

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的主要特點(diǎn)在于翻轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)教育中的“先教后學(xué)”，變?yōu)榱恕跋葘W(xué)后教”，這個(gè)教學(xué)模式雖然具有較高的創(chuàng)新性，但是對(duì)于小學(xué)的信息編程課程有幾個(gè)不妥當(dāng)?shù)牡胤健?/p>

（1）小學(xué)信息編程課程與主流課程課時(shí)差距大

在我國(guó)小學(xué)階段，小學(xué)信息課編程內(nèi)容不同于小學(xué)階段的語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等課程，通常信息課每周只有1-2節(jié)課，同時(shí)受限于我國(guó)目前大多數(shù)學(xué)生家庭的計(jì)算機(jī)普及情況與使用能力，讓小學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行提前學(xué)習(xí)，大范圍地讓小學(xué)生把編程內(nèi)容的知識(shí)學(xué)習(xí)放在課堂外不現(xiàn)實(shí)。

（2）對(duì)教師的要求提高

由于“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式要求教師在課前制作授課內(nèi)容的教學(xué)視頻，這就要求任課教師需要具有一定基礎(chǔ)的多媒體使用技術(shù)，并且需要更加有邏輯性、條理性的為學(xué)生講授視頻課程，[8]在課堂中也需要具備足夠的授課技巧，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考的能力。這對(duì)目前我國(guó)目前信息課教師提出了更高的要求，難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

（3）使用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)管困難

目前在我國(guó)，家長(zhǎng)和教師都極力控制小學(xué)生對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用時(shí)間以及使用范圍，一來(lái)是防止小學(xué)生沉迷于電腦與手機(jī);二來(lái)是鼓勵(lì)小學(xué)生多通過(guò)現(xiàn)實(shí)途徑與人交流，不要沉迷于虛擬世界。因此，大規(guī)模地使用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)觀看課件視頻不大符合目前的社會(huì)背景。

3.2 OBE教學(xué)模式篩選

OBE教學(xué)模式是以結(jié)果為導(dǎo)向的教學(xué)模式，通過(guò)明確需要學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果入手，一切站在學(xué)生的角度進(jìn)行思考，重新設(shè)計(jì)課程，并且對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析和指導(dǎo)。這個(gè)教學(xué)模式讓教師站在學(xué)生角度進(jìn)行思考，但是仍有幾處不妥當(dāng)?shù)牡胤健?/p>

（1）對(duì)教師要求極高

相比較“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式只需要做出視頻課件來(lái)說(shuō)，OBE教學(xué)模式則是需要教師對(duì)課本進(jìn)行深刻理解后做出自己想法的課件，由于需要站在學(xué)生的角度進(jìn)行課件的設(shè)計(jì)，那么以教師角度設(shè)計(jì)的課本就需要重新排版，這是一個(gè)非常大的工程，并且需要教師的理解能力和歸納能力較強(qiáng)。

（2）學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化較難

OBE教學(xué)模式中需要教師對(duì)學(xué)習(xí)成效進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是由于教師重新編排了課本的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及講授順序。[9]不同的教師有不同的理解方式，因此沒(méi)有辦法形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)且正確的學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)。

（3）存在應(yīng)試教育的弊端

由于OBE教學(xué)模式以目標(biāo)為導(dǎo)向，這不免讓人想到應(yīng)試教育的弊端，即以考試結(jié)果為導(dǎo)向，如果教師對(duì)于編排的課本沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，就容易出現(xiàn)純粹為了達(dá)到該課題的結(jié)果而進(jìn)行教學(xué)。這對(duì)于學(xué)生的小學(xué)信息科教育十分不利，遏制了小學(xué)生的全面發(fā)展。

3.3 PBL教學(xué)模式篩選

PBL教學(xué)模式是以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方式，既跳出了傳統(tǒng)教育只在課本上紙上談兵，又不需要在原有的教學(xué)課堂做太大的改動(dòng)。相比較之下有幾處優(yōu)勢(shì)。

（1）對(duì)教師要求低

由于PBL教學(xué)模式只是需要教師明確每一節(jié)課要解決的問(wèn)題，即驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，相比較“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的需要教師制作視頻課件以及OBE教學(xué)模式的重新排版課本更加輕松和易上手。教師不需要做太多教學(xué)上的改變，只需要將學(xué)習(xí)的承擔(dān)者變?yōu)閷W(xué)生即可。

（2）課堂氣氛融洽

由于PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境下進(jìn)行教學(xué)，并且強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)、參與學(xué)習(xí)，[10]教師只需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和組織就能完成教學(xué)。激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所依然在課堂上，有利于學(xué)生之間互相刺激增加學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)在每一個(gè)問(wèn)題解決后，學(xué)生在課堂上演示自己的方法和成果給其他人，有利于不同方法的交流以及鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。

（3）鍛煉協(xié)同合作領(lǐng)導(dǎo)能力

PBL教學(xué)模式講究以學(xué)生為中心，學(xué)生擔(dān)負(fù)起學(xué)習(xí)的責(zé)任，并且常常是以幾人組成小組為單位進(jìn)行討論。每個(gè)學(xué)生都參與其中，每個(gè)人都有機(jī)會(huì)成為話題的領(lǐng)導(dǎo)者、學(xué)習(xí)成果的演示者、舉一反三解決問(wèn)題的思考者。以學(xué)生教授學(xué)生、以教師引導(dǎo)學(xué)生、以教師參與學(xué)生，讓學(xué)生不僅獲得解決問(wèn)題的方法，更加鍛煉學(xué)生的協(xié)同合作以及領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的能力。

4.改進(jìn)的PBL

在小學(xué)信息課編程內(nèi)容授課中使用傳統(tǒng)PBL方法的不足：（1）課堂時(shí)間太短，學(xué)生自己學(xué)習(xí)時(shí)間不夠，每個(gè)學(xué)生在課堂上展示自己成果的時(shí)間也不夠。（2）由于授課對(duì)象是小學(xué)生，他們?nèi)狈ψ銐虻牟檎倚畔⒌哪芰Γ⑶冶舜擞懻摰哪芰σ脖容^弱。

從編程內(nèi)容授課的角度來(lái)看，實(shí)現(xiàn)一個(gè)課程目標(biāo)的程序，本來(lái)就可以是不同的。因此授課內(nèi)容特別適合學(xué)生去探究解決問(wèn)題的獨(dú)特方法，體現(xiàn)出學(xué)生的豐富個(gè)性與獨(dú)特思維。其次，編程內(nèi)容特別具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。因?yàn)樵诰幊探虒W(xué)中使用的Scratch軟件，是圖形化的編程軟件，學(xué)生編程的內(nèi)容通常都是可以立刻看到結(jié)果的，程序一運(yùn)行就能看到運(yùn)行的結(jié)果，體現(xiàn)了解決方案的應(yīng)用效果。

精簡(jiǎn)PBL的具體做法如下表：

表1：標(biāo)準(zhǔn)PBL與精簡(jiǎn)PBL的對(duì)比

本文提出的精簡(jiǎn)PBL方法的優(yōu)點(diǎn)：

（1）精簡(jiǎn)化符合課時(shí)少特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化PBL教學(xué)模式進(jìn)行精簡(jiǎn)化，著重于PBL的教學(xué)步驟進(jìn)行精簡(jiǎn)為4步：?jiǎn)栴}提出、小組討論、問(wèn)題解決和自我提升。將教師進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)梳理以及小組討論緊密結(jié)合，并且讓學(xué)生在已有的程序框架中完成題目，將展示自我和提升自我進(jìn)行融合，大大節(jié)省了標(biāo)準(zhǔn)PBL教學(xué)模式的時(shí)間，使得每一個(gè)步驟重心點(diǎn)更加突出，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程可以在小學(xué)信息課的一節(jié)課時(shí)間內(nèi)完成。

（2）結(jié)合編程授課內(nèi)容

由于教學(xué)內(nèi)容為編程教學(xué)，因此在運(yùn)用PBL教學(xué)模式時(shí)需要結(jié)合真實(shí)教學(xué)場(chǎng)景進(jìn)行改進(jìn)。將知識(shí)點(diǎn)的梳理變?yōu)椋航處熢O(shè)置程序框架，讓學(xué)生進(jìn)行程序填空補(bǔ)充，補(bǔ)充完整且正確后程序會(huì)正常運(yùn)行，并且實(shí)時(shí)對(duì)該操作進(jìn)行評(píng)分，獲取學(xué)生理解情況;在自我提升階段通過(guò)運(yùn)行程序和書寫程序介紹或程序注釋，展示自己的編程思想與計(jì)算思維，全程緊緊圍繞編程教學(xué)的目的進(jìn)行授課，更加貼合教學(xué)內(nèi)容。

（3）結(jié)合信息化在線編程授課平臺(tái)

小學(xué)信息課編程是在使用計(jì)算機(jī)的環(huán)境下教授的，因此在進(jìn)行問(wèn)題解決以及自我提升階段，所有的操作都應(yīng)該是結(jié)合計(jì)算機(jī)的特性以及信息化編程課程平臺(tái)來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)教師設(shè)置的在線課程問(wèn)題，每一個(gè)學(xué)生都能動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)行探索答案，并且利計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能，在展示成果階段也更加方便和快捷的分享自己的觀點(diǎn)，這簡(jiǎn)化了標(biāo)準(zhǔn)PBL教學(xué)模式的應(yīng)用難度。