面向課后服務的區域圖形化編程校本課程體系設計

趙凱 江蘇省南京市江寧區教學研究室

教育部辦公廳2017年2月頒布的《關于做好中小學生課后服務工作的指導意見》指出，課后服務工作要遵循教育規律和學生成長規律，有利于促進學生全面發展。“課后服務內容主要是安排學生做作業、自主閱讀、體育、藝術、科普活動，以及娛樂游戲、拓展訓練、開展社團及興趣小組活動、觀看適宜兒童的影片等，提倡對個別學習有困難的學生給予免費輔導幫助。”[1]圖形化編程軟件非常適合小學階段的學習，可以讓學生利用圖形化編程結合自己的創意進行數字化創作與表達。近些年來，很多地區的小學信息技術教材中都設置了圖形化編程教學內容，在小學階段積極開展編程教育對未來人工智能領域人才的培養具有深遠的意義。

● 課后服務中圖形化編程社團教學凸顯重要地位

隨著課后服務的深入實施，可以發現，在各地的小學課后服務中，圖形化編程社團既是信息科技教師樂于承擔的社團，也是深受學生喜愛和家長關注的社團。所以，在課后服務實施中，課程建設越來越重要，只有高質量的課程才能確保課后服務中社團教學的高質量實施，才能更好地滿足學生的學習需求。因此，在小學階段的課后服務中打造合理的區域圖形化編程社團課程體系，不僅可以作為信息科技常規課堂教學有益補充，而且有助于推進區域課后服務中圖形化編程社團教學質量的提升。特別是在當前國家大力提倡編程教育、人工智能教育的大背景下，充分發揮校本課程的優勢，構建合理的有特色的區域圖形化編程校本課程體系，打造共建共享的區域校本課程，能在課后服務的社團教學中進一步推動編程普及教學的有效實施。

● 構建區域圖形化編程校本課程體系

筆者認為，從小學圖形化編程社團教學角度出發，可將校本課程目標進行細化分解，構建“基于圖形化編程的程序設計啟蒙校本課程”“基于圖形化編程的基礎程序設計校本課程”“基于游戲制作的程序設計校本課程”“基于開源硬件的程序設計校本課程”“基于基礎算法的程序設計校本課程”“基于人工智能的程序設計校本課程”六大課程體系。課程體系應螺旋上升，相對獨立，并各有側重，也要合作共生，避免區域化人力、物力的重復投入，確保校本課程的質量。同時，校本課程的開發與實施應始終保持開放性、動態性，并不斷予以調整和更新。

1.基于圖形化編程的程序設計啟蒙校本課程

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》建議對1～2年級學段的教學采用學科融合的方式進行，因此，在1～2年級的課后服務社團教學中如何打造凸顯學科本位特點的信息科技特色社團、如何開展編程啟蒙教學并與后續的圖形化編程學習做好銜接，值得探索。

目前，圖形化編程軟件及線上編程平臺較多，但功能大致相同，積木式命令的運用便于學生操作，可以作為編程啟蒙教學及后續的進階提升學習所用。圖形化編程的啟蒙校本課程能讓低年級的學生不用使用過多的數學知識就體驗到編程帶來的興奮和快樂。通過圖形化編程的學習，可以幫助學生在編程時有效地組織思維、表達想法，從而有效地進行數字化創新表達。

2.基于圖形化編程基礎程序設計的校本課程

目前，大多數地方教材中都設置了圖形化編程的教學內容，通過基于基礎程序設計的校本課程的學習讓學生掌握圖形化編程基本命令的使用、程序設計的基本方法，以及必要的邏輯運算與條件判斷；掌握程序設計的基本結構，如順序結構、選擇結構和循環結構，以及循環的嵌套、判斷的嵌套等，能夠進行必要的數學計算。筆者認為，應適當降低課程中數學知識的難度，要符合3～4年級學生的知識經驗和能力水平，使3～4年級學生通過該課程的學習形成程序設計的概念和理解，能夠具有程序設計的思維和意識，能夠更好地利用圖形化編程進行多元化的數字化創作與表達。

3.基于游戲制作的程序設計校本課程

游戲對新一代的“數字原住民”有著極大的吸引力，基于游戲制作的程序設計校本課程以游戲設計制作進行圖形化編程教學，以項目式學習為主線，同時鼓勵并積極促進學生之間的相互協作。

5～6年級的學生通過學習，能夠進一步了解游戲設計的基本流程、基本方法和一些常見的技巧，如通過克隆實現炮彈的控制，如何實現計時、計分，如何設置關卡等。通過設計制作游戲，能激發學生學習編程的興趣，提升學習的動力，培養學生的想象力、創造力、綜合解決問題的能力以及協作能力，促使他們能夠系統地進行數字化創造與表達。

4.基于開源硬件的程序設計校本課程

早期的圖形化編程軟件支持的功能較少，而目前的編程軟件支持更多的硬件，這使圖形化編程校本教學中硬件的選擇范圍更廣了。在此基礎上，將軟件和硬件有機結合起來，能進一步豐富圖形化編程的教學形式，讓學生體驗程序世界和真實物理世界之間的有效互動。通過基于開源硬件的程序設計校本課程，5～6年級的學生能夠掌握開源硬件的基本特征和使用方法，能夠利用開源硬件進行項目的制作，體驗作品的設計制作流程并能夠優化設計方案，能夠對作品進行測試和優化。

5.基于基礎算法的程序設計校本課程

算法作為信息科技學科大概念體系中的重要概念，是小學信息科技課程中不可或缺的教學內容。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》強調通過算法的學習使學生了解利用算法求解簡單問題的基本方式，培養學生運用算法思維的習慣，通過實踐形成設計與分析簡單算法的能力。[2]

在以往的教學中，學習算法大多使用Basic、Pascal、C++等編程語言，復雜的語法和繁雜的輸入給小學生帶來一定的困難。圖形化編程雖然利用積木的組合來實現程序的編寫，但能夠有效避免語法錯誤及語法的束縛，避免代碼的煩瑣輸入，學習算法效率極高。利用圖形化編程進行算法啟蒙學習，也能夠為今后學習C++、Python代碼編程奠定良好的基礎。

小學高年級的學生具有了一定的數學知識、理解能力和邏輯思維能力，在此基礎上可以適當開展算法教學，但算法教學內容不宜過難，可以包括數的交換、數位分離、數列求項求和、極值的判斷、簡單的排序等算法知識。

5～6年級的學生通過本課程的學習能夠理解算法的基本概念，體驗利用算法解決問題的基本思想、方法和過程，并能夠利用算法有效合理解決問題，同時形成利用算法解決問題的意識和能力。

6.基于人工智能的程序設計校本課程

2017年7月，國務院頒布的《新一代人工智能發展規劃》指出，“開展形式多樣的人工智能科普活動，鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會對人工智能的整體認知和應用水平。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”。[3]因此，在小學階段開展人工智能的學習，激發學生對人工智能的興趣，具有重要的意義。目前，雖然用于支撐學校人工智能教育的軟件和硬件越來越豐富，但人工智能教育也面臨諸多困境，如有的人工智能教育以理論科普為主，缺少實踐操作，有的則過于偏重編程、機器人學習，此外，以Python為支撐的人工智能教育課程，則難度較大，學生學習具有一定的困難。

而圖形化編程軟件一般都內置了豐富的擴展應用，如文字朗讀、翻譯、視頻偵測、圖像識別、人臉識別等功能，同時還支持豐富的硬件功能，如開源硬件、智能機器人、機械臂等硬件，功能更加豐富。這無疑降低了人工智能教育動手實踐的門檻，使學生在已有能力的基礎上不需要額外花費較大的精力去學習復雜的代碼編程，就能體驗人工智能的無窮魅力，從而能夠運用簡單的算法及程序創作出具有人工智能的項目作品。因此，在5～6年級的學生初步完成人工智能通識教育的基礎上實施基于圖形化編程的人工智能校本課程，對學生在人工智能學習的體驗及應用層面具有重要的意義。

● 結束語

圖形化編程軟件作為青少年學習編程的重要工具，在課后服務的編程社團教學中發揮著重要的作用。面向課后服務的圖形化編程社團教學的校本課程體系的構建要結合區域及學校自身的實際情況如師資水平、學生的學習能力、硬件設施條件等展開。區域校本課程的開發與實施是一個開放動態的過程，課程體系、課程內容應該隨著區域內的實際情況進行動態調整。