基于計算思維的App Inventor教學實踐

一、前言

國內外對于計算機思維的研究，一般是針對大學計算機主干課程進行剖析。中學生對于編程還處于一種陌生的認識，對于代碼的理解能力有限，App Inventor編程環境友好，容易上手，是中學生學習編程的最佳選擇。初中生對于編程代碼不敏感，但對于圖形化操作的掌握很熟練。通過開設App Inventor課程，培養學生的計算思維的習慣，從而全面提高學生對信息技術的素養。根據信息技術注重實操性的特點，視頻教學的直觀性的優勢，在App Inventor的教學實踐中大力開展應用微課資源，加強學生的自主學習能力，培養學生的計算思維能力，對提升學生綜合信息素養，有著非常積極的意義。

UMU學習平臺作為一個課程管理系統，同時擁有網頁端和app客戶端，有很好的使用體驗。隨著移動設備的屏幕尺寸和分辨率的提高，4G高速網絡的支持，對于移動端的微課學習提供了很好的技術條件。App Inventor積木塊的可視化編程，學生容易上手，教師選取合適的教學案例，學生通過自主學習探究，借助數字化工具將生活問題轉化為數學問題和計算機編程問題的過程，促進學生計算思維的培養。

二、教學模式與策略

（一）基于計算思維的課內微課翻轉模式

筆者在學校上課過程中，采用UMU上課。教師課前錄制好App Inventor精品微課，并上傳到UMU學習平臺。同時可以上傳一些文檔筆記和提出疑問到相應的討論區，引導學生學習。App Inventor的微課比較簡短，教材案例的組件和代碼不多，學生根據微課很快就能編寫好程序，這樣學生對課堂的興趣會更加強烈，比較有成就感。上課過程中，發現課堂上學生忙了起來，同學之間互相討論，隨著他們課堂上參與的任務越來越多，他們的等級也會增加，讓學生更有一個學習積極性。老師可單獨對存在有學習困難的同學給予一些指導。通過UMU平臺，查看學生提交作業的情況，必要時開啟廣播教學，統一講解相關的任務和知識點。結合微課、學案等教學資源，在討論區設置相應問題，引導學生思考，學生通過自主學習探究，借助數字化工具將生活問題轉化為數學問題和計算機編程問題的過程，促進學生計算思維的培養。

（二）基于計算思維的課外微課翻轉模式

課程資源放在UMU學習平臺上，有條件的學生課余時間還可以進行一個復習鞏固。學生只需要下載UMU學習平臺app，就可以隨時隨地開展自主學習探究。利用好微課在App Inventor等實操性強的課程中優勢，正確引導學生利用微課實現課外翻轉課堂的學習。學生可以在手機瀏覽器打開appinventor軟件編輯相關程序，通過動手實操，可以進一步促進計算思維的培養。通過開設校本課程，研究App Inventor在教學中的應用，探討實際課程教學中如何更好地培養學生的計算思維。通過布置家庭任務，以任務驅動法促使學生自覺進行信息技術課程中的《App Inventor》的移動學習，微課教學對學生自主學習的促進作用。通過對學生App Inventor作品的評價，進一步探究中學生對于編程的認識，App Inventor對計算思維的訓練效果。

（三）基于計算思維的App Inventor教學策略

筆者在App Inventor教學實踐中充分發揮學生的主體性，教師的指導作用，課前創設情境導入——學生自主學習探究——小組協作——討論歸納等方式，進行問題的分析，并將問題轉換為模型，把數學問題和生活問題轉變為計算機編程問題，提高學生計算思維的能力。

由于筆者任教的班級較多，學生存在差異性，采用任務驅動進行分層教學，在UMU學習平臺中設置好選修和必修模塊，進行一個分層任務的布置。有能力的同學可以繼續做后面的選修課程。此外，我在日常的教學中，把微課和電子書等資料，都設置為選修模塊，主要考慮到有部分能力較強的同學可以不用觀看微課就可以完成任務。

三、基于計算思維的App Inventor教學實踐

筆者在初一年級開展了教學實踐，下面以《創意涂鴉》為例：

環節一：創設情境。教師向同學們展示一張有涂鴉痕跡的照片，引起同學同學們思考？學生開始將生活的問題進行分析，得出用了哪些軟件？什么功能？采用快問快答，學生積極發言，互相補充總結，引入新課內容。啟發式教學，學生勤學多思，教師要注意查閱學生的UMU評論區內容，做好審核和簡要評價。

環節二：界面設計（微課教學）。通過與平時常用涂鴉的軟件對比，思考涂鴉板程序的功能組成？畫布引入？訪問打開圖片？保存功能？學生通過課堂案例的學習，培養善于觀察與思考的能力，及培養學自主學習能力。把抽象問題具體化，進步使用數字化工具實現效果，加強了學生邏輯思維的訓練。任務設計時，注重分層教學，只要求實現一種畫筆顏色和簡單的打開照片。對于后續功能模塊，給學生自己創作，對學生的個性化發展創造良好的條件基礎，同時也是培養了學生的計算思維和創新思維，有助于提高學生的信息技術核心素養。

環節三：編寫代碼和測試（微課教學）。在理解清楚程序的功能的邏輯后，選擇對應的合適代碼塊編寫代碼和測試程序。通過小組互相測試，借鑒相互間的作品功能，進一步改進完善作品。

環節四：拓展創新。學習完基礎訓練，后面還有選修模塊的拓展訓練，教師在UMU學習平臺上發布整個程序的完整功能的演示，班上能力較好的同學可以直接開始個性化創作。筆者教學過程注重學生數學計算意識的應用，比如畫布代碼塊選項中的畫圓功能，學生通過實現畫筆功能，將生活問題數學化，計算思考后再用軟件建立模型，通過數字化工具轉化為編程問題，這樣對培養學生的計算思維有著顯著作用。

環節五：學習評價。學生通過UMU學習平臺的拍照功能，上交本節課的作品截圖，通過平臺對全班同學進行一個展示，這樣對學生有著很好激勵作用。借助UMU學習平臺的點贊和評論功能，開展師生評價和生生評價。對于編程能力較為突出的學生，可以做好培優計劃，指導學生參加相關的競賽，進一步加強學生計算思維的培養。

環節六：課后拓展。學生可以安裝UMU客戶端進行課后的拓展學，可以進行課后的碎片化學習，有助于學生對于課堂知識的鞏固提升。

四、實踐效果

學生非常喜歡App Inventor安卓開發的課程，學生對于課程深入學習有很高的期待。大多數學生對于編程有一種畏難情緒，通過本次App Inventor安卓開發的課程學習，學生對于編程的有了新的認識，對后續學習Python編程的章節內容有了良好的信心。通過App Inventor課程開發實踐過程，促進計算思維的培養。App Inventor安卓開發的課程能夠提高學生學習興趣，加強自主探究和解決問題能力，增強小組協作意識、數字化學習與創新，計算思維的培養。筆者通過問卷調查發現，學生普遍都能接受UMU學習平臺的教學模式，也有部分部分學生認為上課自己容易走神，更偏向喜歡老師的廣播教學統一講解。后期的教學實踐中，加強優化教學方法，變換不同的任務形式，讓學生對課堂保持足夠興趣。

責任編輯 邱 麗