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针对小学生编程教育教学方法的实践探究

 

【作者】 李 健

【机构】 四川省德阳市中江继光实验学校

【摘要】

【关键词】
【正文】  【摘 要】 小学课程长期以来将信息技术、美术、音乐、体育等非考科视为艺体科,因而现行小学信息技术课多半以字处理、图像处理等简单的软件包作为授课主轴,而且老师对学生的学习成效要求亦不高。学生长期在这样的环境接触信息技术课程,多半已养成轻忽信息技术课的态度。但时代变迁迅速,人类社会已从工业时代进入信息时代,若继续忽视信息技术课程,不但浪费学生宝贵的学习时间,而且牺牲了学生未来在职场上的竞争力。对此,学校应重视信息技术课程建设,并将程序设计作为信息技术教学的核心内容,积极探索适合程序设计教学的方法,而本文针对小学编程教育采用引导式学习单教学法进行了课例的实践探究。
  【关键词】 Scratch程序设计;引导式学习单;信息素养

  一、Scratch程序设计的背景
  Scratch是美国麻省理工学院多媒体实验室开发的程序设计软件,此软件以8至16岁学生做为主要使用者,融入「多元的想象力」、「丰富的社交性」、「深入的思考性」作为设计理念,目的是使学生透过创作故事、游戏、动画及音乐作品的过程培养程序设计概念以及高阶的思考能力(Resnick, Maloney, Monroy, Rusk, Eastmond, Brennan and Millner., 2009),包括逻辑思维、计算思维等信息素养的养成,以致许多教育者及研究者积极将 Scratch推广并引入课堂。例如:香港青年协会便和香港中文大学及 MIT Media LAB 合作推动「创艺科艺工程计划」(LEAD),透过工作坊、讲座以及程序设计比赛,积极向香港学术界及教育界推广Scratch。英国则有教学者 Crook(2009)使用 Scratch 取代小学计算机课程中字处理、图像处理等传统教学主轴的课程,透过 Scratch 的课程让学生学习多媒体影像、数字音乐的编整以及计算机科学的概念。在我国各县市教育局近年来也为中、小教师举办了许多场次的Scratch 研习课程,再由受训教师返校讲授,使全国中小学也掀起学习Scratch的风潮。
  二、Scratch程序设计教学的现状
  国内小学实施程序设计教学,多由老师讲述内容并进行示范,接着由学生操作练习的传统授课方式进行。在这种「老师示范,学生操作」的授课方式中,学生容易流于强记老师所示范的解题方法与程序语法,然后依样画葫芦写出程序,未能深入思考解题流程并理解指令的功能,其学习效果自然不易彰显,长期如此不利于学生信息素养的形成。
  三、Scratch程序设计教学方法的思考
  Scratch 本身是一种具备对象特质的程序设计语言,如果我们在程序教学时若能参考面向对象程序分析与设计的方法,这样会让学生能更快掌握以对象为主的程序设计构思方式。
  (一)、程序设计课程的教学目标:
  1. 学生能理解问题的内容。
  2. 学生能具体构思解决方法。
  3. 学生能使用正确的程序指令来实现功能。
  (二)、程序设计课堂的教学策略:
  1. 当学生遭遇困难时,适时引导以避免学生陷入放弃以及胡乱尝试的情境。
  2. 在撰写程序之前明确引导学生理解题意,并具体构思程序撰写的方法。
  3. 透过作业或测试的方式给予学生充分练习,进一步让学生掌握正确的概念使用方法。
  根据程序设计课程教学目标和课堂教学策略,我们在程序设计教学过程中,应掌握 Scratch 的面向对象特质,在课堂讲授项目制作方式时,参考面向对象程序分析与设计的方法,系统性地引导学生逐步进行项目制作,帮助学生习得正确的项目制作流程,引导学生观察、分析、设计及实作程序,并将这些流程设计为引导式学习单,将流程内容转换为用纸笔进行选择题或问答,避免学生陷入无法构思问题解决方法的困境, 并增加学生学习上的迁移效果。
  四、引导式学习单教学方法的运用
  引导式学习单的设计是以面向对象分析与设计流程为基础,规划为四个主要阶段。
  在此以「小小指挥家」项目所使用学习单为例做展示说明。
  (一)、观察阶段:观察项目中的角色并回答问题
  此阶段的目标在于要求学生观察项目中包含了那些角色,并了解项目完成后的执行结果。如「小小指挥家」学习单——观察阶段:请问场景中的角色有哪些呢?请在下图中将他们分别圈起来,并写出角色名称。(制作成表单形式)
  (二)、分析阶段:厘清角色的动作及状态
  在分析阶段的引导中,教师对每个角色将执行的动作及状态转换为文字式的选择题,要求学生进一步观察程序的执行过程,以厘清每个角色所需完成的动作及状态,如表1 所示。(备注:本案例不完整对每个角色进行分析展示,例举指挥家角色进行说明,后面类同。)
  表1「小小指挥家」学习单——分析阶段(指挥家角色)
  1、( ) 如何让指挥家面向小提琴手?
  (1)按下箭头键「右」(2)按下箭头键「上」
  (3) 按下箭头键「左」(4)按下空格键。
  2、( ) 当指挥家面向小提琴手时会发生什么事?(多选)
  (1)小提琴手开始演奏(2)钢琴手停止演奏
  (3)小号手停止演奏(4)没有人演奏。
  3、( ) 当指挥家面向钢琴手时会发生什么事?(多选)
  (1)小提琴手停止演奏(2)钢琴手开始演奏
  (3)小号手停止演奏(4)没有人演奏。
  4、( ) 当指挥家面向小号手时会发生什么事?(多选)
  (1)小提琴手停止演奏(2)钢琴手停止演奏
  (3)小号手开始演奏(4)没有人演奏。
  (三)、解题阶段:构思项目的解题步骤
  教师使用图片描述项目的某些解题步骤,并且设计挖空的图片作为练习题,帮助学生构思其他解题步骤,如表2所示。
  表2「小小指挥家」学习单——解题阶段(引导学生填写步骤)




















  (四)、实作阶段:取用适当的 Scratch 指令以完成项目
  此阶段使用选择题引导学生思考程序指令的功能,并组合出所需的程序代码,如表3所示。
  表3「小小指挥家」学习单——实作阶段(用笔做好记录)
  1.请问哪一个指令可以让指挥家面向左边的小提琴手?
  2.请问哪一个指令可让指挥家切换到面对左边的造型呢?
  3.请问该用哪一个指令来发出广播,通知小提琴手开始演奏?
  4.当小提琴手开始演奏时,钢琴手和小号手都要停止演奏。我们该用哪个指令通知他们「停止」呢?
  5.我们现在完成了请小提琴手开始演奏,并且让钢琴手和小号手停止的指令,接下来请你做出:
  (1)通知钢琴手开始演奏,并且通知小提琴手和小号手停止的指令。
  (2)通知小号手开始演奏,并且通知小提琴手以及钢琴手停止的指令。
  五、Scratch 程序教学应用建议
  根据课堂实例研究发现,采用引导式学习单有助于培养学生观察、分析程序的能力,透过学生填写学习单上的问题,使学生较能深入观察分析项目中程序代码的功能,并将此功能实现迁移。另外,采用引导式学习单有助于培养学生的程序实作能力,并且在越困难的项目中效果越显著。通过学习单的教学模式,让学生的学习更具有目标性,学习单的引导确实能增进学生的程序实作能力。
  因此,我们对小学 Scratch 程序设计教学提出建议:在课堂教学中引进学习单,以促进「以学生为中心」的学习方式。采用引导式学习单教学模式,可以让学生透过填答问题的方式深入理解课堂教学内容,并获得显著的学习成效。针对小学程序设计课程采用学习单教学模式,使学生得以透过学习单进行自主性学习,并能依循自己的学习步调更为深入地理解学习内容,长期如此,可进一步提升学生的学习兴趣与创作上的深度和广度,最终促进学生逻辑思维、计算思维等信息素养的养成。
  • 【发布时间】2021/7/7 17:24:53
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