——以《小瓢虫找妈妈》为例
作者：刘其秋
深圳市宝安区海乐实验学校
摘要：人工智能时代促进青少年编程在基础教育阶段广泛普及，人们逐渐意识到未来编程将会和英语一样重要。源码编辑器课程近几年逐渐被推广进入中小学校园，随后“计算思维”这一概念被引起关注，新课标将“计算思维”列为中小学生信息技术课程的核心素养之一。编程教学有助于培养小学生计算思维的形成，教师如何在小学编程教学课堂中渗透计算思维？本文以粤教版信息技术第三册（下）第七课《小瓢虫找妈妈》为例，围绕计算思维培养，开展教学实践，探索培养小学生计算思维的有效策略。
关键词：计算思维 源码编辑器教学 多分支条件判断结构
一、引言
2016年12月29日，人工智能AlphaGo（阿尔法狗）战胜围棋世界冠军李世石的事件震惊社会各界,人工智能的概念再一次被推到风口浪尖之上。随后，我国国务院2017年印发《新一代人工智能发展规划》文件鼓励“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”，风靡中小学校园的编程教学以培养学生的计算思维能力为核心，卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M.Wing）教授界定：“计算思维(ComputationalThinking)是一种运用计算机科学基本概念求解问题，设计系统和理解人类行为的方式，涵盖了计算机科学领域广度的一系列思维工具”。如何在信息技术课堂教学中聚焦计算思维，使得计算思维作为学科价值和核心素养能够凸显？笔者选取“编程教学”作为创客教育实践的核心内容，以“项目学习”为教学模式，开展基于项目学习的小学生编程教学实践研究。
二、教学案例概述
《小瓢虫找妈妈》是小学信息技术粤教版B版第三册（上）第七课的教学内容，内容为源码编辑器编程，本课有两大知识点：“‘碰到角色’条件判断”和“‘碰到颜色’条件判断”，学生在前面的学习中已经接触过侦测模块类中的“碰到…”、控制模块类中的单分支条件判断“如果…那么”和“重复执行直到…”等脚本积木，为本案例学习多分支条件判断结构“如果…那么…否则”打下基础。本案例中，学生需要学会分析角色在碰到不同情况该做出不同响应，使用多分支条件判断结构“如果…那么…否则”实现作品效果。多分支条件判断结构是后面第八课《看谁算得快》非常重要的逻辑基础和脚本支架，本案例内容在整册源码编辑器内容中学习中起到承上启下的作用。
·技术创新：本案例中，“侦测”模块类中“碰到角色”和“碰到颜色”作为不同情况的条件判断，这两个知识点是属于连续的知识概念，在内容体系上有紧密的联系，两者的合理使用贯穿整节课的教学环节。
·内容创新：本案例基于教材内容调整教学设计，教材中是“小瓢虫”沿“轨迹线”找到“瓢虫妈妈”的场景，本案例以“我为防控抗疫出份力”为主题，创设“让学生充当防控抗疫小战士”的情境，让学生完成制作“护送车”沿“道路”到达“指定酒店”，将知识点联系生活。
·方法创新：本案例基于项目式学习的教学方法，主要特点包括：有明确的学习任务和组内分工，组员之间通过广泛协作和会话共同完成学习任务，强调学生为中心的学习策略，教师更多地承担引导、监督和管理的角色。
三、教学设计方案
教学目标确定
本案例的教学目标分为知识、能力和情感三大类。知识目标包括：（1）理解多分支条件判断结构“如果…那么…否则…”的逻辑思维，区别于单分支条件判断结构“如果…那么…”；（2）掌握“‘碰到角色’条件判断”和“‘碰到颜色’条件判断”。能力目标包括：（1）学会分析角色动作，理顺脚本设计思路；（2）学会设置控制模块类中“如果…那么…否则”的脚本积木；（2）学会设置侦测模块类中“碰到角色”和“碰到颜色”脚本积木；（3）能够综合运用多分支条件判断结构和侦测模块类中脚本积木制作出“护送车沿轨迹行走到达隔离酒店”的动画效果。情感目标包括：(1)进一步激发学生学习源码编辑器来创作作品的兴趣；(2)培养学生能够联系课本知识与实际生活相结合；（3）培养学生的计算思维能力。
教学内容的选择与安排
本案例以“我为防控抗疫出份力”为主题，创设“让学生充当防控抗疫小战士”的情境，设计学生参与制定轨迹路线、保卫护送车护送归国同胞到指定酒店隔离的主线任务，借助导学案和导学微课帮助学生掌握“碰到角色”和“碰到颜色”两大知识，从而理解多分支条件判断结构。在教师的引导下，学生通过自主探究、小组合作学习等方式，在“尝试”——“模仿”——“创新”的学习过程中学会分析问题、解决问题，养成计算思维，体验源码编辑器作品创作过程，并能够发挥想象力增加故事情境，品味编程之美。
教学策略与方法的应用
本案例采用了小组协作和项目式学习教学法，促进学生组织能力、沟通能力和创造能力的养成。本课教学中，教师是学生的引导者，通过提出项目任务激发学生的学习兴趣，使学生主动求知活跃课堂氛围，而在学生完成任务的过程中同时需要他们完成对于一种新知识的学习。学习过程完全由学生自己进行探索、思考，学生遇到困难再求助教师。
教学媒体资源的选择和开发
本案例中用到的教学媒体资源有：“防疫人物榜样”短视频、微课视频、导学案、教学课件。
教学活动流程设计
本案例中教学活动分为“情境创设,引出任务”、“任务驱动,合作探究”、“拓展任务,大显身手”、“作品交流,评价总结”、“回顾课堂,评议总结”等五个环节，具体流程如图1所示：
图 1：教学活动基本活动流程
教学评价设计
本案例采用过程性评价、总结性评价、学生自评等评价方式。过程性评价体现为教师在学生练习过程中巡查学生的作品完成情况，总结性评价体现为学生的作品数量和质量反馈。课堂制定学生自评表，让学生给自己的学习情况打星级评价。学生作品的评价指标如表1所示：
表 1：学生作品评价维度和指标
评价维度
评价指标
评分星级
舞台设计
舞台背景颜色协调
☆☆☆
轨迹线设计美观形象
☆☆☆
活动策划
护送过程设计具有故事性
☆☆☆
故事具有趣味性和想象性
☆☆☆
脚本设计
护送车能够沿轨迹行走
☆☆☆
脚本简洁、有序
☆☆☆
展示分享
语言表达流畅、准确、完整
☆☆☆
富有感情，有一定的肢体动作
☆☆☆
四、教学实施过程
教学实施总体情况
教师首先播放“防疫榜样人物”短视频，创设情境，引出课题：防控抗疫人人有责，今天让我们也为深圳市的防控抗疫出一份力量吧，请每位同学充当“防疫小战士”，护送海外归国同胞从深圳机场到指定酒店隔离。任务驱动环节，本案例将基础任务分为：①设计舞台背景和角色、②让护送车沿着轨迹路线行走、③搭建护送车碰到隔离酒店就停止前进的脚本、④在轨迹上添加红色块、黄色色块。搭建护送车碰到红色变小、碰到黄色变大的脚本等四个分任务，学生以6人为一个小组，在自主探究、协作学习中掌握多分支条件判断结构“如果…那么…否则”、学会“碰到角色”和“碰到颜色”的脚本设置。拓展提升环节，针对学生学习能力差异，提高学生运用计算机领域的思维来分析问题、发现问题的能力，适当增加学习难度，设置分层拓展任务：①给护送车装上模拟探测器。②完成用模拟探测器去侦测色块的脚本效果。③为护送车的路途添加更多有趣的故事。作品展示环节，学生先小组内交流作品，选出小组内最优的、有创意的作品，面向全班同学展示，并说出作品中最精彩的地方。最后，教师总结知识点，并请一两位同学发表本节课的收获和感想。
课堂整体氛围
五年级学生对源码编辑器的学习热情高涨，创设情境让学生关注时事，体会医护人员的辛勤付出，增强民族自豪感。学生在课堂学习中能够认真聆听任务的分解、教师的演示。小组协作环节，课堂整体氛围是积极主动的，同学们能够专注任务本身，任务过程中发现问题积极寻求帮助。
教师在课堂授课引导时，注重对操作细节的讲解，在小组协作阶段，教师能走到不同小组，和组员交流，给出反馈意见，提出引导问题，解决一些技术层面上的难题，这是保障小组作业能顺利进行下去的关键。
学生学习活动情况，学生在前面六节课的学习中已经学会了 “创建舞台背景”、“创建角色” 、“调整角色大小、位置、方向”等基础操作，学生利用微课学习源码编辑器脚本中控制模块类的“如果…那么…否则”多分支条件判断结构，与前面学习过的“如果…那么…”和“重复执行直到…”等单分支条件判断结构作对比，大多数同学能够完成自学，并能够按照导学案指引制作出护送车沿轨迹行走、碰到酒店停下来的动画效果，学习情况良好。
学习效果描述与分析
前面6节课的学习锻炼了学生操作源码编辑器的技能，为学生积累了知识基础，《小瓢虫找妈妈》这一课对于多数学生来说脚本重复操作性强。本案例在绘制轨迹线、沿轨迹线行走、添加色块、侦测角色及颜色等操作中充分发挥学生的想象力和创造力。学生在设置脚本过程中能够独立思考，分析脚本逻辑思路，根据不同条件判断为角色添加作出不同响应的脚本。总的来说，本案例的任务难度适中，学生在整节课中都“有事可做”。小组协作过程中，小组间能够自发形成协作，学生遇到问题会主动提问，乐于向老师请教和交流。在小组展示环节每个小组的作品都有其独特性，学生互评的热情也非常高，评价分享环节能够促进学生的反思。
五、教学反思评价
小学生喜欢使用源码编辑器来创造自己的交互故事和游戏。本案例紧紧抓住学生的兴趣点，课堂以“问题驱动”、“任务驱动”不断启发学生思考，通过微课、导学案、范例等教学资源，帮助学生独立完成的源码编辑器作品。教师在课堂中充当学生知识建构的帮助者，将如何学习新知识的方法讲授给学生，让学生通过方法的学习掌握如何学习新知识。在小组协作教学模式下充分地调动了操作能力强的这部分同学的积极性，他们在完成任务后通过不断地探索新知识，然后通过跟同学交流很好地带动了一部分后进的同学。
当然，本案例也暴露出了教学中的一些不足。很多问题的根本原因还是时间不够，部分学生难以理解角色如何才能沿着轨迹线行走，对角色的角度旋转的逻辑理解不够，在操作过程中会遇到角色原地打转、距离轨迹较远行走（中心点设置不对）、角色走出舞台等问题。不同的班级在完成任务中会出现不同的接受能力，有些班级可能会完成的作品比较多，有些班级能力水平有差异，需要教师多加指引。
六、结语
小学信息技术课堂中，源码编辑器是培养小学生计算思维形成的有效载体，教学设计将课堂知识与生活实际联系起来，练习的设计需要更强的趣味性、知识性，教师在引导小学生形成计算思维过程中，注重挖掘学生对知识点逻辑的深层理解，例如循环语句、条件语句、变量、事件和流程等，其次，锻炼学生尝试用计算思维去分析问题，找到解决问题的方法。
※本文系广东省深圳市宝安区教育科学“十三五”2018年度课题《基于项目学习的小学编程教学实践研究》的课题研究成果。
参考文献
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转自：“宝安信息教研”微信公众号
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