◇孫興曈（江蘇：南京市岱山實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

隨著人工智能社會(huì)的產(chǎn)生與發(fā)展，人們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與思維形式有了較大的轉(zhuǎn)變。計(jì)算思維的發(fā)展影響學(xué)生的進(jìn)步，可以推動(dòng)現(xiàn)實(shí)社會(huì)的發(fā)展?；诖?，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中開(kāi)展編程教育，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

一、小學(xué)信息科技課程中PBL教學(xué)模式的構(gòu)建

結(jié)合當(dāng)前小學(xué)信息科技課的現(xiàn)狀，采用PBL教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)明顯。從教學(xué)實(shí)踐中可知，以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的小學(xué)信息技術(shù)PBL教學(xué)模式，對(duì)于提升學(xué)生的計(jì)算思維有重要作用。詳細(xì)分析傳統(tǒng)的PBL教學(xué)模式，可以發(fā)現(xiàn)其缺少很多環(huán)節(jié)，如師生互動(dòng)、教學(xué)評(píng)價(jià)等。作者結(jié)合專家學(xué)者對(duì)培養(yǎng)計(jì)算思維的小學(xué)信息科技課PBL教學(xué)模式的構(gòu)建情況進(jìn)行完善與創(chuàng)新，總結(jié)出適合小學(xué)生的PBL教學(xué)模式。

以Scratch編程為例。其具體教學(xué)流程為：第一，趣味導(dǎo)入，構(gòu)建情境（3～10分鐘）。結(jié)合Scratch編程教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)建趣味性的、容易感知的學(xué)習(xí)情境，提出問(wèn)題，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向。教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣愛(ài)好，結(jié)合學(xué)生已有知識(shí)水平和計(jì)算思維能力，確定教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)，借助信息技術(shù)構(gòu)建情境，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探索。第二，將學(xué)生分組，開(kāi)展合作學(xué)習(xí)（5～10分鐘）。結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，以“同組異質(zhì)，異組同質(zhì)”為原則分組，然后指導(dǎo)學(xué)生繪制Scratch編程流程圖，幫助其厘清思路，發(fā)散思維。第三，協(xié)助學(xué)習(xí)，制定解決問(wèn)題的方案（10～20分鐘）。在小組中，學(xué)生互相幫助，分享學(xué)習(xí)資源，開(kāi)展分組討論，陳述觀點(diǎn)，制定策略。在此過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生使用流程圖的形式，直觀地描述抽象模式，然后觀察學(xué)生行為，引導(dǎo)學(xué)生修改活動(dòng)計(jì)劃。第四，成果展示，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)（5～10分鐘）。在學(xué)生展示成果的時(shí)候，教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考，指導(dǎo)小組之間進(jìn)行評(píng)價(jià)。第五，擴(kuò)展延伸，總結(jié)反思（5～10分鐘）。小組之間搜集作品，進(jìn)行分析，教師指導(dǎo)歸納，做出合適的反饋，幫助學(xué)生遷移知識(shí)。

二、小學(xué)信息科技課程中PBL教學(xué)模式的實(shí)施

（一）課程實(shí)施的準(zhǔn)備

第一，教學(xué)環(huán)境的準(zhǔn)備。本校的微機(jī)室中一共有50余臺(tái)電腦，都可聯(lián)網(wǎng)使用，供一個(gè)班級(jí)中的學(xué)生上機(jī)實(shí)踐。筆者在上課前將電腦升級(jí)成windows8系統(tǒng)，然后在計(jì)算機(jī)中安裝電子教室軟件與“雨過(guò)天晴”還原軟件。第二，安裝Scratch軟件。在學(xué)生電腦中安裝國(guó)內(nèi)Scratch3.0兼容版本，因?yàn)榇税姹镜膭?dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、UI界面、擴(kuò)展模塊都比其他版本的功能強(qiáng)大，還能結(jié)合實(shí)際情況擴(kuò)展出很多模塊。第三，學(xué)生分組。課前結(jié)合“同組異質(zhì)，異組同質(zhì)”的原則為學(xué)生分組，為學(xué)生編號(hào)，讓相同小組的學(xué)生編號(hào)相鄰，然后讓學(xué)生結(jié)合計(jì)算機(jī)編號(hào)，在固定的位置上坐好，便于上課的時(shí)候小組成員間順利開(kāi)展討論。可以結(jié)合微機(jī)室中計(jì)算機(jī)的排列情況，讓五人組成一個(gè)小組，能夠恰好坐在微機(jī)室中的一排上，小組中編號(hào)靠前的學(xué)生為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)管理紀(jì)律與組織活動(dòng)。第四，準(zhǔn)備教學(xué)資源。教師在課前要先做好教學(xué)設(shè)計(jì)，為學(xué)生準(zhǔn)備足夠的教學(xué)素材、教學(xué)資源，為學(xué)生電腦中的D盤(pán)創(chuàng)建一個(gè)Scratch編程學(xué)習(xí)的專屬文件夾，便于保存下載的素材與創(chuàng)作的作品。

（二）課程實(shí)施的過(guò)程

在做完準(zhǔn)備工作之后就可進(jìn)行Scratch編程的教學(xué)實(shí)踐，從開(kāi)始介紹Scratch編程的各個(gè)功能模塊，到后來(lái)學(xué)生嘗試自己操作編程軟件，需要一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程。教師可結(jié)合前人經(jīng)典教學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合自己重構(gòu)的基于計(jì)算機(jī)思維能力培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式流程，帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐操作，讓其自主完成Scratch3.0項(xiàng)目的制作。本階段的研究結(jié)合上述介紹的基于計(jì)算思維培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)。以五年級(jí)《散步的小貓》為例開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐。具體教學(xué)過(guò)程為：

1.趣味導(dǎo)入，創(chuàng)建情境

以趣味性的語(yǔ)言導(dǎo)入：“同學(xué)們，你們喜歡小貓嗎？很多同學(xué)認(rèn)為小貓是可愛(ài)的，并且喜歡和它們玩耍。但是在學(xué)校中沒(méi)有小貓，我們無(wú)法與小貓一起玩耍。今天在我們的信息科技課中，嘗試與小貓見(jiàn)面，和小貓玩耍好不好？下面我們來(lái)一起學(xué)習(xí)一個(gè)好玩的軟件——Scratch3.0?！睂W(xué)生在第一次聽(tīng)到Scratch3.0軟件的時(shí)候是充滿好奇的，并希望可以在計(jì)算機(jī)中和小貓玩耍。接著，教師為學(xué)生介紹Scratch3.0軟件，讓學(xué)生知道它是一個(gè)電腦簡(jiǎn)易圖形化的編程工具，使用Scratch3.0制作作品。學(xué)生在此過(guò)程中經(jīng)歷了編寫(xiě)劇本、制定角色、搭建場(chǎng)景、演出等過(guò)程，是復(fù)雜的過(guò)程。介紹到此，學(xué)生們自然就會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)，如什么是“劇本”，什么是“角色”。此時(shí)，活潑的學(xué)生在班級(jí)中就會(huì)提出問(wèn)題，教師針對(duì)此做出講解，待學(xué)生們對(duì)所有新的概念有一定理解之后，教師說(shuō)出本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的主題“讓我們來(lái)做一個(gè)‘散步的小貓’吧”。讓學(xué)生自己打開(kāi)電腦，觀察Scratch3.0軟件的界面，先熟悉各個(gè)部分的功能，然后從界面上的文件中選擇“從電腦上傳”，打開(kāi)《散步的小貓》程序進(jìn)行查看。

2.學(xué)生分組，剖析問(wèn)題

課中，教師依照提前分好的小組編號(hào)進(jìn)行點(diǎn)名，讓學(xué)生找尋與自己相同的編號(hào)坐好，并告知學(xué)生這就是固定的位置，以后的信息科技課就按照這個(gè)順序坐，每組序號(hào)靠前的學(xué)生為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)管理紀(jì)律與組織實(shí)踐活動(dòng)。接著為學(xué)生展示Scratch3.0軟件中《散步的小貓》程序的操作步驟，讓學(xué)生觀察學(xué)習(xí)。教師介紹：“Scratch3.0軟件是與樂(lè)高積木相似的圖形化編程軟件，主要組成就是這些不同的積木塊，每一個(gè)積木塊表達(dá)一個(gè)指令。

在學(xué)生們理解每一個(gè)指令后，為其展示《散步的小貓》運(yùn)行的腳本，讓學(xué)生在觀看中思考這么運(yùn)行的邏輯是什么?；谖迥昙?jí)小學(xué)生的思維邏輯還有局限，所以教師可以展示流程圖，輔助學(xué)生理解。流程圖為：點(diǎn)擊綠旗開(kāi)始、移動(dòng)十步、下一個(gè)造型、等待0.05秒、碰到邊緣就反彈、旋轉(zhuǎn)方式為左右翻轉(zhuǎn)。

3.合作學(xué)習(xí)，提出解決問(wèn)題的方案

教師提出問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)合作學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行探究，制定解決問(wèn)題的方案。問(wèn)題為：通過(guò)對(duì)教師演示的觀察，分析怎樣實(shí)現(xiàn)小貓?jiān)隈R路上散步的效果？如何切換小貓效果，讓其水平行走？怎么設(shè)置讓小貓?jiān)谂鲇|舞臺(tái)邊緣就會(huì)反彈？學(xué)生分工合作，在組內(nèi)交流討論，嘗試搭建程序，編寫(xiě)腳本。如背景：背景庫(kù)-ColorfulCity-雙擊添加；角色：角色庫(kù)-Cat-雙擊添加。教師在此過(guò)程中進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)給予指導(dǎo)。

4.小組展示作品，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)

以一組創(chuàng)新作品為例，第三小組在作品中將背景轉(zhuǎn)換成太空，把小貓變成天馬，其作品變成《天馬行空》。教師在表?yè)P(yáng)這組學(xué)生想象力豐富的同時(shí)，提出問(wèn)題：“為什么天馬的行走是固定的？”讓其他小組學(xué)生也思考，發(fā)現(xiàn)《散步的小貓》中小貓的造型有很多種，自帶散步效果，但是天馬卻沒(méi)有動(dòng)態(tài)角色。基于此引導(dǎo)學(xué)生將固態(tài)的天馬角色變成多個(gè)造型的、動(dòng)態(tài)的角色。

5.擴(kuò)展延伸，總結(jié)反思

在快要下課的時(shí)候，針對(duì)學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況，教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)。首先，學(xué)生們知道了Scratch3.0軟件是什么，并對(duì)其中的核心指令有了一定了解，體會(huì)到Scratch3.0軟件的趣味性。其次，學(xué)生們使用Scratch3.0軟件創(chuàng)作作品完成得較好，并且每個(gè)小組都完成了腳本的編寫(xiě)，還有的小組在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上做了創(chuàng)新。最后，布置幾道擴(kuò)展知識(shí)的作業(yè)，如“小貓?jiān)趺床拍艿沽⑿凶吣兀俊薄盀槭裁丛趫?zhí)行程序之后可以一直保持固定的姿勢(shì)移動(dòng)？”“小貓走到邊緣后，如果想讓小貓轉(zhuǎn)身往回走，要怎么寫(xiě)程序呢？”

（三）課程實(shí)施的思考

經(jīng)過(guò)本次教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)可以初步達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是有益的，但是將PBL教學(xué)模式與計(jì)算思維培養(yǎng)的融合教學(xué)還有下面幾點(diǎn)反思：第一，PBL教學(xué)模式下設(shè)計(jì)的教學(xué)流程，每個(gè)流程的實(shí)施不能過(guò)于教條，需要教師結(jié)合學(xué)生的表現(xiàn)更好地發(fā)揮教育機(jī)制。小學(xué)高年級(jí)學(xué)生多靈活好動(dòng)，而信息科技課集音樂(lè)、游戲與漫畫(huà)等屬性于一體，迎合小學(xué)生的發(fā)展特點(diǎn)。如針對(duì)喜歡玩游戲的小朋友，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生利用Scratch3.0進(jìn)行編程創(chuàng)作，以此發(fā)揮學(xué)生的想象力，創(chuàng)建屬于自己的游戲。實(shí)際上小學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力很強(qiáng)大，所以會(huì)創(chuàng)造出讓教師都感嘆的游戲。第二，雖然Scratch3.0軟件有強(qiáng)大的圖形化編程功能，但是在實(shí)際教學(xué)中，如果以其他編程軟件做輔助，教學(xué)效果會(huì)更佳，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)效果也更好。所以在實(shí)際教學(xué)中，除了運(yùn)用Scratch3.0軟件，還可使用“慧編程”“編程貓”等國(guó)內(nèi)圖形編程軟件輔助教學(xué)，達(dá)到學(xué)習(xí)資源共通的作用。第三，現(xiàn)在的小學(xué)信息科技課還處于邊緣化的狀態(tài)，在有的小學(xué)，信息科技教師在學(xué)科中的地位還不如音體美教師。所以，很多信息科技教師往往自暴自棄，甚至不主動(dòng)教授知識(shí)，讓學(xué)生在信息科技課中自由活動(dòng)。為了改變這一現(xiàn)狀，需要教育領(lǐng)域政策的指引與信息科技教師的共同努力。第四，對(duì)小學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是長(zhǎng)期與動(dòng)態(tài)的過(guò)程，短短一周或者一個(gè)月見(jiàn)不到成效，所以教師要傾注耐心，精心備課，系統(tǒng)地為學(xué)生創(chuàng)建信息科技課。在人工智能時(shí)代下，小學(xué)生是信息時(shí)代的原住民，在電腦程序的學(xué)習(xí)上有較強(qiáng)的天賦，進(jìn)步速度也很快，思維跳躍性和創(chuàng)新性都很強(qiáng)。所以，教師要隨時(shí)代的進(jìn)步而不斷學(xué)習(xí)，增強(qiáng)自己的知識(shí)儲(chǔ)備。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在小學(xué)信息科技教學(xué)中，創(chuàng)建面向計(jì)算思維培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式，為教師順利開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)提供了理論基礎(chǔ)，同時(shí)還對(duì)其他學(xué)科教學(xué)具有指導(dǎo)作用?；诖耍瑯?gòu)建面向計(jì)算思維培養(yǎng)的PBL教學(xué)模式開(kāi)展Scratch編程教學(xué)，為小學(xué)信息科技教師教學(xué)提供指導(dǎo)，可有效提升學(xué)生獨(dú)立思考能力和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)一步增強(qiáng)其信息素養(yǎng)和計(jì)算思維能力。