层层递进式“按图索块”教学模式的应用

摘  要：层层递进式“按图索块”的教学模式是指在课堂教学中引导学生按照程序功能的不同层次规划不同等级的程序流程图，“按图索块”进行积木拼搭，层层递进，直至完善程序流程图，进而完成程序的整个设计，最后对整个流程图进行回顾，整体把握教学内容的过程。这种教学模式先细节后全貌、先局部后整体、先体会成功的快感再回顾成功的过程，符合技工教育的认知规律，因而能达到较好的教学效果，很好的培养学生的程序设计思维。

关键词：层层递进式;“按图索块”教学模式;APP Inventor;技工教育

中图分类号：TP311;G434      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）05-0132-04

The Application of the Teaching Mode of “According to the Diagram Search Block” Step by Step

——Take APP Inventor Classroom Teaching as an Example

WU Pu

（Guangzhou Technician College，Guangzhou  510410，China）

Abstract：Step by step “according to the diagram search block” teaching mode is to guide students to plan different levels of program flow chart according to different levels of program function in classroom teaching，“according to the diagram search block” to build building blocks，step by step，until the program flow chart is improved，and then complete the whole design of the program，and finally review the whole flow chart，overall grasp the process of teaching content. This kind of teaching mode starts with the details and then the whole picture，the parts and then the whole，the pleasure of success and then the process of success，in line with the cognitive law of technician education，so it can achieve better teaching effect and cultivate studentsprogramming thinking.

Keywords：step by step;teaching mode of “according to the diagram search block”;APP Inventor;technician education

0  引  言

隨着国家逐渐重视人工智能化的应用和开发，职业类教育也逐渐重视起人工智能化教学，广州市近两年也持续举办了人工智能化的师资培训班，旨在推广人工智能化教学在职业教育领域的落地生根，发展茁壮。对于缺乏编程基础和程序设计思维的技工院校学生来说，Android积木式编程开发是一个不错的选择，该方法避开了难以识记的英文标识和函数，也不必遵循复杂的语法规则，需要的就是将定义好的积木块一个个拼起来，拼积木的过程也是学习程序设计思维的过程。在APP Inventor课堂教学中采用层层递进式“按图索块”教学模式，不仅可以锻炼学生规划程序功能的能力，还可以培养学生的编程思维，能很好地培养学生的程序设计思维。

1  APP Inventor——Android积木式编程开发

“Android积木式编程开发”作为技工院校学生选修的一门课，是技工教育人工智能化教学的主阵地，它采用APP Inventor作为开发工具。APP Inventor是Google开发的一款可视化且具有拖拽操作特点的编程工具，它采用基于Web的图形化设计界面开发安卓平台上的移动应用[1]。开发者可以使用Google浏览器登录服务器，在类似于所见即所得似的环境中设计应用界面，然后像拼积木一样，将不同的“积木块”按照程序设计的逻辑来进行拼接，完成程序的控制。在APP Inventor中，组件和代码被分门别类地放在不同的“抽屉”中，触手可及，只需要找到这些块并把它们拖到程序中来实现用户预想的功能即可，不需要记住那些指令或者参阅参考手册，这使得APP Inventor十分易于入门[2]，也正是该应用适用于技工教育编程课程的优势所在。

2  层层递进式“按图索块”教学模式

大多数的技工教育学生逻辑思维能力相对较弱，主要表现在做事次序性差、时间管理混乱等方面[3]。而程序设计则正是培养逻辑思维能力很好的载体，通过层层递进式“按图索块”教学模式在APP Inventor课堂教学中的应用，能很好地培养学生的逻辑思维能力。

所谓层层递进就是将程序按照逻辑关系或难易程度划分为不同的层次，每一个层次规划成一个相对完整的功能流程图，引导学生逐步完成不同程度的流程图[4];所谓“按图索块”就是引导学生按照规划好的流程图拼接相应的积木块。学生规划流程图的过程就是逻辑思维逐渐形成的过程，但是此时“只见树木不见森林”，让学生从易处、细处下手，先完成一个小目标，刺激一下多巴胺的分泌，有个小小的成就感，以利于后面教学的进行;最后功能完成后让学生回看自己整个流程图的完成历程，比较分析，从整体上审视完整流程图，形成整体观、大局观。从细处到整体培养学生的逻辑思维能力。

3  教学过程——以“看漫画”项目为例

3.1  看漫画项目说明

本项目将导入6张素材图片，创建“下一页”和“上一页”两个按钮，工作面板布局为垂直布局方式，运用如图1所示的按钮、标签、图片，如图2所示的布局组件设计显示的界面。在这个应用中，逻辑设计为当用户单击“下一页”按钮时，计数器（计数器变量）不为6时，从前往后翻页，实现通过单击按钮切换图片;当计数器等于6时，隐藏“下一页”按钮并在标签上显示“已是最后一张”的提示;同理，用户单击“上一页”按钮时，计数器不为1时，从后往前翻页，当计数器等于1时，隐藏“上一页”按钮并在标签上显示“已是第一张”的提示，界面设计效果如图3所示[5]。

3.2  按照功能逻辑或者难易进行层次规划和“按图索块”

3.2.1  翻页功能

这个层次，实现向上翻页和向下翻页，随着鼠标点击“上一页”和“下一页”按钮，图片随之改变，使学生有个直观的体验，获得小小的成就感。因为要控制图片翻页，所以首先要声明一个全局变量用来控制图片序号，然后通过“上一页”和“下一页”按钮的点击事件控制序号的减、增，最后通过重新赋值图片组件的“图片”属性值来实现向上、向下翻页，经过流程图的绘制，初步形成设计思维，流程图如图4实线部分所示。

首先学生明确程序设计的本质是通过“组件（变量）—属性—值”的更改来实现控制，流程图制作完成后，让学生根据流程图找出对应的“组件（变量）—属性”，通过按钮或者其他触发事件重新给予赋值，从而实现程序的控制[4]。APP Inventor内置积木块的类别是以不同颜色区分的，比如“控制”类块是黄棕色，“逻辑”类块是绿色，“数学”类块是蓝色，“变量”类块是橙色等，即前文所述组件和代码被分门别类地放在不同的“抽屉”中，而且如果选择的积木块不对，其相应的缺口不能拼接成功，能避免很多错误。通过“按图索块”，找到的积木块如图四虚线箭头所示。

3.2.2  控制的按钮隐藏和显示

这个层次，根据图片序号的变化，控制按钮的显示和隐藏，从而控制程序在运行过程中不出现空白图片的情况，解决bug。随着流程图的完善，逻辑思维从而得到完善和锻炼，流程图的制作就是梳理思维的过程，流程图制作完成，思维也梳理清晰，学生在这个过程中也得到了锻炼和提升，流程图如图5实线部分所示。

“按图索块”过程中，由于要检测计数器的状态，所以要从“控制”块中找到“如果—则”积木块，上一页按钮检测计数器是否达到1，如果是则将“上一页”按钮隐藏，即将其“允许显示”属性设为“假”，并将标题设为“已是第一张”，否则将两个按钮的“允许显示”属性都设为“真”，同时将标题恢复为“父与子”;相反下一页按钮检测计数器是否达到6，如果是则将“下一页”按钮隐藏，将其“允许显示”属性设为“假”，并将标题设为“已是最后一张”，否则将两个按钮的“允许显示”属性都设为“真”，同时将标题恢复为“父与子”，通过“按图索块”，找到的积木块如图5虚线箭头所示。

3.2.3  完善初始状态

第三个层次，考虑事情要全面，初始状态下“上一页”按钮是不能点的，所以要隐藏，提醒同学们注意，细节决定成败。这一步控制可以在界面设计时解决（将“上一页”的“运行显示”属性复选框点掉），也可以在屏幕初始化时（设“上一页”的“允许显示”为假）解决。

3.3  回顾并形成整体观、大局观

整个积木块拼接完成后，引导学生回顾流程图规划的过程，从细节着眼，重点体会程序的实现过程;引导学生关注完整流程图的整体设计，从大局着眼，用宏观视角完善程序框架，培养学生的整体观、大局观，为程序规划和逻辑设计打好基础。

4  教学效果分析

从2019学年第一学期开设课程的第一届开始，一直到2020学年第二学期的第四届，该课程一直都是热门的选修课，由于该教学模式是在不断摸索探究中形成的，前两届还在探索中，该教学模式主要应用在后两届。通过这两年连续的研究统计发现，学生在知识和技能目标上有相当的水平，差别在于知识和技能掌握的持久度上，这点可以通过单元测验和期末考试成绩得出。而在过程和方法目标上，应用层层递进式“按图索块”教学模式授课的后两届班级，学生在程序功能规划和逻辑设计方面都显著优于前两届的同学;他们理解了程序设计的原则，掌握了设计的原理而记忆深刻，逻辑和条理性更胜一筹。在情感态度和价值观上，由于逻辑和条理性更优的关系，后两届的学生学习参与度、合作交流和团队精神胜于前两届。条理分析在“按图索快”中形成，逻辑思维在层层遞进中加深，研究证实，在APP Inventor课堂教学中应用层层递进式“按图索块”教学模式，能有效地促进学生逻辑思维的形成和发展。

5  结  论

人工智能化也是社会信息化发展的趋势之一，技工教育也承担着一定的人工智能化教育教学任务，APP Inventor是技工教育进行人工智能化教育教学的一个很好的切入平台，该平台不仅可以实现软件设计，而且能够控制硬件，将软硬件有机地结合起来，从而实现人工智能化的实体化，从虚拟走向现实，从理论走向实践，同时技工教育的学生动手能力强，APP Inventor很适合用来进行智能化教学。本研究探索出的层层递进式“按图索块”教学模式是笔者近两年来课堂授课经验的总结与提炼，希望能对技工教育人工智能化课堂教学提供一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 沃尔贝，埃布尔森，斯珀特斯，等.写给大家看的安卓应用开发书 App Inventor 2快速入门与实战 [M].金从军，译.北京：人民邮电出版社，2016.

[2] 刘志明.翻转课堂在Android积木式编程开发课程教学中的应用 [J].现代职业教育，2019（18）：224-225.

[3] 张蕾，花奇芹，荣静.翻转课堂在Android应用开发课程中的应用 [J].软件，2019，40（3）：52-54.

[4] 杨立楠.高一物理习题课“层层递进”教学模式的探索 [D].武汉：华中师范大学，2012.

[5] 刘载兴，陈宏镜.Android积木式编程开发——AppInventor 2.23 离线中文版 [M].北京：高等教育出版社，2015.

作者简介：吴谱（1979—），女，汉族，河南南阳人，讲师，本科，研究方向：信息技术，网络安全与管理。