基于创客图形化编程的小学中年级课程体系研究

陈建东

摘要：为了避免小学阶段长期严重缺乏动手能力和创造能力，切实提升小学中年级学生的编程能力，依托近年来出现的基于创客图形化编程技术，以小学中年级信息技术兴趣小组为实验班，分别设计知识技能学习阶段和知识创造阶段的课程体系。

关键词：图形化编程;创客;小学中年级;知识技能学习阶段;知识创造阶段

一、引言

在我国义务教育小学阶段，学生的教材并没有涉及任何有关编程的知识，即使在中学阶段，学生主要学习的VB、C语言、JAVA等也只适合专业的编程者使用，程序枯燥冗长，界面生硬死板，学生普遍不感兴趣，甚至对编程产生一种恐惧生理，严重阻碍了学生编程素养的提升。而小学生生性活泼好动，想象力丰富，思维活跃，喜欢动手操作，因此在小学阶段如果能培养学生的编程爱好，对小学生的思维能力，语言能力，动手能力都会有极大的锻炼和提高，对国家人才的培养计划将会有着极其重要的作用。

本文以X小学3-4年级的学生为实验对象，以每周一次的拓展课为载体，在分析国内外创客教育和图形化编程文献基础上，以培养学生的编程能力，问题解决能力，创新能力为目标，设计出适合本校的校本课程，并进行教学实践研究。希望为本校的信息技术课程教学方面的改进和完善贡献本课题组的一份微博的力量，同时也希望能给其它奋战在一线的老师一定的参考。

二、实验方法

实验学校依据校本课程要求，结合学生实际情况，参考毛爱萍和李晓艳主编的《Scratch与创意设计》和教材《小学生趣味实例编程》，把开源软件Scratch和Arduino开发板结合起来，设计小学中年级（3～4）学生课程体系。此课程作为校本课程，中年级共60人参考兴趣小组，并由同一名教师主要授课，并配备另一名专门的教师作辅助授课，以便于对学生的课堂表现进行观察，且易于对学生做出辅导。由于X校中年级学生未开展编程类课程，因此，教师在进行“基于创客图形化编程的小学校本课程设计”之初选取的主题活动也是比较简单基础的，且安排1个学时的时间专门进行“知识技能学习阶段”的教学和1个学时的时间专门进行“知识创造阶段”的教学[1]，汇总成一整套基于创客图形化编程的小学中年级课程体系，并检验该教学活动设计对小学生编程兴趣、编程能力、创新能力和问题解决能力形成的影响。并开展教学实践，最后根据实践结果来修改和完善课程和教学设计，使得课程更具实用性和有效性。

三、实验工具

本实验所用的工具主要有以下几类：1、创造力的课堂观察。结合Jonathan创造力的课堂观察标准[2]以及Scratch的特点，对比分析学生在想法提出、方案设计及模块功能实现过程中创意性、流畅性和灵活性的表现差异。2、问题解决能力的课堂观察[3]。结合Jonathan问题解决能力的课堂观察标准及Scratch的特点，对比分析学生在知识技能学习、想法提出、方案设计及模块功能实现的过程中研究、归纳学习、耐心、坚持和抽象能力的表现差异。3、问卷调查。对学生进行Scratch教学效果问卷调查用于分析学生对基于创客图形化编程的教学活动设计的满意度、对教师进行问卷调查用于分析教师对教学效果的满意度。

四、实验过程

4.1教学过程

教学内容：Scratch中多种方式的新增角色，“外观”模块和“控制”模块的使用。

教学目标：

（1）尝试在Scratch中以“绘制新角色”方式新增角色。

（2）尝试在Scratch中以“复制”方式新增角色的造型。

（3）通过作品创作，理解“外观”模块中“下一个造型”模块的作用。

（4）通过作品创作，会用“控制”模块中“当角色1被点击”模块控制角色的人机互动。

（5）通过作品创作，激发自己的想象力和艺术欣赏能力。

教学重点：学会以“绘制新角色”方式和“复制”方式新增角色的造型。学会理解“外观”模块中“下一个造型”模块的作用。

教学难点：学会控制角色的人机互动。

教学准备：Scratch软件，教学平台

学时：知识技能的学习阶段，1学时;知识创造阶段，1学时，共2学时。

“知识技能的学习阶段”教学过程：

1、创设情境，引入新课

用Scratch打开范例《变变变》，点击角色，形状发生变化，你想知道它是怎么创作出来的吗？

引出主题：“变变变”的游戏。

2、自主探讨，学习新知

（1）创建新增角色

小组讨论：

到“角色列表区”看一看，这个互动游戏中有几个角色？该如何新增角色？

（2）导入多个造型

小组讨论：

在“脚本区”点击“造型”，观察角色有几个造型？如何导入多个造型？

（3）角色变化

小组讨论：

仔细观察角色脚本，用鼠标指针点击舞台上的角色，看角色有什么变化？

想一想，脚本是怎样控制角色，使之发生变化的？

（4）实现模块颜色变化

小組讨论：

脚本中的模块有不同的颜色，你能根据颜色在“指令模块区”中找到它们吗？

（5）小组汇报交流

师小结。

3、全课总结

“知识创造阶段”的教学过程：

1、模仿创作

生打开一个新窗口，用Scratch创作自己的新作品。

生小组讨论，准备如何创作自己的新作品。

生分享交流。

师小结：

（1）打开Scratch，设置文件名为“变变变”并保存。

（2）将鼠标指针放在“角列表区”小猫上，单击鼠标右键，在弹出的列表中，选择删除Scratch中默认的小猫角色，然后设计自己想要的角色。

（3）点击“绘制新角色”新增角色。

（4）在弹出的“绘图编辑器”内画一个新角色。

（5）点击“复制”，然后点击“编辑”，在“绘图编辑器”里修改角色的形状，完成下一个造型。以此类推，完成多个造型的设计。

（6）尝试角色变换不同造型。

（7）保存作品，并提交。

2、学生创作

师巡视并指导。

3、全班交流作品

4、全班总结。

4.1教学效果分析与反思

结合Jonathan创造力的课堂观察标准进行学生的创造力和解决问题能力进行分析，发现学生在创意度和灵活性都有所提高，但整体思路还是比较接近，在流畅度上仍然比较依赖教师的引导。抽象能力和研究能力上有所提高，但仍只是处于在教师引导的基础上的提高，并没有形成更主动的问题解决能力。

4.2教学活动的改进

基于以上问题，我们对教学活动进行了改进。一是在“知识创造阶段”中的模仿创作环节，给予学生更多的操作时间，只有基本功扎实了，才能有创新。二是给予更多对作品的师生评价和生生评价时间。只有在合作探討中，才会迸发出更多的思路，才能深刻理解知识，进而提高创造力和解决问题能力。

五、实验结果

研发的适合X校的基于创客图形化编程的校本课程体系并开展了一学年之后，我们发现学生的Scratch编程能力有明显的提高，学生学会在交流中提高自己分析问题和解决问题的能力，并提高了创造力。因此我们可初步得出以下结论：（1）该课程体系有助于提高小学生的编程能力;（2）该课程体系有助于提高小学生的对编程的兴趣;（3）该课程体系有助于提高小学生的解决问题能力;（4）该课程体系有助于提高小学生的创新能力。综上所述，通过本课程的设计，激发了学生的学习兴趣，给学生创造条件，让学生可以通过课程实现自己的创意，提高学生的创新能力的一种教育。

参考文献：

[1]张艳丽，庄天宝.小学创客教育的实践模式研究[A].第十五届教育技术国际论坛论文集[C]长春：东北师范大学音像出版社.2016：46-52

金课题：教育部福建师范大学基础教育课程研究中心2019年度开放课题《基于创客图形化编程的小学校本课程实践探究》（KCX-2019077）。