基于网络空间的图形化编程教学实践

杨睿

摘要：人工智能時代的到来，为我们生活、工作带来了巨大变革，编程作为人工智能时代的创造载体，不仅是学生必须掌握的技能，同时也是培养计算思维的有力抓手。由此，编程教学如何开展已成为中小学信息教师共同讨论并关注的热门话题。通过分析目前编程教学现状，结合计算思维的基本概念，针对如何在编程教学中更好地落实计算概念、计算实践、计算观点，进行深入探索，并提供可借鉴的参考。

关键词：网络空间;计算思维;信息素养

2014年深圳市教育局正式出台《关于进一步提升中小学生综合素养的指导意见》，将八大素养的提升列为主要任务，随之，信息技术教材改版在内容上发生了相应的变化。小学信息技术教材加入了图形化编程内容、代码编程内容（GOC），信息技术课程定位从“信息技术常规操作”转向“信息核心素养”的培养，通过编程教学培养计算思维，运用计算机学科领域的思想方法形成问题解决方案，并迁移到与之相关的其他问题的解决之中。编程教学在小学信息技术教学中的重要地位更加突显而出。

一、基于网络空间的图形化编程优势

经过一线教学实践和现状调查发现，目前学校编程教学大多采用脱机教学软件，经梳理得到以下影响编程教学效果的共性问题。

（1）现阶段大多数编程教学重心还停留在软件技术操作方面，学生单纯地模仿程序设计语句，很少涉及信息学编程知识内容，缺乏对编程目的和方法的引导。

（2）目前，学生课外时间想要学习编程，但学校的学习资源和教师的教学资源没办法共享给学生。

（3）学生作品保存在信息教室计算机的本地磁盘中，因此，学生回家想要再次编辑或展示分享是比较麻烦的。

（4）图形化编程内容，界面清晰美观、操作简洁，作品成果带来的成就感强，很受学生欢迎。由于学校信息教室属于公共场所，通常会在电脑中安装还原软件，在作品保存上学生要进行更多的操作。因此，每次在课堂上的作品保存平均要花费3-5分钟，占据将近总上课时间的1/8，并且总会出现学生在下课前没有保存好文件的情况发生，从而导致作品丢失。

结合国内外现状及趋势，参考行业培训模式，我们可采取通过网络空间教学平台开展编程教学来解决以上问题，打破时间和空间限制，实现资源互通共享、学生之间互动交流，有效开展项目式教学，连贯编程知识节点，保护学生对编程学习的热情，最大限度地提升作品分享所带来的成就感，从而更好地开展编程教学。

二、基于网络空间的图形化编程教学平台简介

编程猫未来教室教学平台是一款功能全面的编程教学平台，平台支持图形化编程教学和Python编程教学，具有以下特点：（1）支持混合式线上线下教学;（2）教学资源丰富，且可共享;（3）作品发布快捷方便，且可一键生成分享链接和二维码;（4）设置和课程配套的编程知识源码练习题，可帮助学生深入学习编程知识内容;（5）提供了课堂教学、作业批改、学生管理、学生评价等一系列教师教学管理功能。

三、基于网络空间的图形化编程教学实践案例

本案例是基于网络空间的《森林鹿王奇遇》课例，采用趣味创作教学模式，以故事为主线创设情境，以项目式教学为主基调，通过故事发布项目任务，以解决问题为出发点，合理地分析项目、拆分项目，形成思维流程图，化解重点难点问题，形成编程思路，培养计算思维。

（一）创设情境，激趣导入

在本教学环节中，开启未来教室的课堂教学模式，播放导入视频，并结合视频讲述故事，创设情境，激发学生的学习兴趣和乐于助人的情感态度价值观。

教学实例：在源码森林里有只神奇的森林鹿王，这只神奇的鹿王，神通广大，千变万化，它原本可以自由自在地在空中奔跑，还可以分身，还能召唤出许多小伙伴一起在森林狂欢，可是就在昨天，它的这些超能力突然消失了，需要我们去帮助它恢复，这节课我们就来看一下可以用哪些功能模块来帮助鹿王恢复超能力。赶快加入老师的队伍，看看今天在源码森林里能和它有着什么样的奇遇。

编程教学对于学生学习和教师教学难点都在于如何在程序语言和自然语言之间建立联系，打破抽象和具象之间的壁垒是关键。通过故事创设情境，将抽象的程序具象化，把程序设计内容，融入到故事中，贴近生活。

（二）任务分析

在本教学环节中，采用引导法，引导学生思考项目任务有哪些，并将任务细化分解，转化成编程内容。将帮助森林鹿王恢复超能力的总任务，分解成多个子任务。在导入环节，学生经历了将抽象程序具象化的过程。项目分析环节是将具象化的现实问题抽象成程序化的过程，实现抽象和具象的互化，使学生学会自然语言与程序语言之间的转化，从故事中提取出要解决的问题，转化成程序任务。

任务分析：（1）鹿王在空中奔跑;（2）鹿王分身;（3）森林狂欢。

角色分析：森林鹿王、雷电猴、木叶龙

（三）形成程序设计思维导图

程序设计要遵循流程设计，对于小学生来说，运用思维导图来梳理任务流程是简单有效的方法。可采用手绘思维导图或用MindMaster软件来绘制思维导图，可清晰呈现程序分析的逻辑顺序。在项目任务和细分任务之间，角色与动作之间的关系需要通过一定形式来展示其链接关系，因此在这一环节，以思维导图的形成来呈现知识结构和内在联系，引导学生学会处理问题，将大任务细化成多个小任务，有顺序分析梳理，培养计算思维中的“分解”和“概括”能力。

（四）搭建程序与调试

教师在编程猫未来教室中发布课程，学生登录自己的账号进入未来教室——我的课程中，完成程序的搭建。图形化编程程序搭建操作简便，学生对应流程分析思维导图去完成角色和背景的添加，根据角色动作去完成程序搭建。

在这一环节中，第一个任务“森林鹿王空中奔跑”，学生在自主操作中添加了移动模块，但是角色出现的是滑动的效果，没有奔跑动作。于是，教师通过直观演示，分解人走路的动作，引出下一造型模块。教师启发式引导操作，使学生形成举一反三的思维模式。第二个任务“鹿王分身”，有多种不同的方法可以完成任务。教师可设计邀请同学演示操作的环节，引导学生意识到，编程世界中条条大路通罗马，不同方法可以达到相同的效果，多探索，勤思考。

（五）发布与分享

在编程猫未来教室中通过单击编辑器中的保存按钮或发布按钮，就可以一键保存和发布作品，同时可以一键生成分享链接和二维码。保存作品后，同班同学可以在未来教室的小黑板处查看和互评。同时也可以分享到论坛区，与线上的编程爱好者相互交流学习。

（六）编程知识，源码练习

本课学习内容完成后，在学习界面点击练习题，就会跳转到本节课所学知识内容对应的源码练习界面。源码练习有针对性地设计了对本课重点难点问题进行内化的题目，学生通过答题练习，巩固知识内容，建构编程知识内容体系。

（七）教学管理

学生作品保存后，教师的教室管理界面中会显示完成情况统计数据，并可以进行作品审阅，同时提供了线上评价的功能，包含过程性评价和总结性评价。还可自动生成学生的学情报告，从创新思维、艺术设计、逻辑思维、编程技术方面形成雷达图，清晰展示学情报告。

四、结束语

应用编程猫未来教室网络空间开展编程教学，可以打破时间与空间限制，结合计算思维的三个维度，运用微课巧设情境，点燃思考，实现作品共享，学习资源可随时获取，开展项目式教学，形成资源包;利用数据分析教学、多元评价，立体量化，实现科学管理，更好地实现编程教学的价值。笔者结合多年一线教学经验，将网络空间教学平台应用到学校教学中颇有成效，未来还将继续探索、提炼，分享更好的、更优质的教学经验。

（责任编辑：奚春皓）