基于儿童中文编程的项目学习设计与实施

江苏省徐州市鼓楼区民主实验学校 陈 芳 乔 晶

在人工智能高速发展的数字时代，编程教育越来越受到关注，许多欧美国家都把编程教育纳入小学阶段日常课程，认为编程就像识字看书一样重要，已经是这个时代公民应必备的技能和素养。在我国，编程教育大都采用英语作为编程语言进行教学，但对于母语为汉语、尚未能熟练使用英语的我国少年儿童来说，语言是学习编程的最大障碍。由于没有母语的支持，编程教育往往起步较晚。为破解这一难题，本着“教育既要关注当下又要面向未来”的教育观念，我校于2018年使用我国具有重大发明成果的“中文代码汉语编程”，开展儿童中文编程课程，让学生从小就用母语学习掌握编程工具，尽早实现信息技术基础教育编程的普及性开展。

众所周知，编程的学习是通过编程技术实现人与电脑对话的过程，这个过程往往是枯燥的。为了激发并保持学生浓厚的兴趣，我们从问题的提出出发，将学生置身于真实的学习或生活场景，提炼出富有挑战的学生感兴趣的驱动任务，在动态的学习中确立清晰的任务目标，规划任务，体验完整过程，最终完成任务，实现某个目标或者解决某个问题，并进行成果展示，使学生在不断的亲身实践经历中开展实际发生的深度学习。这个过程通常具备六个特点：信息获取、实践体验、团队合作、系统理解、解决问题、实现目标，这些都与项目化学习的特征相一致。基于此，我们提出了借助儿童中文编程解决问题的项目开发研究，并获得省级规划立项课题。我们通过本课题的实施，借助儿童中文编程信息技术平台，打破学科壁垒，开发指向学生素养发展的项目活动，将核心知识融入项目学习，将学生真实所需与知识、体验、感知建立连接，更好地促进学习真实发生。

一、基于儿童中文编程项目学习的实施过程

基于儿童中文编程的项目学习，是在实际真实生活中发现问题、提出问题，设定一个具体的明确的项目任务，动手实践并主动寻求解决问题的方案，最终借助编程技术来完成作品的成果展示，从而达成解决实际问题的目的。

（一）确立项目主题

人工智能社会时代，编程的学习已经成为不可逆的发展趋势。学生学习编程不单纯是为了学习算法、代码，更多的是为了培养学生丰富而科学的思维方式，提升创新能力，让他们以后在生活和学习中，能够运用科学思维解释身边的现象、解决身边的问题。精心设计的高质量的项目内容是项目学习的载体，如何立足信息技术编程教育，创设情境，聚焦关键能力和知识，运用编程技术工具去解决项目中的实际问题，设计开发有质量的项目活动，是着重要思考的问题。建构主义认为，学习的目标应形成在学习的全部过程中，由学习者自己设定，学习目标的形成与学习过程产生的真实性任务有关。在学习的进程中，学习者可以从学习的需要出发，根据自己的个人兴趣和生活学习中的问题来选择自己的项目，创设学习的机会，最终取得成功。因此，基于儿童中文编程的项目化学习，应具备项目活动的真实性、知识的融合性、过程的创新性、价值的实用性四个特点。

（1）真实性。以学生为本，尊重学生在学习活动中的主体地位，根据学生的实际生活背景和亲身体验，将生活中现象转化为问题。从学生的视角、经验、需要来选择提炼出真实生成的活动内容主题。

（2）融合性。知识之间不是割裂的，而是相互交叉、渗透、融合的，在问题解决的过程中，注重学生的知识经验的整合和跨学科知识的运用，培养学生整体性、系统性思维能力和跨学科的思维习惯，从而让学生充分理解知识，让深度学习真实发生。

（3）创新性。结合所学编程技术，把抽象的编程与生活实际结合起来，让学生自己去找一找能够运用编程解决的生活中问题，通过信息收集筛选将项目实践活动与科学创新结合起来。关注电脑编程技术的应用，注重培养学生的创新意识，有选择地开发独具特色的项目活动。

（4）实用性。在项目活动设计开发中我们一直坚持将项目学习结果与学生实际需求相勾连原则，最大限度调动学生主动探究和实践的兴趣，引发学生思考和操作，为项目活动注入持久的动力，让学生享受深度学习的乐趣，体验学习的价值。

例如，学校新建了“火星农植园”，里面栽种了许多蔬菜，上学期间由学生在教师的指导下进行浇水管理，可是每逢寒暑假，尤其是疫情期间校园实行封闭管理，学生无法到校及时浇水，菜园子就由学校的保安代为管理了，但是长期这样下去肯定不是最好的解决办法，有没有最佳方案呢？我们及时组织学生展开讨论。他们提出了以下问题：（1）能否设计安装自动灌溉的仪器来解决这个问题？（2）每个菜园子的面积都是不一样的，自动灌溉器的喷射距离可以调节吗？（3）各种蔬菜浇水的周期和时间是不一样的，最终如何通过编程来控制浇水的时间段，达到既能及时浇灌，又能保证浇水量的适度？依据这些真实所需的问题，项目组成员及时推出了“自动灌溉器”的项目活动。

(二）制定项目方案

有了项目主题，就要进入项目设计过程。在这一环节，需要将项目学习的基本要素融入其中。我校根据PBL设计了项目开发方案，包含项目简介、背景分析、研究目标以及学习活动进度安排。

例如，“自动接水器”项目开发方案，见下表。

（三）项目具体实施

根据项目开发方案的活动设计，就进入了项目学习的实施过程。实施过程主要由入项活动、项目进程、公开成果以及评价反思这四个部分组成。

（1）入项活动。教师创设具体情境，引起学生研究兴趣或认知冲突。小组共同制定解决方案和研究计划，明确分工及任务。

（2）项目进程。教师根据研究内容进行指导，帮助学生搭建学习脚手架，共同经历探究过程。学生根据研究计划和步骤，运用多种信息来源采集数据，并进行分析和解释，与同伴和教师讨论、分析、比较，从而不断调整解决任务的方案或策略。

（3）公开成果。举行项目学习成果展，学生运用在探究过程中获得的信息或数据有理有据地表达见解。展示过程还邀请相关专家、学生家长及同伴参加，让学生有仪式感和获得感。

（4）评价反思。成果展示后，学生们回顾项目学习的过程，通过自评、互评以及师评进行过程性评价。同时，教师针对学生出现的共性问题，引导学生进行反思，不断提升学生分析问题、解决问题的能力。

为了更好地实施项目学习活动，学校还开发了适合学生使用的“项目学习手册”。每一个项目学习手册里面包含项目前言、研究过程和评价感悟三部分内容。“项目学习手册”既能够指导学生进行探究、科学写作，又是过程性评价中的一部分内容。

二、儿童中文编程项目学习的成果

（一）儿童中文编程项目学习的实施策略

为了将零散的问题和活动架构成富有意义而且真实有效的项目化学习课程,学校提出了“1+3”的项目化学习实施策略。

“1”是指依托综合实践活动课程,结合学校现有条件,以“火星农植园”为项目活动研究基地,寻找真实问题,开展研究活动,进行项目开发。

“3”指是将项目化学习理念与课堂内、课堂外、校园外三者有机结合。课堂上:科学教学和信息教学中的项目化活动，开展主题系列案例的开发与实践。课堂外:机器人社团活动中的项目开发。校园外:学校以开放的姿态与社区、企业建立密切联系,使项目活动成为共同教育目的而非学校内部的闭环教育,充分利用地方的人、物、信息等优势。

（二）学习方式的改变

1.实现“团队合作”和协作学习

项目来源于真实生活中存在的问题,学生通过探究,最终产生指向问题解决的公开成果。学习活动以学生协作方式来进行,为了学生的成功,教师给学生构建了合作的环境:提前策划、构思如何分组才能让学习更有效。

每个小组首先要制定一个目标或者一个要达成的预期,围绕目标确定工作步骤和任务清单。接着进行分工,小组中的每个成员都要明确各自的角色和职责。他们共同搜集学习资料,共同思考解决问题的方式。在活动中,学生学会了:如何清晰地表达自己的观点；当组内成员意见不统一时,应当用什么方式进行交流；如何用彼此尊重的方式继续合作,保持项目的进度。和他人共同合作,对自己负责、对小组其他成员负责,这是培养学生协作能力的绝佳机会,同时也有助于那些后进生在合作中重拾自信。在这个过程中,教师不是在讲台上讲课,而是编排操作指南,为学生搭建脚手架,提供足够的支撑。教师更像是一个引导者,参与到每个小组中去,确保每个小组融洽的合作,达到预期的目标。

2.运用工程思维来解决问题

面对真实情境中的真实问题,学生学会了以工程思维去解决问题:识别问题和制约因素、调查研究、形成概念、分析观点、建立模型、测试优化、沟通反思。教师引导学生参与、探究、解释、详细说明和评价,鼓励学生采用探究式的学习方式,在“测试优化”阶段不断尝试探索,找到核心问题的不同解决方法。学生以工程思维去思考和解决问题,有助于培养学生的问题解决能力。

3.促进学生批判性思维的形成

在项目化学习中，教师抓住有利的机会,引导学生回头看看已经走过的路。学生真实地参与讨论,了解他人的想法,思考这些想法给自己的启示,从而不断质疑反思,总结经验和教训,商讨下一步该如何做,达到优化解决方法的目的。除此之外,学生在项目化活动中学会以批判性的眼光看待问题,从不同的角度出发思考问题,不以教师和课本为唯一标准,不断提升使用求证思维和逻辑思维来解决问题的能力,实现学生综合素养的有效提升。

基于儿童中文编程项目的学习，旨在让儿童完整地体验项目化学习，不断提升和发展儿童的核心素养。