基于手机App Inventor的项目式教学培养学生学习编程

林剑辉

【摘要】现阶段，中小学生在编程教育的学习方式是“情境导入-知识讲解-教师布置任务-学生实践”，导致学生成为学习技能的复制者，并且经过一段时间就会遗忘殆尽。如何让学生保持学习编程的兴趣，并能把编程的知识应用到生活中？文章以手机APP Inventor课程为例，阐述了当中项目设计的理念、目标、单元内容、活动设计及评价方法。

【关键词】App Inventor；项目式教学；编程学习

一、编程时代的来临

移动互联网、物联网、云计算、人工智能等新技术的发展使人类社会发生了前所未有的改变。对未来一代人来说，社会不仅意味着人与人之间的关系，更意味着人与机器之间的互动。掌握编程技术，将使学生在未来能够掌握与机器交流的“语言”。

编程教育正成为全球计算机教育的新趋势。美国非营利组织Code.org发起的“编程一小时”活动，受到了微软创始人比尔·盖茨、Facebook创始人马克·扎克伯格等人的支持。该活动旨在提高人们尤其是青少年的创新能力、计算思维，并普及计算机科学教育，迄今已有超过5000万人参加，甚至连美国总统奥巴马也成为美国历史上第一位学习编程的总统。他更指出，编程如同识字一样，应成为基础教育的一部分；不要只是买一个新的电脑游戏，而是自己去做一个；不要只是下载最新的应用程序，而是去帮助设计它；不要只是在手机上玩玩，而是要去编写它的代码。

二、中小学关于编程教学的课程要求与学生学习的现状

《基础教育信息技术课程标准（2012版）》明确提出在中小学各阶级开展部分“算法与程序设计”教学，其中：“小学阶段以体验为主，强调借助积木式编程工具，通过对对象、模块、控制、执行等概念及作用的直观操作体验，感受编程思想；初中阶段以高级程序设计语言为工具，通过尝试设计与实现基本程序结构，将实际问题解决与算法思想形成联结；而高中阶段则从面向实际问题的解决入手，借助几种比较典型算法问题的解决，帮助学生体会算法与程序设计的作用及其魅力。”

初中学生在初二阶段以VB语言学习程序语言的分类、变量、语句（赋值、定义变量）和三种基本程序结构（顺序、选择和循环）。高中学生在高一必修模块的第三章《信息的编程加工和智能化加工》和选修模块《算法与程序设计》接触算法的内容。课堂的组织方式多以“学生观摩-教师示范-任务布置-实践完成”为主。在这个过程中，学生只是成为教师教学知识与操作技能的复制者，缺乏学习热情，并且知识以外很多重要的东西如创造性地解决问题，团队精神的培养，如何从多角度考虑问题等则被忽略掉了。

三、项目式教学的含义

项目式教学要求教师不仅要重视对学生进行理论知识的传授，还要在教学过程中积极开展实践教学，以培养学生动手实践能力。这种教学模式充分体现了理论与实践的结合，可实现素质教育的目标。在教学过程中，教师要做好教学准备，根据教学内容来设计项目任务，制订科学的教学计划，以此指导学生高效地完成项目。项目式教学具有较强的实践性，其注重的是学生在教学过程中的表现而不是局限于最终的结果，能培养学生解决实际问题的能力与团队合作的精神。

四、App Inventor的引入

现今大多数学校讲授的编程语言是VB6.0，开发环境是基于Windows的系统。众所周知，VB6.0是微软1998年推出的编程环境，编程界面也很陈旧——简单粗糙，与学生在平板电脑、智能手机上见到的App界面相去甚远，并且编程方法是传统的代码编写，学生学习的兴趣日益降低，遗忘率高。

App Inventor是一款基于Web、无须编程经验的初学者的Android应用开发工具。其中文意思是“应用程序发明家”，是由Google公司开发的一个致力于快速开发Android系统的移动应用的可视化平台。App Inventor于2012年1月移交麻省理工学院行动学习中心，并以Mit App Inventor（http：//appinventor.mit.edu/）的名字公布使用。与传统的代码编程不同，App Inventor中的程序是通过可视化的指令模块来实现的，并用模块定义不同的功能。该平台具有低成本、低门槛、支持手机自带的传感器和开源硬件等特点。App Inventor可以开发各类数字化互动手机作品，是培养学生学习编程的理想教学载体。

五、APP Inventor课程的实施

（一）课程理念

课程的核心目标是培养学生的自主探究和动手创作能力，采用基于项目设计和问题解决的学习方法，让学生在面向真实问题解决的移动应用产品项目探究学习过程中，综合运用技术素养、科学素养及其他跨学科相关观念来设计和制作移动应用产品，从而达到培养学生科学精神、创新意识和实践能力的目标。

（二）课程目标

1.知识与技能。理解数字化互动产品的工作原理，掌握面向对象的移动产品设计的基本方法，熟悉数字化平台的开发和调试过程，初步掌握简单开源硬件的使用方法。

2.过程与方法。学生通过主动学习完成数字化互动产品开发过程，在观察、思考、设计、制作、实验等活动中掌握发现问题、分析问题、解决问题的方法。

3.情感、态度与价值观。感受数字化互动产品在链接人与数字虚拟世界、现实物理世界方面的便捷性，培养动手解决实际问题的兴趣，增强问题意识，形成勇于探索、积极实践、乐于合作的学习态度与品质。

（三）课程的项目单元内容

（四）活动设计

1.体验。很多学生都喜爱看漫画书，利用APP Inventor制作一款漫画图书APP，然后分享给身边的同学，可以体验惬意的成功感。其操作过程及结果是直接可视的，比VB学习中语句的输入输出更接近学生的生活经验，操作起来更为简单。

2.问题提出与知识点分析。（1）体验操作，并思考Apps中具有哪些组件；（2）查看每个组件的属性内容，例如漫画的图像大小及名称；（3）查看按钮“上一页”和“下一页”的事件内容，思考其对应的相关指令，例如变量的定义，条件语句if then else的流程控制。

3.開发。教师根据任务提供一定的素材（图片、微视频），学生以小组合作的形式完成Apps的制作（UI设计、事件代码编写，手机测试运行等）。

4.功能拓展。制作10页的漫画书，并可以跳转到任意页。

5.分享。学生开发出漫画Apps之后，利用Apps Inventor平台生成相应的二维码图片，学生通过微信群等交流工具分享给身边的同学，让他们下载应用，交流各自的使用心得。分享环节既是对学生创作的一种肯定和赞扬，让他们体验到成功的喜悦，又让学生看到别人作品中的闪光点，从而取长补短。

（五）评价方式

采用多元评价的方式，评价者包括教师、学生与家长；评价形式包括自评与互评；评价内容以质性评价为主，包括Apps制作的构思、作品的风格、实践过程中所碰到的问题等。评价工具以学生交谈、心得表格填写、微信交流等为主。

六、总结

我在每个学年都在高一高二年级开设了App Inventor的选修课程。通过长时间在课堂观察学生填写调查问卷与每节课学生交上来的学习心得体会，我发现App Inventor项目式教学受到同学们的普遍欢迎，学生对学习编程的兴趣大大提高，并且在作品的创作中，个人实践能力、创新意识和团队合作精神都得到了很好的培养，并且开发出来的程序作品能够得到同学、教师、家长的认同，从过去的被动学习转变为主动去学。

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