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● 背景
编程教育主要是利用适合儿童年龄发展的简化形式的编程工具,帮助儿童掌握计算机科学知识,发展理论思维能力。编程的魅力不仅在于编码,更重要的价值体现在问题解决的过程及思维能力的延伸,以及在此过程中对学习者观察、反思和结构性思考等无形技能的培养。为了更好地培养学生的创新能力,笔者所在学校从2018年开始,尝试在小学高年段开展图形化编程教学的实验,目的是通过编程教学,培养学生的计算思维和创新思维能力,培养学生的创新能力。
● 总体设计
小学的图形化编程教学,重在培养学生的学习兴趣,在趣味任务的驱动下,通过合作探究完成每一个任务,在完成任务的过程中,形成创新意识、创新思维和创新技能。根据学生的年龄特点,本节课笔者采用了趣味任务驱动下的分层教学。通过课前的游戏化趣味情境导入,激发学生学习的好奇心;通过了解学习任务单,让学生在学习单的引导下自己动手实践尝试,并在小组合作、互助的形式下,完成本节课的创新任务学习(如图1)。
● 设计支撑
下面以《我是赛车手》一课为例,对小学如何开展图形化编程教学培养学生创新能力进行分析概述。
教材分析:本节课主要是培养学生正确而简洁的逻辑思维,在小任务的驱动下,通过合作探究完成赛车程序设计,在完成任务的过程中实现创新能力的培养。通过前面的学习,学生对编程已经有了一定的理解,再加上本节课利用制作小游戏的形式,让学生理解编程中判断语句的运用,以及函数和变量的使用,为形成和建立良好的逻辑思维打下坚实的基础,并通过以学生为主体的信息收集、处理和应用的实践活动,让学生“在快乐中活动,在活动中学习,在学习中创造”。
学情分析:学习者是小学五年级的学生,本课是在学生已经认识某图形化编程工具操作界面,了解事件、控制、动作等积木盒子的基本应用的基础上进行教学的。学生对课程具有高涨、浓厚的学习热情和兴趣,并有一定的逻辑思维能力和分析能力,但学生在编程的逻辑思维表现上差异性比较大。
根据教材的分析以及学生课前的自主学习情况,笔者对课堂教学环节进行了精心设计,本课重视教学情境的创设,体现“做中学,学中做”的教学理念。在教法上采用创设情境法、任务驱动教学法和范例教学法、作品评价法等教法组织教学。通过完成多层次任务掌握本节课“如果”“侦测”“变量”积木的使用方法。课堂设计以问题作为学习的出发点,几个环节由易到难,分层递进,充分调动了学生的积极性,让学生的思维活跃起来。
案例设计
《我是赛车手》教学设计
1.教学目标
知识与技能目标:了解背景、角色、移动、造型在动画中的概念,知道制作动画的流程;掌握编程软件中事件、控制、动作、外观、侦测、运算、数据七大模块中命令的使用方法。
过程与方法目标:通过探索赛车游戏的程序编写,培养有条理、会分析的逻辑思维习惯;通过对抗竞技比赛设计,发展创新能力。
情感态度与价值观目标:通过小组合作探究,以团队方式迎战对手,养成团结友爱、互帮互助的优良人格,成为有竞争力的进取型人才。
2.教学重点、难点
重点:学习如果、侦测、变量积木的使用。
难点:理解“重复执行”嵌套“如果”的意义,并掌握操作的方法。
3.教学过程
(1)明确任务
教师以学生玩“赛车游戏”导入课题,激发学生探求新知的兴趣。教师提问:“同学们,今天我们在上课之前玩个游戏,看看有那些同学能够顺利过关。你们想不想自己独立制作这款游戏呢?”
设计意图:从学生感兴趣的游戏入手,把学生吸引到编程中来,为在玩中学创造条件。
(2)自主探究
①放手让学生自己制作,有困难的可以借助学习单。②教师巡视指导。以学习单为扶手,引导学生学会思考、分析问题,探究新知。
预设一:不用学习单就能独立完成背景(如图2)和汽车的脚本搭建(如图3)。
预设二:不能独立完成,但是借助学习单,也能完成背景和汽车的脚本搭建。
设计意图:通过学习任务单指引,把复杂的任务分解成一个个小任务,为学生独立解决问题创造条件。
(3)互动交流
为了让学生更好地完成本课教学任务,笔者设计了一份学习单。学习单的第一部分是让学生找到游戏中的素材(角色),在这里学生应该能很快找到背景、汽车、陨石和奖杯;第二部分的设计是让学生正确地完成背景和汽车的移动,这里用到了动作当中的面向、移动和将Y坐标增加这三个积木块,这些都是学生以前在编程中用到过的,但这里笔者没有给出具体的数值,意图是让学生自己去尝试,他们会在尝试的过程中发现数值和速度有关,从而找到适合这个游戏的合理数值;第三部分的设计是给出若干积木,让学生从中选择完成陨石运动需要用到哪些积木,让学生在操作的过程中不断尝试并最终排出合理的顺序。
①指名学生回答学习单上的问题(如图4),并测試脚本的正确性。如果出现错误的脚本采用生生互助的方式解决。②让学生分析陨石的运动过程,利用思维导图建立正确的逻辑思维(如图5)。学习单和思维导图的使用,能帮助学生更好地突破本节课的重难点。
设计意图:在学生解决问题的过程中,为他们合作交流创造条件,通过任务串的设计,引导学生交流由浅入深。
(4)合作完成
①共同完成陨石运动的脚本搭建,同时完成学习单上的问题;②学生独立尝试(自己尝试、小组讨论、互助);③教师巡视指导;④展示优秀作品,同时展示错误的实例,让同学帮忙解决;⑤学生自主完成奖杯脚本的搭建;⑥拓展对抗训练。
设计意图:交流分享的目的是促进学生之间的相互学习,进行对抗训练更能激发学生创造的热情和创新的意愿。
(5)课堂小结
为了发挥学生在课堂教学中的主体地位,笔者将课堂小结交由学生来完成。请学生根据PPT进行课堂小结,谈一谈本节课的收获。以此帮助教师在第一时间掌握学生的学习反馈,培养学生及时梳理、归纳知识点的习惯,肯定学生的学习成果,激发学生学习信息技术的热情。
(6)作业布置
通过今天学到的知识设计并制作一款类似的小游戏,下节课进行汇报展示。
● 教学反思
在本节课的教学设计过程中,在游戏化情境下,以对抗性竞赛的方式,通过一环扣一环的环节设计,抓住了学生的好奇心,同时在放手让学生自己去探索的过程中,体现了以学生为主体,以教师为主导,让学生发散各自的思维方式去完成教学任务,整体完成的效果达到了85%。不足之处是一部分学习能力稍差的学生,在自主探究环节显得吃力,没能真正完成教学任务,这是以后在教学过程中应该全面考虑的一个方向。
参考文献:
[1]杨现民,李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].现代远程教育研究,2015(02):23-34.
[2]黄荣怀,刘晓琳.创客教育与学生创新能力培养[J].现代教育技术,2016(04):12-19.
[3]傅骞.基于“中国创造”的创客教育支持生态研究[J].中国电化教育,2015(11):6-12.
[4]孙立会,周丹华.基于Scratch的儿童编程教育教学模式的设计与构建——以小学科学为例[J].电化教育研究,2020,41(06):75-82.
编程教育主要是利用适合儿童年龄发展的简化形式的编程工具,帮助儿童掌握计算机科学知识,发展理论思维能力。编程的魅力不仅在于编码,更重要的价值体现在问题解决的过程及思维能力的延伸,以及在此过程中对学习者观察、反思和结构性思考等无形技能的培养。为了更好地培养学生的创新能力,笔者所在学校从2018年开始,尝试在小学高年段开展图形化编程教学的实验,目的是通过编程教学,培养学生的计算思维和创新思维能力,培养学生的创新能力。
● 总体设计
小学的图形化编程教学,重在培养学生的学习兴趣,在趣味任务的驱动下,通过合作探究完成每一个任务,在完成任务的过程中,形成创新意识、创新思维和创新技能。根据学生的年龄特点,本节课笔者采用了趣味任务驱动下的分层教学。通过课前的游戏化趣味情境导入,激发学生学习的好奇心;通过了解学习任务单,让学生在学习单的引导下自己动手实践尝试,并在小组合作、互助的形式下,完成本节课的创新任务学习(如图1)。
● 设计支撑
下面以《我是赛车手》一课为例,对小学如何开展图形化编程教学培养学生创新能力进行分析概述。
教材分析:本节课主要是培养学生正确而简洁的逻辑思维,在小任务的驱动下,通过合作探究完成赛车程序设计,在完成任务的过程中实现创新能力的培养。通过前面的学习,学生对编程已经有了一定的理解,再加上本节课利用制作小游戏的形式,让学生理解编程中判断语句的运用,以及函数和变量的使用,为形成和建立良好的逻辑思维打下坚实的基础,并通过以学生为主体的信息收集、处理和应用的实践活动,让学生“在快乐中活动,在活动中学习,在学习中创造”。
学情分析:学习者是小学五年级的学生,本课是在学生已经认识某图形化编程工具操作界面,了解事件、控制、动作等积木盒子的基本应用的基础上进行教学的。学生对课程具有高涨、浓厚的学习热情和兴趣,并有一定的逻辑思维能力和分析能力,但学生在编程的逻辑思维表现上差异性比较大。
根据教材的分析以及学生课前的自主学习情况,笔者对课堂教学环节进行了精心设计,本课重视教学情境的创设,体现“做中学,学中做”的教学理念。在教法上采用创设情境法、任务驱动教学法和范例教学法、作品评价法等教法组织教学。通过完成多层次任务掌握本节课“如果”“侦测”“变量”积木的使用方法。课堂设计以问题作为学习的出发点,几个环节由易到难,分层递进,充分调动了学生的积极性,让学生的思维活跃起来。
案例设计
《我是赛车手》教学设计
1.教学目标
知识与技能目标:了解背景、角色、移动、造型在动画中的概念,知道制作动画的流程;掌握编程软件中事件、控制、动作、外观、侦测、运算、数据七大模块中命令的使用方法。
过程与方法目标:通过探索赛车游戏的程序编写,培养有条理、会分析的逻辑思维习惯;通过对抗竞技比赛设计,发展创新能力。
情感态度与价值观目标:通过小组合作探究,以团队方式迎战对手,养成团结友爱、互帮互助的优良人格,成为有竞争力的进取型人才。
2.教学重点、难点
重点:学习如果、侦测、变量积木的使用。
难点:理解“重复执行”嵌套“如果”的意义,并掌握操作的方法。
3.教学过程
(1)明确任务
教师以学生玩“赛车游戏”导入课题,激发学生探求新知的兴趣。教师提问:“同学们,今天我们在上课之前玩个游戏,看看有那些同学能够顺利过关。你们想不想自己独立制作这款游戏呢?”
设计意图:从学生感兴趣的游戏入手,把学生吸引到编程中来,为在玩中学创造条件。
(2)自主探究
①放手让学生自己制作,有困难的可以借助学习单。②教师巡视指导。以学习单为扶手,引导学生学会思考、分析问题,探究新知。
预设一:不用学习单就能独立完成背景(如图2)和汽车的脚本搭建(如图3)。
预设二:不能独立完成,但是借助学习单,也能完成背景和汽车的脚本搭建。
设计意图:通过学习任务单指引,把复杂的任务分解成一个个小任务,为学生独立解决问题创造条件。
(3)互动交流
为了让学生更好地完成本课教学任务,笔者设计了一份学习单。学习单的第一部分是让学生找到游戏中的素材(角色),在这里学生应该能很快找到背景、汽车、陨石和奖杯;第二部分的设计是让学生正确地完成背景和汽车的移动,这里用到了动作当中的面向、移动和将Y坐标增加这三个积木块,这些都是学生以前在编程中用到过的,但这里笔者没有给出具体的数值,意图是让学生自己去尝试,他们会在尝试的过程中发现数值和速度有关,从而找到适合这个游戏的合理数值;第三部分的设计是给出若干积木,让学生从中选择完成陨石运动需要用到哪些积木,让学生在操作的过程中不断尝试并最终排出合理的顺序。
①指名学生回答学习单上的问题(如图4),并测試脚本的正确性。如果出现错误的脚本采用生生互助的方式解决。②让学生分析陨石的运动过程,利用思维导图建立正确的逻辑思维(如图5)。学习单和思维导图的使用,能帮助学生更好地突破本节课的重难点。
设计意图:在学生解决问题的过程中,为他们合作交流创造条件,通过任务串的设计,引导学生交流由浅入深。
(4)合作完成
①共同完成陨石运动的脚本搭建,同时完成学习单上的问题;②学生独立尝试(自己尝试、小组讨论、互助);③教师巡视指导;④展示优秀作品,同时展示错误的实例,让同学帮忙解决;⑤学生自主完成奖杯脚本的搭建;⑥拓展对抗训练。
设计意图:交流分享的目的是促进学生之间的相互学习,进行对抗训练更能激发学生创造的热情和创新的意愿。
(5)课堂小结
为了发挥学生在课堂教学中的主体地位,笔者将课堂小结交由学生来完成。请学生根据PPT进行课堂小结,谈一谈本节课的收获。以此帮助教师在第一时间掌握学生的学习反馈,培养学生及时梳理、归纳知识点的习惯,肯定学生的学习成果,激发学生学习信息技术的热情。
(6)作业布置
通过今天学到的知识设计并制作一款类似的小游戏,下节课进行汇报展示。
● 教学反思
在本节课的教学设计过程中,在游戏化情境下,以对抗性竞赛的方式,通过一环扣一环的环节设计,抓住了学生的好奇心,同时在放手让学生自己去探索的过程中,体现了以学生为主体,以教师为主导,让学生发散各自的思维方式去完成教学任务,整体完成的效果达到了85%。不足之处是一部分学习能力稍差的学生,在自主探究环节显得吃力,没能真正完成教学任务,这是以后在教学过程中应该全面考虑的一个方向。
参考文献:
[1]杨现民,李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].现代远程教育研究,2015(02):23-34.
[2]黄荣怀,刘晓琳.创客教育与学生创新能力培养[J].现代教育技术,2016(04):12-19.
[3]傅骞.基于“中国创造”的创客教育支持生态研究[J].中国电化教育,2015(11):6-12.
[4]孙立会,周丹华.基于Scratch的儿童编程教育教学模式的设计与构建——以小学科学为例[J].电化教育研究,2020,41(06):75-82.