敲心門·搭支架·促創新·善評價

彭偉青

如何在四十分鐘的信息技術課堂中落實信息技術核心素養（信息意識、計算思維、數字化學習、信息責任）的培養，滲透STEAM教育理念？筆者所參與的中山市級課題研究“基于STEAM教育理念的小學可視化編程教學案例研究”對此進行了長達一個學期的一線課堂教學研究。筆者通過認真反思小學可視化編程課堂教學的幾個重要環節，談談基于STEAM教育理念的可視化編程教育的幾點新思考。

一、興趣敲門，點燃學生的編程熱情

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”如果學生對編程學習產生了興趣和期待，就會充分發揮主觀能動性，不自覺地形成渴求學習新知識、新技能的強烈內在需要。從當前小學可視化編程課堂教學現狀來看，圖形化編程“所見即所得”及積木式的搭建方法固然有利于以具象思維為主的兒童上手學習，但是要讓STEAM教育理念真正融入到學生知識體系中，落實信息技術核心素養的培養，還是需要從學生生活體驗的興奮點、學習經歷的生長點、心理特質的突破點入手。如，玩風車幾乎是每個學生的童年趣事，為此筆者在執教《風車轉轉》一課時，安排學生手持風車玩進課堂，喚醒學生對風車喜愛的同時引導學生分析風車的結構特點，再播放風力發電的宣傳片，增進學生對于國家西部建設的了解。最后出示情景圖，“今天我們就一起用Mind+繪制出風車，為西部開發貢獻自己的力量。”由此激發學生的創作欲望。再如，執教《夢游太空》一課時，筆者充分利用學生喜歡新奇事物的心理，巧用我國航天事業的發展——“神州十二號”“神州十三號”載人飛船，通過演繹飛船發射——出艙行走——曙光對話等活動，始終保持學生的學習興趣，將鮮活的認知、豐富的情感注入到枯燥的編程學習中，使學生主動將思維從對情境問題的關注上轉移到相應的模塊指令的學習上來，并通過教學和總結激發學生的愛國情懷和強國有我的信念。

二、支架導學，打開學生的編程思路

維果茨基倡導的構建主義認為，要重視學生已有經驗的積累，創建合適的支架幫助學生從“實際發展水平”穿越到“潛在發展水平”。教師透過支架引導學生學會分析問題，活化各學科的知識。學生借助支架去搜索、篩選、分析、整理信息、進行思維上的交互并制訂初步作品方案。此外，可視化編程軟件中一些較為復雜的指令模塊，如控制、偵測、運算符、變量等的學習需要教師點撥，提供合適的學習支架，諸如語義解釋、條件判斷、算法分析等。這樣，學生才能更好地理解指令作用，掌握使用方法。

學習支架有多種分類，小學階段學生的思維大部分處于具體運算階段，少部分進入形式運算階段，學習認知事物較多依賴外部刺激。因此，筆者認為，在小學可視化編程課堂中，支架可以分為以下三類：情境支架、思維支架、指導—協作支架。1.情境支架，即通過真實問題或者動畫、故事、劇本表演、范例等提供一個真實的、積極的探究環境抑或創設一個盡可能還原生活面貌，貼近學生心理認知的氛圍。在一般可視化編程教學中，教師常以范例作為學生模仿學習的引子。將一個生動有趣的范例作為點明教學內容的支架，能夠起到幫助學生厘清作品功能及相關元素的重要作用，此外也指引學生學會思考本作品中涉及到的STEAM教育內容——“已學過的指令能不能解決這個問題？”“還需要用到哪些科目的知識？”“這些科目的知識用在這個作品的什么功能上？”等。如，筆者在教《風車轉轉》時，通過演示范例并出示：背景、角色、動作這三個關鍵詞，引導學生帶著問題去系統分析作品，從而明白需要解決的問題。2.思維支架，即提供思維導圖、算法流程圖、時間線、類比分析表（圖）等梳理作品內容、分解教學難點，明晰問題解決方案，給學生提供探究的方法和思路。如，在講授正多邊形的繪制時，先動畫演示可視化編程軟件畫筆模塊指令繪制正三角形的過程，讓學生明白畫筆旋轉的角是圖形的外角，旋轉的角度是圖形外角度數。接著出示下表，帶領學生梳理多邊形邊數跟旋轉角度的關系。讓學生在同類分析中，理解并掌握畫筆指令繪制正多邊形的原理，從而為后面復雜幾何圖形組合的學習打好基礎。

表1? 正多邊形邊數與旋轉角度的關系

再如，在講解畫筆模塊“圖章”指令這一個重點上，筆者提供了有圖章指令和無圖章指令的編程對比效果動圖，鮮明的對比效果從直觀上給予學生感性的認識，加深學生對“圖章”功能的理解。3.指導—協作支架，即教師作為學生學習的主導者，起著講解、組織、協調、監察、激勵的重要作用;同伴作學生學習過程親密的共同體驗者、參與者，對學習中的共性問題能有較為一致的學習感受，彼此互相影響，是學生學習體驗中重要的協作支架。STEAM教育提倡多學科融合，重視學習活動的開展。為此，教師作為學生活動的重要組織者、引導者，要建立好課堂活動的秩序，提供明確的行動指引。如，依據學生的能力水平、個性的不同，按照組間同質、組內異質進行合理分組;建立明確的組員任務分工表，讓不同特點的學生承擔不同的任務、扮演不同的角色、發揮不同的作用;提供不同學習難度的分層任務。以《極品飛車》一課為例，在學生模仿完成了最基本的任務后，教師適時提出拓展內容——兩個人的飛車競賽更加精彩。你是否能對原有的飛車模式進行升級，使其變成雙人賽車？從舞臺、角色、動作這三個方面組織學生交流，說一說設計思路，并提供不同難易程度的賽車規則以契合學生知識能力的差異化發展。同時，提供小組成員角色任務分工表以明確組員任務與責任（具體見表2）。在這一環節中，視學生探討交流的情況，教師可以先甄選同伴的優秀作品，邀請其上臺分享創作思路，為其他學生提供創作參考或者提示需要使用的核心指令，以這種窄化指令選擇的形式降低任務的復雜性，（下轉第17版）（上接第16版）使任務難度控制在學生的最近發展區內，提高任務的適應性及完成率。

表2? 可視化編程課堂教學中小組成員的角色

三、創新活能，引發編程風暴

蘇聯教育家魯賓斯坦說：“思維通常總是開始于疑問或者問題，開始于驚奇或者質疑，開始于矛盾。”在學生創作交流的過程中，教師要注意學生思維的疑惑點、興奮點，唯有如此，才有可能激發學生的創新意識。如，在《幸運大轉盤》一課中，在解決了編程實現轉盤旋轉并停下來及編程只中一個獎次后，邀請學生試玩，由此產生質疑“生活中只中一個獎項是不現實的。”“那怎么才能實現隨機中獎呢？需要解決哪些問題？請小組內討論一下。”由此點爆學生思維，學生在交流的過程中，思維已經跳出程序和導入情境本身，嘗試發散性地思考，解決這一問題需要從哪些方面分析并著手處理。同時，教師拋磚引玉，提供以下問題幫助學生梳理解決思路。哪一個模塊指令能實現“隨機”？生活中各等獎次的中獎可能性大小是怎么樣的？數學中一個盒子里的紅、黃、藍三種顏色的球的可能性的大小我們是怎么判斷的？……通過明確的問題指引，讓學生在聯系生活認知與分享見解時，不知不覺地遷移數學知識，逐步理解轉盤概率設計的算法設計，滲透計算思維。在學生基本實現三個或者四個隨機中獎等次后，教師適時提出拓展任務：“如果你是商場老板，你會怎樣設計抽獎轉盤及中獎等次？”由此學生根據自己的水平，可以設計五個獎項或以上的轉盤盤面，也可以對轉盤進行個性化的美化，可以添加中獎音效，等等。從而實現分層教學，關注學生個性發展，推動學生創新創作。此外，教師必須在日常的每一堂信息課上落實好學生發散思維的培養、編程作品的重構方法及策略指引，這樣才可能在有限的時間內聚合群體智慧，創作出更精彩的作品。

四、評價點睛，完善編程作品

對學生的正確評價有助于指引他走上屬于自己的奇跡人生。一個不及格的學生達到合格等次所付出的努力可能比一個優秀的學生考到100分更加巨大。依據加德納的多元智力理論全面的、多樣化的人才觀，在《幸運大轉盤》一課中，筆者依據學生能力水平劃分三個評價標準（見表3）。通過師評、生評、自評多元評價，給予學生肯定的同時，依據他自身能力的高低提出恰當的修改意見，讓學生在收獲贊賞的喜悅之余，能正確看待自己作品的不足之處，并持著積極認同的心態改進作品。

表3? 編程作品評價標準

總之，作為人工智能教育的基礎課程，小學可視化編程教學要立于生活，始于興趣;助以支架、成就探索;活化思維，勇于創新;多元評價、思之促長。充分考慮學生的天性特點，在保護學生個性發展的同時，注重信息技術核心素養的育人功能。從學生的視角出發，構建貼合學生認知的多學科融合的探究活動，滲透STEAM教育理念。讓學生在開放、融洽、適度緊張的課堂氛圍中始終保持著對學習的熱情和探究意識，從而學有所獲、獲有所思、思有所新。

[本文系2020年中山市立項課題“基于STEAM教育理念的小學可視化編程教學案例研究”（課題編號：B2020112）階段性成果]

責任編輯? 陳紅兵

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