基于Micro:bit的中學信息技術(shù)程序設(shè)計教學探究

史月

摘 要：隨著我國科技的飛速發(fā)展，中學信息技術(shù)教育的內(nèi)容也一直處于動態(tài)發(fā)展變化過程中，傳統(tǒng)初中信息技術(shù)教材中VB程序設(shè)計內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)時代發(fā)展需求。英國BBC推出的Micro：bit被越來越多地引進中學校本課程中，它的可視化模塊編程工具簡化了代碼編寫，能夠輕松地外接各類電子元件支持項目的制作。本文從什么是Micro：bit板出發(fā)，對Micro：bit課程展開詳細設(shè)計，為Micro：bit在中學課堂教學的實施提供了一定的借鑒。課程的有效設(shè)計與實施有助于提高學生的計算思維能力、自主探究能力和小組協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：Micro：bit; 程序設(shè)計; 教學實踐

中圖分類號：G633.67 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1006-3315（2020）5-004-002

隨著我國科技的發(fā)展，信息技術(shù)教育一直在面臨著挑戰(zhàn)，在新課改的大前提下，信息技術(shù)教育的內(nèi)容也要做出相應(yīng)改變。傳統(tǒng)初中信息技術(shù)程序設(shè)計課程中存在著這樣的誤區(qū)：程序設(shè)計教學就是要讓學生掌握一門計算機語言或讓他們記住一些具體的命令和語法，這是對程序設(shè)計課程的極大誤解。程序設(shè)計課程應(yīng)該側(cè)重于向?qū)W生傳授程序設(shè)計的思想、理念和方法，強調(diào)解決問題過程中程序設(shè)計的嚴謹性、條理性和思維性[1]。

蘇州工業(yè)園區(qū)星湖學校在百科創(chuàng)意課程教學中，以Micro：bit開發(fā)板為載體，基于微軟MakeCode官網(wǎng)開展程序設(shè)計課程教學，項目式的教學不僅為信息技術(shù)課堂增添了活力，也培養(yǎng)了學生的邏輯思維、創(chuàng)新思維以及解決問題的能力。

一、基于Micro：bit的程序設(shè)計課程

Micro：bit是一款由英國電視廣播公司（BBC）專為百萬青少年打造的可以塞進口袋的超迷你計算機。4cm×5cm的微型主板配置有5*5的點陣LED燈，3個可觸控按鈕，其中包含兩個可編程按鈕和一個復位按鈕，除此之外還配置有內(nèi)置的加速度計、板載藍牙、溫度傳感器以及磁力傳感器等。Micro：bit開發(fā)板可以通過鱷魚夾、引腳以及杜邦線等外接各種電子元件，支持傳感器數(shù)據(jù)的讀取，可以控制舵機，播放音樂等，因此能夠基于Micro：bit進行各類編程教學場景的創(chuàng)設(shè)。一個學期的教學實踐讓我們發(fā)現(xiàn)，項目式的教學能夠更好地支持本課程的開發(fā)與實踐，學生在項目制作的過程中能夠更好地獲得知識、掌握方法、提升能力。

二、中學Micro：bit課程實施方案設(shè)計

Micro：bit課程的定位類似于“創(chuàng)客課程”，相對于傳統(tǒng)課程體系和教育制度，創(chuàng)客課程目前仍處邊緣化境地，并非傳統(tǒng)的“第二課堂”，也非“綜合實踐活動”課程，更非一門“學科化”的課程，而是一種跨學科的新型課程[2]。對于Micro∶bit課程的開發(fā)既要基于共性的教學模式，又要對課程進行個性化的設(shè)計。

（一）教學目標設(shè)計

1.知識與技能。（1）熟悉Micro：bit塊語言圖形化編程界面，掌握各個模塊的具體功能;（2）能夠靈活運用Micro：bit塊語言模塊熟練地進行圖形化編程;（3）掌握開源硬件以及各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)及其功能屬性，結(jié)合Micro：bit設(shè)計制作出完整的作品。

2.過程與方法。（1）能夠發(fā)現(xiàn)、分析與分解現(xiàn)實世界中的問題，并使用圖形化編程進行設(shè)計與搭建;（2）在項目制作的過程中不斷探索，通過不斷地循環(huán)迭代修改設(shè)計方案，從而提高科學探究能力。

3.情感態(tài)度價值觀。（1）在分組協(xié)作完成項目的過程中，感受到每個成員都是團隊中不可或缺的一部分，體會團隊合作的魅力，培養(yǎng)合作意識和互助精神，學會與人溝通，培養(yǎng)良好的人際交往能力;（2）在充滿趣味性、實踐性的課程中，不斷實踐去解決問題，充分培養(yǎng)耐心、細致、不畏困難的個性品質(zhì)，促進了計算思維和科學素養(yǎng)的生成與發(fā)展。

（二）教學內(nèi)容設(shè)計

1.符合學習者的認知發(fā)展規(guī)律。皮亞杰認為個體的認知發(fā)展要經(jīng)過四個時期：感知運動階段（0-2歲）、前運算階段（2-7歲）、具體運算階段（7-11歲）、形式運算階段（11歲-成人）。本課程的實施對象是初一學生，該階段的學生大多11歲以上。根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展階段理論，該階段的學生認知發(fā)展剛由具體運算階段過渡到形式運算階段，開始學會類推，具有邏輯思維和抽象思維，能按假設(shè)驗證的科學法則思考解決問題。本課程的編程環(huán)境為微軟MakeCode官網(wǎng)，該環(huán)境的突出特點一邊是塊語言，一邊是代碼語言。塊語言就像搭積木一樣，通過拖拽就可以搭建一個完整的程序，大部分學生在小學時就已接觸過Scratch，因此這部分對學生來說不是難點。本課程主要采用塊語言進行程序設(shè)計，這相比于具體編程語言的學習，解放了學生的大腦，讓學生可以在創(chuàng)造和想象上投入更多的精力，促進學生計算思維的發(fā)展。

2.注重教學內(nèi)容的實踐性。中華民族偉大復興的“中國夢”需要創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，隨著中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架的確定、新課改的實施，國家更加注重素質(zhì)教育和人的全面發(fā)展[3]。傳統(tǒng)課程教學多與現(xiàn)實生活相脫離，只注重學生的理論知識，這對于學生綜合素質(zhì)的發(fā)展是十分不利的。Micro：bit課程教學內(nèi)容的設(shè)計需要貼近生活實際，基于真實的問題情境，充分培養(yǎng)學生的實踐探究能力與創(chuàng)新能力。

（三）教學模式設(shè)計

1.創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，采用項目式教學法。基于真實問題情境的項目式教學能夠?qū)⒊橄蟮闹R生活化，學生在解決問題的過程中能夠靈活運用知識，這樣能夠有效提高學生的學習積極性與投入度，使學生學習體驗感更強，學習效果更佳。例如：本課程設(shè)置的“我是小園丁”項目基于真實的問題情境，讓學生利用自制的濕度探測儀去測試不同植物的濕度，并為需要灌溉的植物進行澆水;“圣誕節(jié)禮物”項目啟發(fā)學生利用身邊的材料，制作“小音樂播放器”“八音盒”“遙控汽車”等慶祝即將到來的圣誕節(jié);“我是小小消防員”項目讓學生通過自制的溫度感應(yīng)儀測試不同地點的溫度;“我愛做游戲”項目讓學生通過模塊化編程制作“飛機大戰(zhàn)”“憤怒的小鳥”“賽車”等小游戲。這樣的學習比教師的直接講授，更能使學生獲得深刻的體驗，使知識不僅僅停留在理論層面，更具備了應(yīng)用性和遷移性，枯燥的知識學習活動變成了一個包括情感體驗在內(nèi)的綜合性活動，知識學習的趣味性變得更加濃厚了。