郭姝菲

2017年7月，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，該規(guī)劃明確強調(diào)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。中小學(xué)階段，人工智能與編程相關(guān)課程主要以信息科技學(xué)科為載體，主要著眼于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、邏輯思維以及問題解決能力。具體來說，這些素養(yǎng)能力離不開學(xué)生自身在程序設(shè)計課程中的學(xué)習(xí)積淀與收獲體悟。

Kodu作為一款適合青少年學(xué)習(xí)的可視化編程軟件，已經(jīng)在多個國家得到廣泛關(guān)注。早在2015年初，上海市虹口區(qū)的初中信息科技教師團隊就已經(jīng)開始了對Kodu軟件的學(xué)習(xí)與探索，且在教研員的帶領(lǐng)下，編寫了教材《跟我學(xué)做GAME：KODU程序設(shè)計入門》。由于Kodu具有簡便、易學(xué)的特點，適合作為學(xué)生編程學(xué)習(xí)的啟蒙工具，對Kodu程序設(shè)計課程進(jìn)行校本實施與課堂實踐的相關(guān)研究，有利于充實中小學(xué)編程教育、提升學(xué)生計算思維與問題解決能力、提高教師專業(yè)水平與教學(xué)能力。因此，基于Kodu程序設(shè)計課程的教學(xué)實踐研究具有極大意義。

一、Kodu程序設(shè)計課程的優(yōu)勢特征

Kodu是一款適合青少年學(xué)習(xí)的可視化編程軟件，已經(jīng)在多個國家得到廣泛關(guān)注，也有多個國家的部分學(xué)校已經(jīng)開設(shè)了Kodu課程。不同于命令較為冗長、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的VB、C++等編程軟件，Kodu以視頻游戲的模式介紹編程概念，該語言沒有使用教科書中的變量和字符串等抽象名詞，而是利用一個3D游戲平臺，通過對游戲中動態(tài)角色的編排程序，使這些角色做出各種動作。Kodu是一款面向?qū)ο蟮某绦蚓幊誊浖洳僮鹘缑嬉膊⒉簧願W難懂，只需要通過鼠標(biāo)就能進(jìn)行操作，利用WHEN…DO…語句即能對對象進(jìn)行編程，學(xué)生操作簡便、易學(xué)，在分享游戲的同時，體驗成功的喜悅，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊學(xué)生的視野。這樣畫面精致、入門容易、學(xué)習(xí)有趣的Kodu深受學(xué)生的喜愛。

從初中學(xué)生的身心發(fā)展特點來看，初中低學(xué)段的學(xué)生正是抽象邏輯思維形成期，相比于較為復(fù)雜的VB、C++等編程軟件，Kodu趣味程序設(shè)計課程更加符合他們的學(xué)習(xí)與成長需求。加之初中學(xué)生接受新事物的能力較強，而Kodu簡單靈活，即使沒有編程基礎(chǔ)也能輕松掌握。

一方面，Kodu趣味程序設(shè)計課程有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問題和邏輯思考的能力。在編程課程中，常常涉及解決問題。每一項編程任務(wù)都包括了發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—將問題分解成各個部分—選擇解決問題的方法—用所學(xué)的程序編程語言來表達(dá)的過程。而這樣編程學(xué)習(xí)的過程，能夠培養(yǎng)學(xué)生解決問題和邏輯思考能力。加之Kodu具有三維場景和模式化的編程方式，易學(xué)易用，是一款適合學(xué)生使用的程序開發(fā)工具。在教學(xué)中，很多零基礎(chǔ)的學(xué)生也能輕易上手實踐，Kodu程序軟件規(guī)避了復(fù)雜的程序語言，通過WHEN…DO…語句的程序編寫，實現(xiàn)對象功能的呈現(xiàn)，并在程序編排的過程中逐步形成計算思維。

另一方面，Kodu趣味程序設(shè)計課程有助于提升學(xué)生的抽象思維能力和發(fā)散性思維能力。編程學(xué)習(xí)其實就是一種語言的學(xué)習(xí)，如果說學(xué)習(xí)外語是為了和外國人溝通，那么學(xué)習(xí)編程就是為了和計算機溝通。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)編程的過程中，更需要一種把抽象化為具象的能力，讓計算機能夠通過Kodu的程序編排，了解和表達(dá)抽象的事物。抽象思維能夠在分析事物時抽取事物最本質(zhì)的特性，培養(yǎng)學(xué)生的這種能力可以在解決問題的過程中抓住其關(guān)鍵特征，化難為易，變成計算機可以處理的模型，以較好地解決問題。在具體教學(xué)實踐中，面對同一問題的解決，卻有著不同的方法。因此，發(fā)散思維可以從問題的不同角度入手進(jìn)行探索，從不同層面進(jìn)行分析，活躍思維，產(chǎn)生大量的、獨特的新思想。Kodu程序設(shè)計課程不僅要讓學(xué)生學(xué)會編程，更要讓其體驗程序開發(fā)的完整過程，了解計算機工作和解決問題的方式，從而發(fā)展計算性思維。本課程就是將信息科技課堂實踐經(jīng)驗和資料積累，向課程、教材和教學(xué)轉(zhuǎn)化，為Kodu編程教學(xué)提供一定的參考。

對于教師來說，Kodu趣味程序課程設(shè)計與應(yīng)用的教學(xué)實踐研究要以課程校本化為落腳點，同時關(guān)注新技術(shù)的學(xué)習(xí)、學(xué)科的發(fā)展，以學(xué)習(xí)研修為引領(lǐng)，以教育科研為先導(dǎo)，以教育教學(xué)為主陣地，促進(jìn)專業(yè)知識能力與教育教學(xué)能力更大的提高。

二、Kodu程序設(shè)計課程的實踐策略

為了實現(xiàn)課程目標(biāo)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)與教師的專業(yè)素養(yǎng)能力，需要在結(jié)合Kodu程序設(shè)計課程的優(yōu)勢特征的基礎(chǔ)之上，對教學(xué)實踐策略進(jìn)行提煉。筆者基于自身參與Kodu區(qū)本教材編寫的經(jīng)驗以及日常的教學(xué)實踐，對Kodu程序設(shè)計課程的實踐策略總結(jié)如下：

1.基于問題導(dǎo)向 培育學(xué)生計算思維

樹立現(xiàn)代的教學(xué)理念，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為根本目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中分析、解決問題的能力。在Kodu教學(xué)過程中，借助手機、IPAD希沃授課助手來進(jìn)行授課，不隨意打斷學(xué)生的思路，預(yù)留更多讓學(xué)生思考和實踐的時間。在初次進(jìn)入Kodu新世界時，學(xué)生第一眼認(rèn)為和他們平時玩的游戲“我的世界”很相似，有種先入為主的感覺，順著學(xué)生的思路，就直接讓學(xué)生加載課程資源中的游戲進(jìn)行玩中學(xué)。初嘗游戲體驗后，學(xué)生對Kodu里的世界，有了新的認(rèn)識，提出了更多的問題。諸如，這里的場景是如何搭建的？如何做到有山有水有樹有動物的？這個主角是怎么說話的？為什么這個角色能行走呢？……

學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂的學(xué)習(xí)，教師則將問題進(jìn)行有序的歸類，根據(jù)不同的課堂設(shè)計分別提出相應(yīng)的問題，學(xué)生通過解決問題來獲得新知，有些同學(xué)則是大膽地操作，反復(fù)嘗試，最終獲得所需的程序編排效果，也有些同學(xué)則通過課程資源中的實例查詢操作方法，不同的方法和手段只為同一個目的，解決自己的困惑，從老師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，到共同分析診斷問題，直到學(xué)生通過探究嘗試解決問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生問題意識、批判精神，提升其邏輯思維能力和問題解決能力。

當(dāng)學(xué)生面對他們從沒接觸過的編程軟件Scratch的一道練習(xí)題時，接觸過Kodu課程的學(xué)生與不了解任何一款編程軟件的學(xué)生存在著明顯的差異，這不僅僅來自知識遷移帶來的增益，更多的是通過Kodu學(xué)習(xí)帶來的問題解決能力、邏輯思維能力和學(xué)習(xí)能力的提升。

2.選擇動態(tài)分組 推動學(xué)生個性成長

小組合作一直是我們常用的教學(xué)手段，讓程度不同的學(xué)生組隊合作，不僅提高了學(xué)習(xí)的效率，同時也增強互幫互助的意識，懂得協(xié)作的重要性。在Kodu課堂中，教師尊重學(xué)生對分組的需求，引入了動態(tài)分組的機制，即根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)的不同進(jìn)行合理化分組。

對于一個小作品的制作初期，不少學(xué)生更愿意選擇“單干”，從迷宮場景的搭建、角色的設(shè)置、游戲規(guī)則的制定，到程序的規(guī)劃設(shè)計，全部是獨立思考、獨立完成，其間他們有一種對作品完全的掌控權(quán)，當(dāng)作品完成時，他們往往會獲得極大的成就感和幸福感。隨著作品完成度的提高，學(xué)生更愿意組成能夠互助測試作品，為對方提出修改建議的討論小組或是分享小組，達(dá)成一種互助關(guān)系或分享形態(tài)。

當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)和制作難度不斷提升時，一種分工互助式的小組形態(tài)更利于提高作品的完成效率，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生在組內(nèi)能獲得更多的幫助，技能精熟的學(xué)生在組內(nèi)儼然成為了“team leader”，提升了領(lǐng)導(dǎo)力、溝通力和自信心，組員們能夠從討論、思辨、互助輔導(dǎo)、頭腦風(fēng)暴、據(jù)理力爭、妥協(xié)中形成個人特色，獲得個性成長。

教材第八單元《自主游戲項目的設(shè)計與開發(fā)》就是為學(xué)生學(xué)會分組而設(shè)計的。當(dāng)學(xué)生拿到任務(wù)清單時，又提出了自由選擇隊員的要求。從分組中可見，帶頭組隊的學(xué)生會將平時志趣相同、操作能力較強的同伴組成新的團隊，進(jìn)行項目經(jīng)理、游戲設(shè)計師、美工、程序員等角色的合理分工，通過團隊合作完成游戲的設(shè)計與開發(fā)。然而剩下的同學(xué)也不甘示弱，組成新的團隊，雖然團隊間存在著差異，但每組同學(xué)都團結(jié)一致為完成自己的游戲項目努力?？梢妱討B(tài)分組機制的存在，使得學(xué)生課堂中交流密切，促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展與“自我”成長的整體化學(xué)習(xí)體驗，從而更大程度上激發(fā)了學(xué)生的發(fā)散思維。

3.堅持以評促學(xué) 提升學(xué)生思辨能力

課堂評價不僅是老師對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)有效性的評價，還應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的評價等。在Kodu趣味程序設(shè)計自主拓展課的評價中，除了體現(xiàn)其過程性的記錄以外，還應(yīng)注重學(xué)生的自評、生生的互評等，特別在游戲測評階段，發(fā)揮學(xué)生間的評價，尊重每一位學(xué)生評價，積極從評價中吸取經(jīng)驗，改正其缺陷，從而為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成創(chuàng)造良好的條件。以下是學(xué)生在一次游戲調(diào)試與修改時的片段摘錄：

測試時應(yīng)注意的方面：

（1）小酷（主角）是否能根據(jù)程序設(shè)置的操控方式運動？

可以。

（2）障礙物是否能達(dá)到設(shè)計要求？

不能，障礙物較少;可以將迷宮的復(fù)雜度提高，增加障礙物的功能。

（3）是否設(shè)置了游戲的限制時間？時長是否合理？

沒有游戲限制，我認(rèn)為在時間上面可以將時間限制一下，如果時間一到，還未找到出口，就代表輸了;若時間還未到就找到出口，則代表贏了。

從以上的學(xué)生游戲調(diào)試與修改評價表中，我們可以發(fā)現(xiàn)試玩者客觀的評價，以及合理性的意見，讓游戲制作者在后階段作品的修改更有方向性和目的性。

三、研究成效與展望

對Kodu程序設(shè)計課程進(jìn)行的教學(xué)實踐研究基于課程本身的優(yōu)勢特征，不僅有利于提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中的積極參與及反思實踐;還有利于提升教師在學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域能力與教育教學(xué)能力，即這一研究成效具有雙向、共生的特點。

1.教師的轉(zhuǎn)變

在新形勢的教育背景下，教師的教學(xué)任務(wù)不單單是給予知識的傳授，更重要的是讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法，在樂中學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，現(xiàn)在課堂不僅僅是老師的舞臺，更是師生間互動的平臺，有時更是師生間的共同學(xué)習(xí)平臺。在不斷地教學(xué)研究過程中，自身的能力也得到了一定的提高。

2.學(xué)生的轉(zhuǎn)變

對于初中生來說，愛玩游戲是他們的天性。通過游戲化的學(xué)習(xí)，站在設(shè)計師立場的游戲程序設(shè)計，調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)熱情，使他們發(fā)言踴躍、討論熱烈。對于從不玩游戲的教師來說，在課堂上更愿意傾聽學(xué)生的敘述和設(shè)想，保留他們的建議和想法，作為課堂實例進(jìn)行授課的延續(xù)，讓他們在這個舞臺上充分展示自己的才能，一方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，另一方面提升學(xué)生的成就感。

特別是有三位我教過的八年級學(xué)生，他們從七年級選上Kodu程序入門以來，從最初的初學(xué)者，到現(xiàn)在的“小老師”，能隨時解決課堂中學(xué)弟學(xué)妹們提出的問題，在學(xué)校科技節(jié)“我設(shè)計游戲，你來玩”的活動中大顯身手。從內(nèi)容策劃、游戲設(shè)計到活動的主持，吸引了很多低年級學(xué)生來參加活動，其中“迷宮大逃亡”的闖關(guān)游戲還風(fēng)靡一時，收獲眾多粉絲。

3.研究展望

實踐過程與研究路徑具有螺旋上升的特點，筆者也在厘清研究問題、探究解決方法的過程中不斷發(fā)現(xiàn)新的研究觸角。一方面，如何在Kodu的學(xué)習(xí)中為高中VB或Python程序?qū)W習(xí)做好鋪墊和對接;另一方面，初中學(xué)段目前已經(jīng)開始Scratch內(nèi)容的學(xué)習(xí)，那么如何處理Scratch和Kodu之間學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)與結(jié)合，使之相輔相成、相互促進(jìn)，這將是筆者接下來需要思考的問題。