以趣融编,演绎WebGoC程序设计课的精彩
2022-01-15林丽芳
林丽芳
小学编程教育以图形化编程为主,而对于面向对象的C++编程涉之甚少。如何将图形化与C++语言结合?2017年,笔者所在地区教研室使用C++语言设计开发了WebGoC编程软件,通过简单易懂的命令和直观形象的绘图帮助学生学习编程,在使编程概念具体化的同时进一步学会C++语言特点。
● 基于WebGoC程序设计的高效学习模式
WebGoC是基于C++的面向对象可视化编程语言,既能培养学生的计算思维,同时也能进一步培养学生的代码语法、算法等编程能力。因此,笔者结合“学习金字塔”理论与教学实践总结出WebGoC程序设计高效学习模式(如下图)及其实施策略。
1.趣味情境精贯穿
苏联教育家维果茨基提出的“最近发展区”理论认为,儿童发展存在两种不同的水平:一种是现阶段儿童达到的知识与技能等的发展水平,表现为儿童以当前的认知与技能水平能独立解决问题、完成任务;另一种是儿童可能突破的认知与技能发展水平,表现为儿童以目前的发展水平无法独立完成任务,但是通过提供一定的帮助,如他人协助、实践模拟等方式,就能突破新的认知与技能发展水平。这两种水平之间的差距,就是“最近发展区”。因此,儿童的发展需要搭建一个适合的脚手架,创建贴近学生的情境案例,让抽象的知识变为具体的目标任务,以案例自然贯穿课堂,促进学生在学习活动中主动实践、学以致用。
2.WebGoC系统巧利用
任何一种编程语言的实现都离不开软件平台。笔者所在区教研室为了让广大师生随时都可以借助计算机获得优秀的学习资源,轻轻松松学习WebGoC,组织教师设计了每学年的WebGoC系统服务器,下载直接安装就可以看到每一课的教学知识与练习。但学生存在个体差异性,因此教师在教学过程中一定要注意资源源于系统高于系统,对提供的资源要根据设计案例灵活取舍,结合实际案例对资源进行二次开发,让学生能玩中学、做中学。
3.多元学科妙穿插
随着STEAM教育理念的推广,一节课的成功不单单是看学生对这节课的知识点的掌握情况,更应做到对学生综合性发展的培养。因此一节优秀的程序设计课程更应该体现多元学科的综合。在WebGoC的教学中,教师可以将案例情境中的知识与学生学过的学科知识穿插,既能促进学生全面发展,又能使其感受到学科融合的魅力。
● 趣味WebGoC程序设计教学实施案例
笔者以WebGoC程序设计上册第五课《椭圆命令》为例,通过对内容进行重构,结合数学与科学等多学科,设计了层层递进的游戏活动,让学生带着任务玩中做、做中学、学中悟、悟中用,体验WebGoC编程绘图的乐趣与多元知识结合的魅力。
1.以案导情,引编入情
师:今天轮到小C值日,但是他一到学校花园就发现花朵居然都被故意破坏了,奄奄一息,小C十分难过,想要大家帮他一起拯救花园,侦破案情,寻找真凶,你们能一起来帮忙吗?我们来观察花朵的绘制动画,它是由什么形状构成的?
生:椭圆和圆形(引出课题)。
侦探查案是学生喜爱的故事,在这个环节,笔者通过创设花园破坏情境,在激发学生兴趣的同时还留下谁是“凶手”的悬念。然后,结合学生的学习情况,以动画形式将抽象的绘制过程具体化,使其感受编程的魅力与乐趣。
2.数中取经,编程悟花
师:要想成功拯救花朵,我们首先要学会绘制椭圆,请同学们打开运行桌面程序5-1,注意观察画笔的位置。你发现了什么?
生:成功画出了一个绿色的椭圆,笔在椭圆的中心。
师:程序中用了什么命令画出椭圆?结合椭圆的半径,你觉得命令里面的参数各表示什么?
生:用了p.ee(100,200,10)画出椭圆,其中100是椭圆的横半径,200是纵半径,10是颜色。
师:(板书)没错,实心椭圆命令是p.ee(横半径,纵半径,颜色)。现在请同学们新建一个程序,成功画出一片实心椭圆花瓣。其中横半径100,纵半径50,颜色为1号色。
学生动手實践,画出花瓣。教师引导学生尝试转动画笔,画出剩下的花瓣。
师:成功画出花瓣后,花朵还要有圆形的花蕊才完整,请大家结合数学知识,观看椭圆变成圆的动画,你发现圆的横半径和纵半径有什么特点?(横纵半径相等)那你能用椭圆命令画出一个黄色的花蕊吗?
学生根据数学感知,总结圆的特征,自主探究画出花蕊。教师引导学生尝试画出更多不同颜色、不同大小的花朵。
本环节是自主探究、学得新知的过程。学生结合数学知识,通过思考观察,总结出椭圆变成圆形的特点,并灵活运用椭圆命令画出花朵的花蕊与花瓣。
3.玩里推案,学以致用
师:在大家的帮助下,花园成功修复了,但是小C很想知道是谁将花园破坏的,所以他想要一个放大镜来帮忙找到“真凶”,按照给出的参数,尝试画出放大镜。(学生尝试画出放大镜)在画放大镜的时候,很多同学画的放大镜手柄在圆心位置,为什么呢?要如何修改程序呢?
生:因为在绘制椭圆的过程中,笔在圆心位置,需要提笔、后退到圆边,再重新落笔画手柄。(学生尝试修改程序,成功画出放大镜)
师:通过绘制的放大镜,结合之前花园的图片,请打开桌面的找茬游戏,找出凶手留下的痕迹。(学生玩找茬,找出痕迹,将其组合)通过组合,发现这是一个脚印,但有一个脚趾被泥水冲没了,你能帮老师绘制出一个完整的脚印吗?(学生运用椭圆命令,尝试画出剩下的椭圆脚趾)你们觉得这个脚趾是哪个动物留下的?请小组讨论,结合常识,说出你的推断。
学生讨论推理,猜测真凶,小组汇报。教师对学生活动评价反馈,提出问题,引导课后研究思考,同时进行爱护环境、看管动物的情感教育。
本环节是为了让学生能将编程知识学以致用的同时进一步突破重难点——绘制椭圆笔的位置在中心。通过找茬游戏,进一步活跃课堂气氛,然后组织学生大胆推理,结合生活所见所闻,发现最可疑“真凶”,并在最后将科学知识与案例相结合,在丰富学生知识面同时激发其课后继续探索身边的科学百科。