易小清 宋艳梅 梁剑伟

【摘要】本论文主要围绕以下几个问题展开：首先，介绍了开发基于APP Inventor面向计算思维培养的初中信息技术校本课程的研究背景;然后，从课程目标概述、课程结构与内容、课程实施计划、课程评价方式等方面阐述了本课程的开发与实施过程;最后，通过《物联网应用》教学案例，分析了本课程的教学流程设计。

【关键词】计算思维   APP Inventor   初中信息技术校本课程

【中图分类号】G633.67

【文献标识码】A

【文章编号】1992-7711（2020）29-175-02

一、研究背景

2006年，“计算思维”一词被首次提出，随即在美国得到了极大的重视。计算思维不仅在大学计算机教育中掀起了一股热潮，更推动了美国的K-12教育改革。从此，欧洲、澳洲、亚洲等发达地区国家陆续将计算思维纳入国家教育体系。2016年，中国学生发展核心素养研究成果正式发布，计算思维也被纳入信息技术学科的核心素养。我国对计算思维的培养重视程度可见一斑。因此，如何培养学生的计算思维，是一个值得信息技术一线教师不断思考和实践的课题。

2018年，广州市初中信息技术教科书第二册，在原有的VB编程基础上，新增了App Inventor积木式编程内容。App Inventor是一款基于Web、面向没有编程经验的初学者的Android应用开发工具，具备低门槛和高上限两个特征，一方面易于初学者入门，另一方面具有良好的拓展性又能很好地支持高阶能力发展。学生通过“傻瓜式”图形化编辑界面，完成积木式拖拽，并进行调试，就可以开发功能丰富、富有个性的手机应用程序，学习过程充满趣味性和挑战性。因此，App Inventor是一款非常适合初中生计算思维培养和编程教育的开发工具。

使用新教材以来，相比VB程序设计的学习，学生对图形化编程工具APP Inventor的学习兴趣更加浓厚。我校一直在编程教育方面十分重视，为了进一步满足学生的编程学习需求、加强学生计算思维的培养、促进初中信息技术课程的实施，我校决定开发基于APP Inventor面向计算思维培养的初中信息技术校本课程。

二、基于APP Inventor面向计算思维培养的初中信息技术校本课程开发与实施

（一）课程目标概述

本课程根据《信息技术学科核心素养》、《基础教育信息技术课程标准（2012版）》和《中小学综合实践活动课程指导纲要》的相关指引和要求，确定课程目标，下文将从三个维度进行概述：

知识与技能目标：了解APP Inventor开发环境;理解程序中的数据类型、变量、程序基本结构、过程的定义和作用;理解常用组件的功能，了解其对应的事件和方法;理解设计界面和编程界面之间的逻辑调用关系。

过程与方法目标：应用算法思维对问题进行抽象、概括、分解、数据建模、评估;掌握利用APP Inventor开发手机应用程序的方法。

情感、态度价值观目标：形成较浓厚的编程学习兴趣;形成善于思考，勇于探索，程序求证的学习态度;体验利用程序服务学习和生活的乐趣。

（二）课程结构与内容

在开发课程之前，通过问卷调查法、访谈法对我校近1800名初中学生有关计算思维的认知水平、编程学习能力等方面进行了调研。通过对调研数据的整理和分析，结合学生的学习需求和学习特点，重点体现计算思维的培养，最终确定了课程结构与内容。本课程采用项目式内容编排法，根据项目内容主题和难易程度分为3个篇目，共11个教学项目，具体内容见图1.

课程内容的编排原则是难度螺旋上升，从组件学习入手，逐步渗透计算思维的培养。“组件设计”内容，覆盖了“用户界面”、“界面布局”、“多媒体”、“绘图动画”、“传感器”、“数据存储”、“通信连接”等8个分组共18种组件，“逻辑设计”内容包含了变量、数据类型、数据的保存、传递和获取、顺序结构、分支结构、循环结构、过程的定义和应用、问题的抽象、分解、概括、评估等算法思维。

（三）课程实施计划

（1）实施对象

本课程面向七、八、九年级共1800名学生。

（2）实施环境

我校共3个计算机课室，本课程主要在计算机一室和二室进行，每个机房教师机1台，学生机50台，每个学生机都安装了APP Inventor 2016离线版。

（3）实施方式

本课程主要采取以面授为主，线上直播和录播答疑为辅的实施方式。其中，面授课在计算机课室进行，采用APP Inventor 2016离线版进行教学;直播课主要利用腾讯课堂、腾讯会议等直播软件进行，教师对教学难点和学生提问进行解答;录播课主要利用“广东省教育双融双创智慧共享社区”和“智慧白云教育大数据云平台”进行，在这两个平台中，上传了本课程配套的微课视频和教学资源，学生利用课余时间，自主学习。

（4）课程计划

本课程计划用5个学期（面授课）和2个暑期（直播课）完成，项目一、项目二每个项目计划2个课时，其它9个项目每个计划3个课时，暑期计划4个课时，共35個课时。其中，《拼出我们的思维》、《微型浏览器》计划七年级上学期完成;《指南针》、《掌上绘画》计划七年级下学期完成;《随机抽红包》、《太空侵略者》计划八年级上学期完成;《猜数游戏》、《摇一摇听单词》、《打地鼠》计划八年级下学期完成;《APP与乐高机器人交互》和《物联网应用》计划九年级上学期完成。

（四）课程评价方式

本课程采用过程性评价、总结性评价和延时性评价相结合的方式。过程性评价包括出勤率、课堂表现、小组贡献度;总结性评价包括课堂练习、教师评分、学生评分;延时性评价主要针对最终提交的创意项目的质量评分。

本课程将以最终的创意项目得分作为主要参考依据，分别从创新性、可行性、实用性、演示答辩四个方面考查，这项得分采用自主评价、小组评价、教师评价的平均分。同时，平時成绩和课堂练习得分也是重要的参考依据，这两项得分由教师评价，其中平时成绩从出勤率、课堂表现、小组贡献度等方面考察学生情况。具体的评价标准见表3.

三、课程教学案例分析——以《物联网应用》为例

本课程面授课主要采用PBL项目式教学法，教师主要扮演“脚手架”角色，学生以小组合作方式，在教师的指导下，利用事先准备的教学资源，进行学习。

接下来以《物联网应用》为例，介绍其教学流程设计和实施过程。本节课的教学过程包括五个环节，通过引导学生发现问题从而解决问题，计算思维的培养贯穿整个教学过程。具体内容如图2所示。以下重点展示应用想象、编程调试、分享交流三个环节的教学设计与实施过程。

（一）应用想象

本环节的设计目的是“发现问题”。教师引导学生围绕“智能家居”这个主题进行思考和想象，假设由你来设计一款手机APP，你想赋予它哪些功能？这些功能如何实现？

在这个环节中，学生从实际生活情境出发，通过观察、思考和讨论，最终确定APP的界面设计和编程设计方案。在这个环节中，教师根据学生的设计方案，提出意见和建议，协助学生确定应用开发的技术路线。

（二）编程调试

本环节的设计目的是“解决问题”。学生把APP的功能，抽象成具体需要解决的问题，并对问题进行分解和概括，最终通过程序设计解决问题。在这个过程中，重点关注学生计算思维的培养，教师扮演技术指导的角色，引导学生解决编程过程中的疑点和难点。例如，有学生提出用蓝牙与乐高机器人实现物联网功能，然而通过实践验证发现，蓝牙物联网最大问题是控制距离只能10米左右，不能真正实现物联网功能。这时，教师通过介绍和演示网络微数据库模块的用途，引导学生通过实验来验证“通过网络微数据库模块实现互联网通讯”的可行性。最后，引入具有WIFI功能的掌控板，实现了App Inventor物联网功能。学生根据以上方法，实现了“物联网开关灯”应用，具体代码和运行效果见图3。

（三）分享交流

本环节的设计目的是“创意分享”。学生不仅可以展示自己的作品，还可以分享自己的创意亮点和后续有待改善的创意设计。其他同学则可以针对展示的作品提出进一步修改和完善的建议。在分享和交流的过程中，不同学生之间的思维进行了碰撞，一方面能够进行借鉴和学习，另一方可以引发自我反思和提升。在这个过程中，学生能够感受到分享和交流是编程设计的重要途径。

四、结语

目前，基于App Inventor面向计算思维培训的校本课程开发研究还比较少，笔者所在学校通过探索和实践积累了一些经验，但仍存在许多不足和值得改进的地方。App Inventor以及编程教育的普及，需要广大教育工作者的共同努力。希望借此研究，引发更多同仁的关注，开发出更多优秀的面向计算思维培养的初中信息技术校本课程。

【注：本项目由广州市教育局青少年科技教育计划资助。本文为广州市青少年科技教育项目“广州白云广雅实验学校创客教育实验项目”（任务编号：KP2020-19（市））研究成果;广州市青少年科技教育项目“APP Inventor校本课程的研发与实施”（任务编号：2019-18）研究成果。】

【参考文献】

[1]丁晶晶.基于APP Inventor的初中信息技术校本课程开发实践探索[D].扬州：扬州大学，2018.