李 譽(yù)

（廣東省珠海市第九中學(xué)，廣東 珠海 519000）

一、引言

國(guó)務(wù)院在2017年印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)要實(shí)施全民智能教育的項(xiàng)目，在中小學(xué)義務(wù)教育階段設(shè)置相關(guān)的人工智能課程，逐步推廣編程教育，鼓勵(lì)社會(huì)力量參與到編程軟件的開發(fā)和推廣[1]。自該規(guī)劃發(fā)布以來，人工智能基礎(chǔ)的教育教學(xué)逐步向中小學(xué)普及，不少地區(qū)把App Inventor程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容列入初、高中的信息技術(shù)教材中，旨在培養(yǎng)學(xué)生信息核心素養(yǎng)。本文引入App Inventor平臺(tái)，提出基于問題式學(xué)習(xí)的初中App Inventor課程開發(fā)方案，通過設(shè)置問題式教學(xué)案例，以期為初中信息技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力提供參考。

二、相關(guān)概念

（一）基于問題式學(xué)習(xí)

基于問題式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）是近年來受到教育界廣泛重視的一種教學(xué)方式，它的核心是強(qiáng)調(diào)把教學(xué)設(shè)置到復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題情境中，學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)的方式解決復(fù)雜真實(shí)的現(xiàn)實(shí)問題，從而探究問題背后的學(xué)科知識(shí)，使學(xué)生打下扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)、建構(gòu)起靈活的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、形成有效的問題解決技能、發(fā)展自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的技能、成為有效的合作者并培養(yǎng)學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)[2]。

（二）App Inventor

App Inventor是一個(gè)完全在線開發(fā)的Android編程環(huán)境，它將枯燥的編程變成積木式的拼圖，它還提供了非常豐富的傳感器模塊，學(xué)生可在短時(shí)間開發(fā)強(qiáng)大的安卓應(yīng)用，使手機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)變得簡(jiǎn)單而有趣，非常適合初中生編程零基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)。App制作的教學(xué)設(shè)備要求比較簡(jiǎn)單，學(xué)生只需一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦就可以開發(fā)手機(jī)應(yīng)用程序，可以通過AI2伴侶模擬作品的效果，在線調(diào)試。

筆者基于上述情況，結(jié)合所在學(xué)校狀況，開設(shè)了一門初中App Inventor課程。課程從本地文化特色入手，結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際，以淺顯易懂、層層遞進(jìn)的案例引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)的知識(shí)和技能，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力。

三、基于PBL的初中App Inventor課程開發(fā)

（一）課程目標(biāo)的設(shè)計(jì)

通過課程的開發(fā)與實(shí)施，構(gòu)建適合本地區(qū)、本學(xué)校教學(xué)實(shí)際的理論體系，豐富教學(xué)資源；促進(jìn)教師教育觀和課程觀的更新，改善本校的課程結(jié)構(gòu)，結(jié)合本校的教育資源，不斷完善和豐富課程。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的大背景下，基于App Inventor進(jìn)行圖形化編程教學(xué)，面向編程基礎(chǔ)比較薄弱甚至是零基礎(chǔ)的學(xué)生，利用問題式學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生在探究現(xiàn)實(shí)世界和解決真實(shí)問題的過程中，使其具備開發(fā)安卓應(yīng)用的能力，并在學(xué)習(xí)過程中注重培養(yǎng)解決問題的能力。

在深入分析了問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式與信息技術(shù)核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)后，為課程《奇妙的珠海之旅》制定了三維培養(yǎng)目標(biāo)。一是學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)，以編程軟件為載體，制定明確的知識(shí)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)。二是本地文化素養(yǎng)培養(yǎng)，以珠海本地文化特色為主題，制定文化培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)文化的理解、對(duì)文化的認(rèn)同和對(duì)文化的踐行素養(yǎng)。三是學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)。例如，課程第四章“漁女傳說”的三維培養(yǎng)目標(biāo)：1．學(xué)科知識(shí)目標(biāo)：學(xué)會(huì)畫布、圖像精靈、計(jì)時(shí)器組件的使用；掌握定義和調(diào)用定義程序；基于用戶體驗(yàn)角度來考慮應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。2．文化知識(shí)目標(biāo)：珠海漁女是珠海市的象征，通過了解珠海漁女的傳說，加深對(duì)珠海的認(rèn)識(shí)；創(chuàng)意編寫程序向世人展示珠海獨(dú)特的文化內(nèi)涵；通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布“漁女傳說”程序，交流心得、實(shí)地研學(xué)等形式宣揚(yáng)珠海的文化名片。3．能力目標(biāo)：通過真實(shí)的問題情境，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

（二）目錄框架的設(shè)計(jì)

課程目錄是課程內(nèi)容的梗概，是全書的骨架，包含了課程的篇章結(jié)構(gòu)、知識(shí)歸類以及知識(shí)體系等課程內(nèi)容[3]。在確定課程目錄框架時(shí)，我們主要遵循課程內(nèi)容的系統(tǒng)性、呈現(xiàn)性和實(shí)施性三個(gè)原則。

根據(jù)以上三個(gè)原則，確定本課程目錄框架為：從“珠?！钡奶厣幕托畔⒓夹g(shù)學(xué)科知識(shí)模塊兩個(gè)方面來劃分知識(shí)章節(jié)內(nèi)容，由形象到抽象，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的循序漸進(jìn)方式，分為“一鍵啟程”“召喚伙伴”“珠海之聲”“漁女傳說”“游覽長(zhǎng)隆”“參觀航展”“候鳥家園”“賞花足記”和“綜合設(shè)計(jì)”共九章，每一章一個(gè)主題約兩個(gè)課時(shí)，共計(jì)18 節(jié)內(nèi)容。

（三）課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

我們遵循“由形象到抽象，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜”的原則來設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，著重引導(dǎo)學(xué)生注重本地文化特色的引入，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，熱愛家鄉(xiāng)，培養(yǎng)家國(guó)情懷。

課程內(nèi)容運(yùn)用問題式教學(xué)法（PBL）進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)獨(dú)立成章，而每個(gè)章節(jié)間又有組件相聯(lián)系，設(shè)計(jì)真實(shí)問題的教學(xué)情境從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生形成主動(dòng)學(xué)習(xí)及思考的能力[4]。設(shè)計(jì)案例時(shí)需結(jié)合學(xué)生的年齡特點(diǎn)，選取他們感興趣的主題，同時(shí)選取一些跨學(xué)科的學(xué)習(xí)主題，如游覽長(zhǎng)?。尤胗⒄Z中動(dòng)物的單詞學(xué)習(xí)）、候鳥家園（加入地理的經(jīng)緯度知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)），真正實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的整合，體現(xiàn)“雙價(jià)值”。

根據(jù)問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式特點(diǎn)，課程環(huán)節(jié)含有6個(gè)欄目：一是創(chuàng)設(shè)情境、提出問題：主題名稱、相關(guān)圖片、情景導(dǎo)語；二是界定問題，分析問題和組織分工：明確本章學(xué)習(xí)的探究問題、列出目標(biāo)，劃分小組；三是探究、解決問題：探究知識(shí)技能，理解其應(yīng)用；四是展示結(jié)果、成果匯總：同伴交流、作品展示；五是評(píng)價(jià)、反饋：小組自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)與反思；六是拓展延伸：知識(shí)拓展、文化探索、實(shí)地考察等。

（四）課程資源的設(shè)計(jì)

根據(jù)問題式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，以學(xué)習(xí)者為中心，在開發(fā)課程資源的過程中，提供多種教學(xué)資源供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教學(xué)資源主要包括素材資源、范例資源、微視頻教程資源和圖文資源。其中素材資源是學(xué)生在創(chuàng)作作品時(shí)需要的創(chuàng)作素材；范例資源是指與課程范例相關(guān)的源文件；微視頻教程資源是教程的微視頻，學(xué)生可以通過點(diǎn)播、回放視頻開展自主學(xué)習(xí)；圖文資源是與該課程相關(guān)的圖文介紹、學(xué)習(xí)任務(wù)單等素材。

（五）課程評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)方案由三個(gè)部分綜合考量。其中小組自評(píng)占比為30%，小組互評(píng)占比為30%，教師對(duì)小組的評(píng)價(jià)占比為40%。第一部分，由小組成員對(duì)同組成員的學(xué)習(xí)活動(dòng)作出評(píng)價(jià)；第二部分，各個(gè)小組之間對(duì)小組的最終作品作出評(píng)價(jià)。最終作品設(shè)計(jì)要求從學(xué)習(xí)、生活實(shí)際出發(fā)，完成一款移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，主要從項(xiàng)目創(chuàng)意、界面設(shè)計(jì)、實(shí)用價(jià)值、技術(shù)難度、演示答辯五個(gè)維度進(jìn)行打分。第三部分，由教師綜合小組的整體情況作出評(píng)價(jià)。

四、課程實(shí)施

筆者于2016年首次在學(xué)校面向初一年級(jí)學(xué)生開設(shè)App Inventor常規(guī)課程，每周1課時(shí)，共18周18課時(shí)。2017年面向興趣較強(qiáng)的初二年級(jí)學(xué)生開設(shè)AI編程社團(tuán)，每周1課時(shí)，共16周16課時(shí)。課程結(jié)束后，通過對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與滿意程度進(jìn)行問卷調(diào)查與訪談，分析應(yīng)用效果。

本次問卷調(diào)查隨機(jī)抽取學(xué)生50人，其中初一學(xué)生30人，初二學(xué)生20人。調(diào)查結(jié)果顯示，98%的學(xué)生喜歡學(xué)校開設(shè)的課程內(nèi)容；93%的學(xué)生對(duì)課程欄目表示滿意；84%的學(xué)生表示對(duì)課程資源的豐富性比較滿意；75%的學(xué)生表示通過課程的學(xué)習(xí)，能使用所學(xué)的知識(shí)技能解決生活中遇到的問題，可以制作如旅游記事本App、英語單詞練習(xí)App、成語接龍App等等。同時(shí)，隨機(jī)抽取兩名學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的課程訪談，根據(jù)訪談的情況，分析如下：

（一）學(xué)生對(duì)課程教學(xué)活動(dòng)表示滿意。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容以珠海本地特色文化為切入點(diǎn)，以制作珠海本地特色的App為主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將問題解決與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)整合，課程由淺入深實(shí)施，有利于深入理解和掌握相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而引導(dǎo)學(xué)生讓想象變成現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

（二）學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，逐漸形成小組合作的高效學(xué)習(xí)模式，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式，提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力。在探究解決問題的過程中，激發(fā)其好奇心和求知欲，從而積極、有效地在設(shè)計(jì)活動(dòng)中建構(gòu)技術(shù)知識(shí)，形成問題解決的能力。

（三）學(xué)生通過展示結(jié)果、成果匯總、評(píng)價(jià)和反饋，生成學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并逐步形成科學(xué)理念。在課程實(shí)踐過程中，開拓比賽出口，通過以賽促學(xué)，以賽促教，為學(xué)生提供更廣闊的實(shí)踐空間，形成良性循環(huán)從而反哺課程，助力師生共成長(zhǎng)。

五、結(jié)語

基于PBL的初中App Inventor課程，在學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的安卓編程技術(shù)的同時(shí)，讓更多學(xué)生感受到自主學(xué)習(xí)的樂趣，在合作中獲得成就感，還能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

總之，基于PBL初中App Inventor程序設(shè)計(jì)的課堂實(shí)施過程中，要以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以問題為導(dǎo)向，在學(xué)習(xí)的過程中，教師應(yīng)結(jié)合本地文化特色和學(xué)生實(shí)際制定課程實(shí)施及評(píng)價(jià)方案。在程序設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中，讓學(xué)生具備問題解決能力、協(xié)作能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為將來成為創(chuàng)新型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。