基于最小可行產品和迭代模式的小學編程教學模式探索

鄭健

摘 要：隨著國家從頂層開始進行義務教育階段編程教育的規劃、設計、推動，青少年編程教育從2017年開始成為教育界的新焦點，2019年教育部印發《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》，進一步明確了推廣編程教育的工作要求。在編程教育中，通過MVP和迭代模式的結合使用，引導學生從最小的可實現的作品開始制作，然后通過引入新知識不斷迭代，優化完善各項功能，讓不同層次的學生都可以由簡到難，逐步實現作品，并能在迭代的過程中進行自我創新。

關鍵詞：最小可行產品;迭代模式;小學編程

編程已經成為中小學教育中一項非常重要的學習內容，同時是一門新興的教學課程，探索其教學模式、教學方法顯得非常必要。

一、小學編程教育背景及特點

2017年7月8日，國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》明確指出：實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。2019年3月，教育部辦公廳關于印發《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》的通知要求：實施學生信息素養培育行動，完成義務教育階段學生信息素養評價指標體系，建立評估模型，啟動中小學生信息素養測評。推動在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。國家已經開始從頂層開始進行編程教育規劃、推動、實施。深圳作為中國特色社會主義先行示范區，早已將編程納入中小學信息技術課程體系，當前深圳市小學階段從五年級開始學習編程，培養學生的編程思維、邏輯思維和創新意識。

編程教育與以往的Office系列辦公軟件等軟件應用教學有著很大的區別，軟件應用教學中的每個功能是獨立的菜單、按鈕，多數情況下功能間互不影響，即使不進行某個操作，對整體的學生完成作品效果影響有限。編程教育中，學生的每個作品中包含多行代碼，其中任意一個代碼錯誤，則該作品將無法正常運行或無法達到預期的效果。對于尚沒有編程基礎知識的小學生來說，如何在有限的課程和時間學會一定的編程知識，教學設計就顯得非常重要。

二、小學編程教育中的常見問題

編程一般遵循分析、設計、編碼、測試、優化這幾個過程，在實際教學中普遍會遇到如下問題。

1. 學生過于依賴教材中的代碼，脫離教材后進行自主編程能力有限。每個編程作品需要多個模塊不同腳本實現，每一課借助某個主題會同時學習多個相互沒有關聯的命令進行組合，如果換個主題或任務，學生則無法靈活應用。

2. 單節課作品完成度有限，按照傳統瀑布模式進行編程，學生往往會先把所有的程序一次性完成，最后才開始測試，而這個時候出現的問題往往不止一處。因為學生的基礎有限，每節課只有40分鐘，而每個班級有近50個學生，基本上很難快速有效地解決問題，最終導致花了時間但最后并沒有收到預期的作品效果，進而影響學生的積極性和興趣。

三、基于MVP和迭代的教學模式探索

最小可行產品（Minimum Viable Product以下簡稱MVP），是一種避免開發出并不真正需要的產品的開發策略。該策略的基本想法是，快速地構建出符合產品預期功能的最小功能集合，這個最小集合所包含的功能足以滿足產品部署的要求，并能夠檢驗有關用戶與產品交互的關鍵假設。

迭代，是重復反饋過程的活動，其目的通常是逼近所需目標或結果。每一次對過程的重復稱為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結果會作為下一次迭代的初始值。

編程，指設計具備邏輯流動作用的一種“可控體系”，當前多數是指狹義的計算機編程。為了使計算機能夠理解人的意圖，人類就必須將要解決的問題的思路、方法和手段通過計算機能夠理解的形式告訴計算機，使得計算機能夠根據人的指令一步一步工作，完成某種特定的任務。這種人和計算體系之間交流的過程就是編程。

最小可行性產品（MVP），是運用在互聯網產品開發中的概念。該概念由Eric Ries在其著作《精益創業實戰》中提出，指的是用最快、最簡明的方式建立一個可用的產品原型，這個原型要表達出產品最終想要的效果，然后通過迭代來完善細節。最小可行性產品（MVP）不是每個迭代做出產品功能的一部分，而是每次迭代都要交付一個可用的最小功能集合。在中小學編程教學中，通常學生每課學習就是一個任務，即微型產品。

在編程教育中，通過MVP和迭代模式的結合使用，引導學生從最小的可實現的作品開始制作，然后通過引入新知識不斷迭代，優化完善各項功能，讓不同層次的學生都可以由簡到難，逐步實現作品，并能在迭代的過程中進行自我創新。

四、基于MVP和迭代的教學案例

以深圳市當前使用的廣東教育出版社出版的信息技術第三冊上第七課《小瓢蟲找媽媽》為例，本課的主要內容是學會偵測和控制模塊的判斷語句使用，結合MVP和迭代的教學模式，本課進行了重構，調整主題為貼近學生生活和感受的《小Mo成長記》，小Mo為《機器人總動員》中的清潔機器人，可以實現自動沿著學校操場打掃衛生。

考慮學生有不同的能力和學習興趣，首先引導學生完成最小可行作品：可以打掃50米直行跑道的機器人小Mo，打掃完成后碰到垃圾桶則結束程序。該部分的新知識點在于偵測模塊的碰到使用，直接使用“碰到角色”即可;控制模塊的單條件判斷“如果……那么……”也是基本功能，學生在實現上基本上不會遇到太多問題。

程序迭代1：跑道通常是環形的，直行機器人Mo無法滿足要求，本次迭代需要增加功能實現環形跑道的打掃。該部分通過結合偵測模塊“碰到顏色”為Mo增加一雙可以判斷顏色的眼睛，結合控制模塊條件來實現，如果Mo偵測到了左側的顏色，那么右轉一定角度;如果偵測到右側的顏色，那么左轉一定角度，進而實現自動轉彎功能。

程序迭代2：Mo在打掃跑道的過程中，總會遇到一些突發狀況，比如跑步的學生在操場落下學習用品，Mo會怎么處理呢？還有可能會碰到哪些情況呢？

通過MVP和迭代的教學設計，每個階段作品通過分析、編碼、測試、優化來實現，學生在每個階段都是在完成一個完整的作品，充分提升學生的學習成就感;在結合實際完成迭代的過程中，學生可以結合分析實際需求和想法，利用已學的知識進行創新，發揮自主創意，進而完成功能完整且富有創意的作品。

五、小學編程教育展望

從國務院到教育部，編程教育由國家頂層規劃設計，編程教育在中小學教育中將會越來越受重視。針對小學生的編程教育相較于傳統學科以及常規應用軟件教育，仍然是一門新興的學科，其教學模式、教學方法都需要充分考慮小學生的思維特點、知識結構，進行積極探索和實踐，進而培養學生的編程思維。基于MVP和迭代的教學模式能很好地解決當前編程教學實踐中大班額、時間等的限制，有效地提升學生編程學習的積極性和成就感，同時給予學生足夠的自我創新空間;基于MVP和迭代的教學模式探索也還需要更多的教學實踐進行優化和完善。