张亦弛

摘要：作者将项目学习与图形化编程教学相结合，辅之以“4P”学习法的相关原则，完成了基于项目学习的图形化编程教学设计框架，并以此为依据，结合具体的学生特征、教学内容、教学目标，在北京市某中学进行教学实践，以期为信息科技教师在编程课程中的教学设计与实施提供新的思路。

关键词：项目学习；图形化编程；4P学习法

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）10-0021-04

相較于枯燥、复杂的传统语言代码编写方式，图形化编程工具以其编程活动形象化、操作简单、实施方便的特点，增加了学生编程学习体验，弥补了VB、Java等成人化编程语言的不足，逐渐成为中小学生编程教育的主要载体。但由于其仍处于起步阶段，尚未形成完整的教学体系，所以在落地实施过程中并没有达到预期效果。例如，在初中信息科技学业水平合格性考试中，其考核方式仍然是让学生编写固定类型的程序题目，因此大部分教师依旧采用“教师讲，学生练”的方式组织教学，忽视了思维和能力的培养；由于缺乏统一的图形化编程教材，部分教师的教学过程较为随意，教学任务系统性不足；学生的编程基础与接受能力差异较大，导致教学效率较低。由此可见，在新版课程标准的要求下，如何利用课程提升学生创造力、批判性思维、问题解决、合作沟通等多方面能力，成为现阶段中小学编程教育亟待解决的问题。因此，笔者尝试将项目学习与初中图形化编程教学相结合，让学生在课堂上能够真正利用信息技术思考问题，自主探究解决问题，从而最终达到提升学生信息科技核心素养的总目标。

项目学习与图形化编程教学结合的优势

1.以项目为抓手，实现课程综合化

项目学习鼓励教师从学生的兴趣出发，创设贴近学生实际生活的情境和主题。出自真实世界的主题本身就具有综合性，涉及多个领域的知识，因此需要学生主动整合各学科知识，完成探索活动，进而完成对知识的建构与综合运用。同时，在此过程中学生的自主学习、实践探究、交流合作等多方面能力得到提升。

2.打破传统教学模式，培养学生应用能力

项目学习充分保证了学生的主体地位，教师是学习过程中的引导者，帮助学生完成任务。从项目的确立、实施到改进、创造都需要学生高度参与其中，利用所学知识分析问题、解决问题，形成对问题的深刻理解。

3.激发学生兴趣，实现课堂活动的趣味化

项目学习在成果的形式、主题等方面具有较强的开放性，学生在完成任务的过程中，可以充分发挥自己的想象力与创造力，这在一定程度上保持了学习动机。同时，在项目学习的小组活动中，学生能够各司其职发挥自己的优势，在交流协作中找到自身价值。

基于项目学习的图形化编程教学设计框架

笔者以建构主义学习理论和实用主义教育理论为依据，以项目学习的基本要素和流程为直接参考，针对初中图形化编程课程，综合考虑《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的基本理念与培养学科核心素养的要求，提出了面向初中图形化编程教育的项目学习教学设计框架，如下图所示。

该框架将教学设计过程分为两部分，首先是前端分析部分，该部分主要是明确本节课的教学目标、教学内容、学生特征，可以为后续项目学习课时计划的制订、教学资源的开发、师生活动的设计打下良好的基础。其次是教学过程设计部分，该部分以项目学习的六个环节即选定项目、制订计划、活动探究、作品制作、成果交流、活动评价为基础与依据，将项目活动分为准备、实施、评价三个阶段，分别从教师活动角度、学生活动角和教学资源角度进行分阶段设计。另外，教学过程设计部分还融合了米切尔·雷斯尼克对儿童编程教育提出的“4P”学习法，即“项目、热情、同伴、玩耍”四项原则——项目创作为基础、热情为驱动力、同伴协作共同探索、玩耍为评价与学习途径。

同时，在教学过程设计方面笔者更注重教学资源的建设，用开放的设计环境给学生带来更加丰富的创造灵感和更加深刻的学习体验，让学生在协作分享中互相学习、反馈进步。在项目的流程方面，强调迭代循环的设计过程：一是先明确任务，再想象、创造、实践、交流与反思，然后再次明确任务的大循环；二是在项目实施过程中，“构思创意—创意物化—编写程序”三个环节之间的小循环，能让学生在发现、分析、解决问题的过程中，不断获得新的思想与技能，加深对项目主题的认识，螺旋上升式地建构知识。

基于项目学习的图形化编程教学实践案例

基于上述设计，笔者在北京市某中学开展了为期两个月的教学实践活动。

1.前端分析

（1）学生特征分析

八年级学生的抽象逻辑思维已经有了较大程度的发展，但仍然需要直观形象或经验的支持，因此在教学过程中教师应提供及时的技术指导和微课资源支持，帮助学生举一反三，完成知识的建构。同时，他们的观察能力有所增强，能够从日常的学习生活中发掘有用的信息助力作品创作。但是，容易受到外界事物的干扰，因此需要教师适时地引导与监督，通过趣味性的活动和奖励措施保持学生学习积极性，激发学习动机。在实验研究开始前的编程学习中，学生已经熟悉了Mind+的操作界面，能够完成导入角色，添加背景，角色移动、缩放、删除等基础操作，可以利用“广播”“重复执行”“如果……那么”“添加变量”等命令实行对角色行为的控制，完成较为复杂的程序编写任务。这些都为学生利用Mind+软件完成游戏的设计制作提供了基础。

（2）教学目标分析

①能够充分利用所学编程知识和其他学科知识完成项目的开发与制作。

②能够根据问题寻求恰当的方式获取和处理信息。在合作过程中主动与同伴交流共享信息，以获得更大的价值。巩固所学基础模块命令，进一步掌握较为复杂的模块命令。理解顺序、分支、循环结构的功能和用法，并编写具有相应功能的程序。

③能够利用Mind+软件实现项目所需的效果，总结程序设计的基本步骤与方法，并能够将其迁移到其他问题解决过程中。

④在制作作品时，能够根据需要选择合适的数字化资源与工具，管理学习过程，获取学习资源，完成自主探究与协作学习，并与同学合作设计与开发创意性的作品。

（3）教学内容分析

初中算法与程序设计拓展模块的课程内容包括三大方向：一是能够利用程序流程图来描述某一问题的解决过程。二是可以通过拖拽图形化编程工具中的相应模块，实现包含顺序结构、分支结构和循环结构的简单程序。三是结合实际生活，体验程序设计的基本流程。根据复习课课程要求，教师立足本学期已学知识内容，结合学校活动实际、学生生活实际、Mind+软件素材等因素，最后选定“海洋保护公益设计”作为本阶段的学习项目，并提出诸如不能少于两个角色、需具备广播功能等程序设计要求，以保证作品质量。

2.教学实施过程

（1）第一课时：任务发布，确定项目

教师展示有关海洋环境保护的视频、网页、宣传海报等资料，请学生浏览。

提问：请同学们回忆，在自己的生活中还在哪些场景下看到过有关海洋环境保护的宣传？是以什么样的形式进行宣传的呢？学生自主浏览相关资料，思考并回答问题。

教师明确项目内容：要求学生以小组为单位，围绕“海洋保护公益设计”这一主题，利用Mind+编写小游戏，让人们可以通过玩游戏的方式获得海洋及海洋环境保护相关知识。

为保证项目顺利进行，教师在课前根据学生过往的成绩与表现指定若干小组组长。其余学生自主选定组长结成小组，每组3～5人，并填写小组分工表格。同时，为提高合作学习的有效性，除组长外的每名组员需完成游戏中一个关卡的制作，组长负责在组员制作作品过程中进行监督、指导。

（2）第二课时：构思创意，交流碰撞

教师立足学生已掌握的Mind+基础知识和初中算法与程序设计课程要求，为学生提供三种类型的游戏资料：第一类是互动故事类游戏，如“韩信点兵”“海底两万里”；第二类是竞技闯关类游戏，如“飞机大战”“大鱼吃小鱼”；第三类是知识答题类游戏，如“一站到底”。

教师提出任务：体验这三类游戏，思考本小组创作的游戏名称是什么。作为组员，你要在其中设计怎样的关卡？要求：可以从范例中选择自己感兴趣的游戏进行模仿，也可在其基础上翻创，或者选择其他偏爱的游戏类型。各关卡之间的关系可由难到易，也可更换不同场景、故事等，不做硬性规定。

各关卡都要保证：①有一定的背景和角色；②程序中需具备顺序结构、分支解构和循环结构；③有计时或积分程序；④程序需要有广播功能。制作期间如有特殊问题可与老师进行商议。

学生体验游戏并思考。各小组成员提出自己的创意，交流讨论后确定本组游戏名称及各关卡内容，小组组员填写关卡分析表（如下页表），完成将自然语言转化为Mind+语言的初步思考。教师在此过程中为学生提供支持服务，引导学生考虑制作作品时的技术实现问题以及逻辑关系，鼓励学生登录图像化编程学习社区获取信息。

（3）第三课时：小组协作，创意物化

组长提交本组的关卡设计方案，教师审核通过后可进行初次代码尝试。未审核通过，即方案设计难度较大不具备可实施性的小组，组内继续讨论，修改后再次提交。

教师发放程序设计流程图学案，引导学生将项目目标拆分为各个部分，逐一进行分析，并在学生绘制过程中给予及时的帮助与支持。

各组组员填写学案，利用流程图梳理游戏规则、游戏角色、游戏背景等各个部分间的逻辑关系，以更好地实现项目主题。

在探究过程中，学生可初步尝试将流程图转化成脚本代码，并基于个人的能力和需求反复修改游戏关卡规则、去除或增加角色。在发现问题时，学生互帮互助，合作讨论问题解决策略，理清思路。各组组长观察小组的活动状态，可随时召集成员就计划变更进行重新讨论，以确保项目探究过程的顺利实施。

（4）第四、五、六课时：搭建脚本，验证猜测

学生采用合作学习的方式，灵活运用课上所学的Mind+基础知识，将上一阶段绘制的程序流程图转化为代码，完成关卡制作。在此过程中，小组成员经历多次程序搭建、运行、调试修改的过程，为攻克创作过程中的难关，学生主动选择恰当的数字化学习工具获取、处理、运用信息，成员间积极分享思路、交流想法。组长关注成员的信息反馈，监督、管理组员完成关卡制作。教师根据学生在UMU互动学习平台上反馈的问题，制作编程教学微课，上传至平台“我的任务”区，启发学生思路，引导学生舉一反三，大胆尝试解决问题。依据各小组制订的计划，教师定期检查，督促学生完成任务，并给出提示与建议。

（5）第七、八课时：交流展示，作品评价

教师组织学生在各自的电脑上展示本组作品，并试玩其他小组游戏。

教师提出任务：你认为该组制作的游戏的优点是什么？有哪些需要改进的地方？哪些部分是值得本组借鉴的？学生赏玩其他小组设计的游戏并思考问题。

教师组织各组报告员依次上台进行项目汇报。要求：各组汇报控制在8分钟以内，汇报内容包括但不限于游戏设计理念、演示游戏玩法、游戏运用到的程序设计知识、制作过程中遇到的困难及解决办法、对本组作品的展望、本次项目学习的收获与感悟六部分。学生专心倾听汇报，并完成作品评价表。在汇报完毕后，学生可根据试玩体验和汇报内容对该小组进行评价或提问。

教师点评各小组作品，组织学生完成小组自评表。最后，对本阶段项目学习进行归纳总结，对项目过程中出现的共性问题进行讲解和反思，为下一次教学提供反馈。

结束语

对于图形化编程教学而言，传统的“讲—练”教学模式已无法满足信息科技新课程标准的培养要求，而项目学习作为一种新型学习模式是突破当前图形化编程教学困境的最佳途径之一。当前，项目学习与编程教育结合的研究仍处于探索阶段，教师应如何有效利用项目学习完成教学任务、合理安排教学时间、优化项目学习实施过程等，都是需要进一步探讨与完善的问题。

参考文献：

贺慧，张燕，林敏.项目式学习：培育核心素养的重要途径[J].基础教育课程，2019（06）：7-10.