《智能手机创意编程》课程设计与实施

任健

[摘   要]《智能手机创意编程》课程在统整理念的指导下，融合信息技术和通用技术课程，进行课程的设计与实施，以培养学生的计算思维为核心，通过 “设计与智造”项目活动，培养学生的软件编程与动手制作能力，促进其计算思维与工程思维的结合，提升其学科核心素养。

[关键词]课程设计;计算思维;手机编程

[中图分类号]    G632.4       [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）27-0040-03

2017年教育部颁布的普通高中信息技术课程标准明确提出，高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。相比之前的课程标准，首次提出了计算思维的概念。在课程内容的设置上，必修课程《数据与计算》中提到，掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法。通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的高效率。《智能手机创意编程》是一门校本选修课程，秉承“独立、协作、创造”的校训，在统整理念的指导下，以培养学生的计算思维为核心，通过开展 “设计与智造”项目活动，培养学生的软件编程与动手制作能力，促进其计算思维与工程思维的结合，提升学生的学科核心素养。下面笔者就课程的设计与实施谈谈自己的具体做法。

一、设计理念

设计《智能手机创意编程》课程的宗旨是让学生在教师的指导下，围绕计算思维的培养，学习移动应用的开发技术，将手机移动应用的开发与多种智能传感器技术相结合，解决实际生活中的问题，通过项目化学习的方式实现对信息技术的知识学习、方法领悟、工具掌握、问题解决和创新发展。

对于学生计算思维的培养，程序设计一直是中小学信息技术教学内容的首选。程序设计教学在计算思维概念提出之前就一直进行着，根据学生能力水平不同，开展过Basic、Pascal、C、C++、VB等语言的教学，现在又开始流行Python等自动化程度更高的语言教学，它们对于学生理解计算机解决问题的一般过程起到重要的作用。但是，由于计算机程序语言具有抽象性、复杂性等特点，让大部分学生望而却步。本课程使用的App Inventor软件是一种可视化、积木式的编程软件，它的对象基于动作事件的特点更贴近日常生活，学生易于理解，有效降低了学习程序设计的门槛，让编程学习更简单、更有趣、更有意义，教师可以把教学的重心放在对学生计算思维的培养上。

二、课程目标

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。《智能手机创意编程》课程统整了信息技术和通用技术的学科内容与育人目标，因此本课程旨在培养学生的信息意识和技术意识、计算思维和工程思维、数字化学习和创新设计、图样表达和物化能力、信息社会责任等核心素养。

学生通过对本课程的学习，能够体验基于移动端的日常应用，结合移动应用的典型事例，认识到移动技术对人类社会的影响;了解面向对象和事件驱动的编程原则，掌握基于图形化开发工具进行移动应用设计与开发的基本方法;了解常用传感器的种类和功能，其数据采集方式，能在移动运用设计中使用多种数据输入方式;经历项目作品的设计与开发，运用计算思维和工程思维方法来界定问题、抽象特征，领悟信息、数据、计算、结构、流程、系统和控制等技术方法并加以运用，熟悉编程的一般过程;通过可视化的方式，如设计流程、制作界面、搭建程序等，合理使用手机的各种编程对象，在最终形成项目作品的过程中培养严谨细致、精益求精的工作态度和工匠精神，达成技术学科立德树人的终极目标。

三、课程内容

本课程整合了2017版普通高中信息技术课程标准中的选修模块《移动应用设计》、必修模块《数据与计算》和选择性必修《人工智能初步》《开源硬件项目设计》模块，以及高中通用技术的有关模块内容，具体设置见表1。

四、课程实施策略

学习本课程的学生由来自高一各班对程序设计感兴趣的学生组成，教师通过选修课的形式进行授课，时间跨度是高一两个学期。课程遵循学生的一般认知规律，先从基础知识、基本技能开始，介绍App Inventor软件的界面和一般流程，让学生通过前面的基础项目快速掌握操作方法，领会其图形化编程的特点，激发起好奇心和求知欲。接着学生通过两个游戏项目的制作，运用所学知识解决新问题，培养问题解决能力和系统思维、创新思维。最后，利用手机与外部硬件、网络数据库的连接实例进行拓展实验，期待学生对于之前的学习有一个全新的认识。学生通过自己设计创意项目，有效地在设计活动中掌握技术知识、应用技术原理、体悟设计过程、积累成技术学习经验，并逐步形成和发展计算思维、工程思维，理解技术文化，最终落实学科核心素养。

五、课程大纲

六、课程评价与成果

经过两个学期的学习，选修班的学生合作完成了创意作品的设计与制作。采用过程性评价和总结性评价相结合的方式进行课程评价。过程性评价主要依据学生提交的《项目学习手册》，其中反映了学生在项目学习过程中发现的问题、开展的讨论、评估的方案、绘制的草图、拍摄的作品实物照片，作品的自评、互评和教师评价，最后是学生的反思。

总结性评价依据最后完成的作品，每个小组都定好一个主题大框架，主要有小车类、灯光类和音乐类，每个小组根据大框架确定自己的设计与制作项目。最后，每个小组基本完成了当初的设计目标，不过在完成质量和创意设计方面还存在差异。优秀小组的作品，既能较好地体现功能，又能考虑到美观性、实用性。有的小组的作品，只能体现部分功能，而且从学习手册上看，小组合作流于形式，作品主要是由个别学生完成的。表3展示部分小组的优秀作品。

回顾课程的设计与实施的全过程，在统整思想的指导下，计算思维的培养是可以通过跨学科的方式进行的，而通过项目化的学习可以使各学科有效地融合。项目中涉及手机软件设计与开发，主要是信息技术课程的相关范畴，可以培养学生的计算思维、数字化学习与创新等信息技术核心素养，而图样设计、模型搭建则属于通用技术课程相关范畴，可以培养学生的工程思维、图样表达、物化能力等通用技术核心素养。智能手机创意项目的设计与开发，是基于现实生活以及真实问题情境的，学生在动手实践过程中有效地培养了计算思维以及工程思维等素养。

综上所述，由于课时的限制，有的学生对于手机开发的基本技术的学习还是不够的，因此在讲解开发制作的具体案例时，有的学生表现出没有自己的想法、创新力不够等，这也提醒着教师，在项目教学的过程中，怎样有效引导学生开展自己的项目，而不只是让学生跟着教师做，这是值得继续好好研究的方面。

[   参   考   文   献   ]

[1]  任友群，黃荣怀.普通高中信息技术课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]  顾建军，吴铁军.普通高中通用技术课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.

（责任编辑    黄诺依）