敲心门·搭支架·促创新·善评价

彭伟青

如何在四十分钟的信息技术课堂中落实信息技术核心素养（信息意识、计算思维、数字化学习、信息责任）的培养，渗透STEAM教育理念？笔者所参与的中山市级课题研究“基于STEAM教育理念的小学可视化编程教学案例研究”对此进行了长达一个学期的一线课堂教学研究。笔者通过认真反思小学可视化编程课堂教学的几个重要环节，谈谈基于STEAM教育理念的可视化编程教育的几点新思考。

一、兴趣敲门，点燃学生的编程热情

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”如果学生对编程学习产生了兴趣和期待，就会充分发挥主观能动性，不自觉地形成渴求学习新知识、新技能的强烈内在需要。从当前小学可视化编程课堂教学现状来看，图形化编程“所见即所得”及积木式的搭建方法固然有利于以具象思维为主的儿童上手学习，但是要让STEAM教育理念真正融入到学生知识体系中，落实信息技术核心素养的培养，还是需要从学生生活体验的兴奋点、学习经历的生长点、心理特质的突破点入手。如，玩风车几乎是每个学生的童年趣事，为此笔者在执教《风车转转》一课时，安排学生手持风车玩进课堂，唤醒学生对风车喜爱的同时引导学生分析风车的结构特点，再播放风力发电的宣传片，增进学生对于国家西部建设的了解。最后出示情景图，“今天我们就一起用Mind+绘制出风车，为西部开发贡献自己的力量。”由此激发学生的创作欲望。再如，执教《梦游太空》一课时，笔者充分利用学生喜欢新奇事物的心理，巧用我国航天事业的发展——“神州十二号”“神州十三号”载人飞船，通过演绎飞船发射——出舱行走——曙光对话等活动，始终保持学生的学习兴趣，将鲜活的认知、丰富的情感注入到枯燥的编程学习中，使学生主动将思维从对情境问题的关注上转移到相应的模块指令的学习上来，并通过教学和总结激发学生的爱国情怀和强国有我的信念。

二、支架导学，打开学生的编程思路

维果茨基倡导的构建主义认为，要重视学生已有经验的积累，创建合适的支架帮助学生从“实际发展水平”穿越到“潜在发展水平”。教师透过支架引导学生学会分析问题，活化各学科的知识。学生借助支架去搜索、筛选、分析、整理信息、进行思维上的交互并制订初步作品方案。此外，可视化编程软件中一些较为复杂的指令模块，如控制、侦测、运算符、变量等的学习需要教师点拨，提供合适的学习支架，诸如语义解释、条件判断、算法分析等。这样，学生才能更好地理解指令作用，掌握使用方法。

学习支架有多种分类，小学阶段学生的思维大部分处于具体运算阶段，少部分进入形式运算阶段，学习认知事物较多依赖外部刺激。因此，笔者认为，在小学可视化编程课堂中，支架可以分为以下三类：情境支架、思维支架、指导—协作支架。1.情境支架，即通过真实问题或者动画、故事、剧本表演、范例等提供一个真实的、积极的探究环境抑或创设一个尽可能还原生活面貌，贴近学生心理认知的氛围。在一般可视化编程教学中，教师常以范例作为学生模仿学习的引子。将一个生动有趣的范例作为点明教学内容的支架，能够起到帮助学生厘清作品功能及相关元素的重要作用，此外也指引学生学会思考本作品中涉及到的STEAM教育内容——“已学过的指令能不能解决这个问题？”“还需要用到哪些科目的知识？”“这些科目的知识用在这个作品的什么功能上？”等。如，笔者在教《风车转转》时，通过演示范例并出示：背景、角色、动作这三个关键词，引导学生带着问题去系统分析作品，从而明白需要解决的问题。2.思维支架，即提供思维导图、算法流程图、时间线、类比分析表（图）等梳理作品内容、分解教学难点，明晰问题解决方案，给学生提供探究的方法和思路。如，在讲授正多边形的绘制时，先动画演示可视化编程软件画笔模块指令绘制正三角形的过程，让学生明白画笔旋转的角是图形的外角，旋转的角度是图形外角度数。接着出示下表，带领学生梳理多边形边数跟旋转角度的关系。让学生在同类分析中，理解并掌握画笔指令绘制正多边形的原理，从而为后面复杂几何图形组合的学习打好基础。

表1  正多边形边数与旋转角度的关系

再如，在讲解画笔模块“图章”指令这一个重点上，笔者提供了有图章指令和无图章指令的编程对比效果动图，鲜明的对比效果从直观上给予学生感性的认识，加深学生对“图章”功能的理解。3.指导—协作支架，即教师作为学生学习的主导者，起着讲解、组织、协调、监察、激励的重要作用;同伴作学生学习过程亲密的共同体验者、参与者，对学习中的共性问题能有较为一致的学习感受，彼此互相影响，是学生学习体验中重要的协作支架。STEAM教育提倡多学科融合，重视学习活动的开展。为此，教师作为学生活动的重要组织者、引导者，要建立好课堂活动的秩序，提供明确的行动指引。如，依据学生的能力水平、个性的不同，按照组间同质、组内异质进行合理分组;建立明确的组员任务分工表，让不同特点的学生承担不同的任务、扮演不同的角色、发挥不同的作用;提供不同学习难度的分层任务。以《极品飞车》一课为例，在学生模仿完成了最基本的任务后，教师适时提出拓展内容——两个人的飞车竞赛更加精彩。你是否能对原有的飞车模式进行升级，使其变成双人赛车？从舞台、角色、动作这三个方面组织学生交流，说一说设计思路，并提供不同难易程度的赛车规则以契合学生知识能力的差异化发展。同时，提供小组成员角色任务分工表以明确组员任务与责任（具体见表2）。在这一环节中，视学生探讨交流的情况，教师可以先甄选同伴的优秀作品，邀请其上台分享创作思路，为其他学生提供创作参考或者提示需要使用的核心指令，以这种窄化指令选择的形式降低任务的复杂性，（下转第17版）（上接第16版）使任务难度控制在学生的最近发展区内，提高任务的适应性及完成率。

表2  可视化编程课堂教学中小组成员的角色

三、创新活能，引发编程风暴

苏联教育家鲁宾斯坦说：“思维通常总是开始于疑问或者问题，开始于惊奇或者质疑，开始于矛盾。”在学生创作交流的过程中，教师要注意学生思维的疑惑点、兴奋点，唯有如此，才有可能激发学生的创新意识。如，在《幸运大转盘》一课中，在解决了编程实现转盘旋转并停下来及编程只中一个奖次后，邀请学生试玩，由此产生质疑“生活中只中一个奖项是不现实的。”“那怎么才能实现随机中奖呢？需要解决哪些问题？请小组内讨论一下。”由此点爆学生思维，学生在交流的过程中，思维已经跳出程序和导入情境本身，尝试发散性地思考，解决这一问题需要从哪些方面分析并着手处理。同时，教师抛砖引玉，提供以下问题帮助学生梳理解决思路。哪一个模块指令能实现“随机”？生活中各等奖次的中奖可能性大小是怎么样的？数学中一个盒子里的红、黄、蓝三种颜色的球的可能性的大小我们是怎么判断的？……通过明确的问题指引，让学生在联系生活认知与分享见解时，不知不觉地迁移数学知识，逐步理解转盘概率设计的算法设计，渗透计算思维。在学生基本实现三个或者四个随机中奖等次后，教师适时提出拓展任务：“如果你是商场老板，你会怎样设计抽奖转盘及中奖等次？”由此学生根据自己的水平，可以设计五个奖项或以上的转盘盘面，也可以对转盘进行个性化的美化，可以添加中奖音效，等等。从而实现分层教学，关注学生个性发展，推动学生创新创作。此外，教师必须在日常的每一堂信息课上落实好学生发散思维的培养、编程作品的重构方法及策略指引，这样才可能在有限的时间内聚合群体智慧，创作出更精彩的作品。

四、评价点睛，完善编程作品

对学生的正确评价有助于指引他走上属于自己的奇迹人生。一个不及格的学生达到合格等次所付出的努力可能比一个优秀的学生考到100分更加巨大。依据加德纳的多元智力理论全面的、多样化的人才观，在《幸运大转盘》一课中，笔者依据学生能力水平划分三个评价标准（见表3）。通过师评、生评、自评多元评价，给予学生肯定的同时，依据他自身能力的高低提出恰当的修改意见，让学生在收获赞赏的喜悦之余，能正确看待自己作品的不足之处，并持着积极认同的心态改进作品。

表3  编程作品评价标准

总之，作为人工智能教育的基础课程，小学可视化编程教学要立于生活，始于兴趣;助以支架、成就探索;活化思维，勇于创新;多元评价、思之促长。充分考虑学生的天性特点，在保护学生个性发展的同时，注重信息技术核心素养的育人功能。从学生的视角出发，构建贴合学生认知的多学科融合的探究活动，渗透STEAM教育理念。让学生在开放、融洽、适度紧张的课堂氛围中始终保持着对学习的热情和探究意识，从而学有所获、获有所思、思有所新。

[本文系2020年中山市立項课题“基于STEAM教育理念的小学可视化编程教学案例研究”（课题编号：B2020112）阶段性成果]

责任编辑  陈红兵

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