基于可視化學(xué)習(xí)技術(shù)的初中創(chuàng)意編程課程教學(xué)研究

李宸溪

摘 要：在現(xiàn)代大數(shù)據(jù)建設(shè)發(fā)展模式下，我國加強(qiáng)了對基層人員的素質(zhì)化教學(xué)要求，提升學(xué)生的數(shù)字化理解和編程實(shí)用能力，成為現(xiàn)代教學(xué)的重要發(fā)展方向。初中是學(xué)生邏輯思維迅速發(fā)展的時期，借助可視化方式創(chuàng)意編程，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升計(jì)算思維和數(shù)學(xué)思維，通過教學(xué)實(shí)踐從可視化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)入手，對創(chuàng)意編程課程教學(xué)提出了對應(yīng)的措施建議。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;創(chuàng)意編程;教學(xué)研究

在現(xiàn)代創(chuàng)新人才的需求局面下，中學(xué)編程課程也成為現(xiàn)代教學(xué)的重要課程之一。中小學(xué)編程教育的重點(diǎn)也不應(yīng)是編程語言和程序設(shè)計(jì)與開發(fā)的技巧，應(yīng)致力于使學(xué)生能夠通過開發(fā)各類制品創(chuàng)新自我表達(dá)，滿足個人的好奇心，甚至創(chuàng)造出新的知識。相關(guān)研究表示，采用可視化學(xué)習(xí)技術(shù)，有助于提升學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力，優(yōu)化其綜合素養(yǎng)。為此筆者通過自身的學(xué)習(xí)和對計(jì)算思維的理解，基于初中創(chuàng)意編程課程教學(xué)對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)和提升進(jìn)行了對應(yīng)的分析。

一、可視化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

1.什么是可視化編程

所謂可視化編程指的是將可用的數(shù)據(jù)信息采用圖像轉(zhuǎn)化的方式，讓參與者（可視閱讀），通過一些可視化元素的結(jié)合，代替現(xiàn)有文本方式的輸入編程，大致就是通過類似搭積木一樣的方式來實(shí)現(xiàn)簡單快速的編程，以此來直接傳達(dá)信息表達(dá)的邏輯關(guān)系和含義。

2.計(jì)算思維在可視化編程中的教育實(shí)踐

編程到底是培養(yǎng)什么思維？我認(rèn)為最核心的應(yīng)該是計(jì)算思維。現(xiàn)代教學(xué)中，讓學(xué)生積極參與編程學(xué)習(xí)的目標(biāo)是鍛煉學(xué)生的認(rèn)知思維能力。其符合“教育要面向未來”的基本邏輯，隨著計(jì)算機(jī)教學(xué)的推廣，計(jì)算思維也成為一個基層，低齡化推廣教學(xué)課程。計(jì)算思維是一種方法論，是任何學(xué)科都需要的一種思考習(xí)慣，而編程是將計(jì)算思維中的抽象方法，設(shè)計(jì)算法等步驟變成“電腦能聽懂”，在電腦上解決問題的一種工具和語言。

二、計(jì)算思維的培養(yǎng)點(diǎn)

1.任務(wù)分解，由淺入深

任何復(fù)雜的任務(wù)都應(yīng)該理出頭緒，通過分解使任務(wù)變得簡單化，在學(xué)習(xí)新的語句時，由淺入深，從理解到應(yīng)用，逐步掌握學(xué)習(xí)方法這是計(jì)算思維處理問題的一種策略。

案例分析：學(xué)習(xí)定義函數(shù)積木，完成繪制多個旋轉(zhuǎn)多邊形的任務(wù)。引導(dǎo)學(xué)生分解任務(wù)，將任務(wù)分解成三個：先能畫出一個多邊形，再旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)慕嵌戎貜?fù)繪制多個，最后提出如何能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)用戶鍵盤輸入的邊數(shù)來控制多邊形的邊數(shù)？引出這節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)——函數(shù)的定義及調(diào)用。將繪制一個多邊形的積本腳本定義成函數(shù)，通過調(diào)用函數(shù)積木就可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互繪制出用戶需要的旋轉(zhuǎn)多邊形圖案。學(xué)生通過反復(fù)的實(shí)踐，不僅學(xué)到了新的知識點(diǎn)，而且找到了編程過程中的一些基本方法。

2.算法的多樣性

在積本腳本搭建的過程中，學(xué)生必然會遇到很多問題。初中的學(xué)生已然在嘗試自己設(shè)計(jì)游戲，利用多樣的算法來實(shí)現(xiàn)。

案例分析：在學(xué)習(xí)“你畫我猜”制作小畫板的實(shí)例中，設(shè)計(jì)只有當(dāng)畫筆點(diǎn)擊某個顏色塊時就能畫出相應(yīng)的顏色線條。但在運(yùn)行中，出現(xiàn)已選中的紅色線條繪制過程中，如果碰到前面畫的“藍(lán)色”線條時，紅色便消失變成了藍(lán)色。

隨著編程課的不斷深入，很多學(xué)生不是梳理自己的腳本設(shè)計(jì)，而是求助于老師，總是想立刻解決問題。作為老師，不如將問題直接拋出幫助他們找到問題的解決方法，讓他們嘗試自己解決，引導(dǎo)學(xué)生查找腳本積木如何優(yōu)化。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“偵測”積木中使用的是“碰到顏色（藍(lán)）”，如果換成“碰到角色（藍(lán)）”呢？經(jīng)過實(shí)踐當(dāng)然解決了問題。通過這個實(shí)例的分析和實(shí)踐，我深深地領(lǐng)悟到計(jì)算思維的思想就是要教會學(xué)生如何解決問題，課堂上，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考和分析已有算法的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行簡化和優(yōu)化，逐步學(xué)會設(shè)計(jì)、評估算法，提升自己的計(jì)算思維能力。

三、對于初中開展可視化編程教學(xué)的幾點(diǎn)想法與建議

1.明確教學(xué)對象和其特點(diǎn)

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)初中生對信息活動與現(xiàn)象高度敏感和好奇，但普遍缺乏信息價值判斷能力。設(shè)計(jì)健康的數(shù)字化生活與社會交往活動，將有利于培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)造力，這是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。因此，在近幾年全國各地轟轟烈烈開展創(chuàng)客、計(jì)算思維教育、STEM教育的同時，作為基礎(chǔ)教育者決不能認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)早已過時。確保學(xué)生能夠充分體驗(yàn)和具備媒體與數(shù)字素養(yǎng)，依然是基礎(chǔ)性的教學(xué)任務(wù)。

2.課程設(shè)計(jì)分析

針對可視化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，教師要構(gòu)建可循環(huán)的知識體系，應(yīng)當(dāng)按照情境創(chuàng)設(shè)，圖像分析，思維簡化和成果展示幾個步驟完成任務(wù)。

在成果展示階段，學(xué)生展現(xiàn)的可以是自己的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，也可以是還存在待解決的問題作品。學(xué)生之間相互肯定和交流是不可或缺的部分，很多學(xué)生不斷提出更深更豐富的游戲設(shè)計(jì)。老師鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生在探討中歸納程序設(shè)計(jì)的方法，計(jì)算思維滲透在整堂課的任務(wù)完成過程中……

四、結(jié)語

隨著現(xiàn)代可視化教學(xué)改革和發(fā)展，我國中學(xué)教學(xué)的課程和內(nèi)容有較大改變，變成作為數(shù)字化社會的必要“語言”，是我國人才化教學(xué)的重要部署重點(diǎn)。為了進(jìn)一步推動現(xiàn)代化編程教學(xué)質(zhì)量，建議教師結(jié)合可視化學(xué)習(xí)途徑，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用編程語言，在潛移默化中逐步提升用計(jì)算思維解決問題的思想和方法。

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