信息技術(shù)創(chuàng)客校本課程開發(fā)與實(shí)踐研究

任惠霞　呂楠楠

近幾年，創(chuàng)客教育發(fā)展迅速，越來越多的學(xué)者和教師投身創(chuàng)客教育研究與實(shí)踐。我國部分中小學(xué)已開設(shè)Arduino開源硬件、機(jī)器人、VR游戲設(shè)計(jì)、激光雕刻及3D打印等創(chuàng)客課程。為解決國內(nèi)創(chuàng)客教育投資大但師資匱乏等問題，筆者提出基于App Inventor的創(chuàng)客校本課程設(shè)計(jì)思路，闡述了課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及評價方法，并以“點(diǎn)名神器”項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)了基于App Inventor的創(chuàng)客校本課程教學(xué)流程和評價標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)了教學(xué)方法與經(jīng)驗(yàn)。

一、當(dāng)前創(chuàng)客課程存在的問題及對策

學(xué)校基于機(jī)器人、3D打印或者Arduino開源硬件等開設(shè)創(chuàng)客課程，需要配備獨(dú)立的創(chuàng)客空間和成本較高的硬件設(shè)備，后續(xù)還需要不斷投入資金才能保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這些都不利于創(chuàng)客教育的開展及普及。另外，教師開展創(chuàng)客教育，除了具有必備的教學(xué)能力外，還得具有運(yùn)用多學(xué)科知識的能力。以學(xué)科教學(xué)為主兼職開展創(chuàng)客教育的教師組織創(chuàng)客活動，往往心有余而力不足。

筆者建議將中小學(xué)校已有的計(jì)算機(jī)教室改造升級為創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，這樣只需投入少量資金便可以建成創(chuàng)客活動空間。同時，學(xué)校可以根據(jù)師資情況，開發(fā)具有學(xué)校自身特色的創(chuàng)客校本課程，以多學(xué)科教師協(xié)同的方式開展創(chuàng)客教育，啟發(fā)學(xué)生思考，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

二、App Inventor的特點(diǎn)

有別于Arduino開源硬件、機(jī)器人、3D打印等需要較多投資的創(chuàng)客平臺，App Inventor有很好的性價比優(yōu)勢。App Inventor為用戶提供了基于云端的手機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。只需一臺電腦，學(xué)生就可用App Inventor開發(fā)安卓應(yīng)用程序并應(yīng)用于生活，解決自身實(shí)際問題。無論是手機(jī)應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)還是程序編寫，學(xué)生借助App Inventor都能用可視化的方法來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生不需要關(guān)注復(fù)雜的語法規(guī)則，將主要精力放在分析、解決問題上，拖放圖形化、積木式組件就能完成移動應(yīng)用程序的開發(fā)。此外，App Inventor預(yù)先設(shè)置了不同類型的組件模塊，如多媒體類、傳感器類、數(shù)據(jù)通信類和人工智能類。學(xué)生不必關(guān)心底層的技術(shù)細(xì)節(jié)，緊貼需求，專注實(shí)際開發(fā)，這更有利于培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

總之，App Inventor具有低成本、易實(shí)現(xiàn)、功能全的優(yōu)點(diǎn)，教師用它開展創(chuàng)客校本課程教學(xué)是一種不錯的選擇。

三、基于App Inventor的創(chuàng)客校本課程建設(shè)方案

基于App Inventor開發(fā)平臺，筆者開設(shè)了“App設(shè)計(jì)與開發(fā)”校本課程。筆者從內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)流程、評價標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)實(shí)踐等方面探討基于App Inventor創(chuàng)客校本課程建設(shè)方案。創(chuàng)客教育常常基于解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的真實(shí)問題來展開。學(xué)生在課程活動中要綜合應(yīng)用多學(xué)科知識、技能來解決問題。這與項(xiàng)目式教學(xué)的理念、方法不謀而合。筆者采用項(xiàng)目式教學(xué)方法構(gòu)建創(chuàng)客課程，以項(xiàng)目活動為主線，引導(dǎo)學(xué)生討論問題、設(shè)計(jì)方案、制作與改進(jìn)作品。

（一）課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

筆者用創(chuàng)客教育及項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的理念，設(shè)計(jì)了若干兼具趣味性和應(yīng)用性的創(chuàng)客項(xiàng)目活動貫穿整個課程。筆者設(shè)計(jì)項(xiàng)目，應(yīng)用創(chuàng)客教育理論，從真實(shí)的問題出發(fā)，兼顧App Inventor開發(fā)活動中知識與技能的融合。筆者參考浙江城市大學(xué)吳明輝、湖南師范大學(xué)瞿紹軍編寫的App Inventor教程，按照知識能力螺旋式上升的原則，設(shè)計(jì)了以項(xiàng)目活動為載體、以實(shí)現(xiàn)作品功能為目標(biāo)的App Inventor創(chuàng)客校本課程內(nèi)容（見表1）。

（二）課程教學(xué)流程

在創(chuàng)客課程教學(xué)方面，應(yīng)用最多的模式是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的一般流程包括確定項(xiàng)目、制訂計(jì)劃、協(xié)作探究、制作作品和總結(jié)評價。在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的理論，設(shè)計(jì)了基于App Inventor創(chuàng)客校本課程教學(xué)流程（如圖1），以期培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

1.項(xiàng)目引入階段

在項(xiàng)目引入階段，教師要精心創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。此外，教師要根據(jù)項(xiàng)目需求和學(xué)生知識儲備情況提供一定的學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目問題進(jìn)行分析、思考，在頭腦風(fēng)暴的基礎(chǔ)上提出可行方案。教師在創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境時要遵循真實(shí)性、學(xué)生主體性這兩項(xiàng)原則。教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用多學(xué)科知識解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生只有經(jīng)歷解決問題過程，才能體驗(yàn)到完成項(xiàng)目任務(wù)的價值感和成就感。

2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)階段，學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴設(shè)想項(xiàng)目的功能。教師要幫助學(xué)生聚焦可能遇到的問題，從眾多創(chuàng)意中篩選可行的項(xiàng)目方案。學(xué)生則在教師的指導(dǎo)下，對創(chuàng)客項(xiàng)目進(jìn)一步細(xì)化，明確具體任務(wù)，為項(xiàng)目的實(shí)施做好準(zhǔn)備。

3.項(xiàng)目實(shí)施階段

項(xiàng)目實(shí)施是創(chuàng)客課程的核心。在此階段，學(xué)生按照設(shè)計(jì)方案，綜合利用知識和技能進(jìn)行項(xiàng)目制作。在學(xué)生制作過程中，教師及時提供相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，把控學(xué)生協(xié)作過程，保證每位學(xué)生參與創(chuàng)客項(xiàng)目活動，體驗(yàn)創(chuàng)新和合作的快樂。

4.評價反饋階段

評價反饋主要包括成果展示、項(xiàng)目評價、總結(jié)反思等環(huán)節(jié)。教師組織各組進(jìn)行項(xiàng)目匯報(bào)展示，讓學(xué)生從問題的突破點(diǎn)、作品實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)、困難與局限、完善作品等方面陳述。項(xiàng)目評價環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生以自評與互評等多種方式從知、情、意三方面進(jìn)行評價。總結(jié)反思環(huán)節(jié)，學(xué)生在評價基礎(chǔ)上總結(jié)與反思，對作品加以改進(jìn)，使其完善。當(dāng)作品得到同伴或教師的認(rèn)同后，學(xué)生體驗(yàn)到創(chuàng)新和分享帶來的樂趣。

（三）課程評價標(biāo)準(zhǔn)

評價是校本課程實(shí)施中重要的一環(huán)。考慮創(chuàng)客課程的特點(diǎn)，教師進(jìn)行課程評價宜將創(chuàng)客項(xiàng)目的過程性評價和項(xiàng)目的完成度結(jié)合起來綜合評價。對于App Inventor創(chuàng)客校本課程，筆者采用知、情、意多標(biāo)準(zhǔn)相融合的方式評價（如圖2）。

知，主要考評學(xué)生對相關(guān)知識與技能的習(xí)得、應(yīng)用與遷移情況。情，著重考評學(xué)生在創(chuàng)客項(xiàng)目活動中與他人溝通、協(xié)調(diào)、分享交流的表現(xiàn)及能力。意，是創(chuàng)客課程評價的核心，包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新品質(zhì)，依據(jù)學(xué)生提出問題的創(chuàng)意以及作品的創(chuàng)新點(diǎn)來考量。

四、創(chuàng)客校本課程案例“點(diǎn)名神器”

（一）項(xiàng)目引入階段

課堂上，教師會抽選學(xué)生回答問題。由于種種原因，部分學(xué)生可能沒有參與機(jī)會，個別學(xué)生甚至一直被遺忘。為了公平、公正，筆者指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一款點(diǎn)名神器支持教師輕松、公平點(diǎn)名。

（二）項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段

1.項(xiàng)目討論

如何公平點(diǎn)名？教師指導(dǎo)學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)可行的方案。經(jīng)過討論，大家決定采用語音隨機(jī)播報(bào)學(xué)號的方案來點(diǎn)名。

2.界面設(shè)計(jì)

學(xué)生借助水平布局組件，排布各控件工具在屏幕中的位置，通過修改各控件的屬性值，如寬度、高度、對齊方式等，使其達(dá)到理想的顯示效果（如圖3）。

3.邏輯設(shè)計(jì)

“開始選號”按鈕被單擊后，計(jì)時器開始計(jì)時。計(jì)時器在計(jì)時過程中隨機(jī)展示1～55中的某個數(shù)。當(dāng)“停止”按鈕被點(diǎn)擊后，計(jì)時器關(guān)閉，界面呈現(xiàn)被選中的號碼，并播報(bào)出來。

（三）項(xiàng)目實(shí)施階段

學(xué)生進(jìn)入邏輯編輯界面，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，拖曳代碼塊，修改控件工具的屬性值，搭建程序，并調(diào)試運(yùn)行（如圖4）。

（四）評價反饋階段

大部分學(xué)生制作的點(diǎn)名神器App能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)點(diǎn)名功能。有學(xué)生提出問題，希望隨機(jī)叫到的是姓名，而不是冷冰冰的學(xué)號。

1. 首次反饋修改，使作品更具溫情

學(xué)生使用列表保存多個姓名，將姓名與隨機(jī)的號碼關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)姓名的隨機(jī)播報(bào)，代碼如圖5所示。

2.進(jìn)一步完善作品，實(shí)現(xiàn)人性化應(yīng)用

師生頭腦風(fēng)暴，討論作品的改進(jìn)空間。學(xué)生發(fā)現(xiàn)前面的程序?qū)崿F(xiàn)了姓名播報(bào)，但是姓名是固定的，用戶不能修改成“花名冊”，不夠人性化。于是，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目修改、迭代，增加用戶上傳學(xué)生姓名文件的功能。

五、總結(jié)

筆者選取南京市某高中兩個班開展“App設(shè)計(jì)與開發(fā)”校本課程教學(xué)實(shí)踐。該教學(xué)實(shí)踐共進(jìn)行了三輪，絕大多數(shù)學(xué)生通過11個由淺入深項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，熟練掌握了App Inventor開發(fā)與應(yīng)用的方法，取得了一些收獲。

學(xué)生對課程給予肯定評價，他們的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)品質(zhì)有所提升。筆者通過選課情況分析、課堂觀察、問卷、訪談多種方式調(diào)查，發(fā)現(xiàn)“App設(shè)計(jì)與開發(fā)”校本課程受到學(xué)生的普遍歡迎，學(xué)習(xí)新課程后學(xué)生更加善于思考，勇于創(chuàng)新，敢于展示。

學(xué)生完成作品與解決問題的能力增強(qiáng)，能夠以開發(fā)者視角去分析、解決生活中遇到的問題。他們自定主題設(shè)計(jì)了新冠疫情查詢助手、垃圾分類助手、點(diǎn)名神器、黨史知識競賽答題App、證書智能識別與記錄系統(tǒng)等信息工具，并在有關(guān)比賽中獲獎，創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力有不同程度提高。

教師參與課程教學(xué)，教學(xué)和科研能力有一定提升。教師深度參與課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施，他們在校本課程的實(shí)踐中對創(chuàng)客教育有了更深刻的理解，積累了教科研和指導(dǎo)學(xué)生競賽的經(jīng)驗(yàn)。

基于App Inventor的創(chuàng)客校本課程已開發(fā)并實(shí)施了一段時間，取得了一些成果。因地制宜，構(gòu)建科學(xué)、豐富、完整的創(chuàng)客課程是一項(xiàng)重要的工作，對于缺乏資金、場地的學(xué)校來說尤其需要挖掘潛力。接下來，筆者將深化創(chuàng)客校本課程的研究與開發(fā)，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，不斷提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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（作者任惠霞、呂楠楠系江蘇省南京田家炳高級中學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志