《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識和綜合能力的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。信息科技課程更適合整合多種學(xué)科的知識方法，制作出具有自動感應(yīng)、遙控廣播等智能效果的創(chuàng)客作品，對學(xué)生計算思維的養(yǎng)成，信息意識的提升，動手創(chuàng)新、解決問題、交流合作等綜合能力的培養(yǎng)具有實(shí)際價值[1]。

圖形化編程課程的基本情況

圖形化編程契合教育信息化時代下多種教育理念，是計算機(jī)科學(xué)知識體系中有助于理解計算機(jī)原理、邏輯等非常重要的組成部分。其把計算機(jī)語言直觀化、簡易化、趣味化，可以非常順暢地供低幼階段的學(xué)生學(xué)習(xí)。圖形化編程自誕生以來，晦澀難懂的計算機(jī)編程語言以圖形化、游戲化、模塊化的教學(xué)內(nèi)容快速地滲透到學(xué)校的信息科技課程中。

圖形化編程軟件種類繁多，如Scratch 基礎(chǔ)創(chuàng)意編程、LEGO MINDSTORMS NXT、Mind+編程軟件、編程貓、Mixly等都是比較好的圖形化編程平臺。這其中擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)青少年編程軟件，支持Arduino、Micro：bit、掌控板等各種開源硬件，兼容Scratch3.0，支持AI與IoT功能，還可以使用Python、C語言、C++等高級編程語言，讓大家輕松體驗(yàn)創(chuàng)造的樂趣，只需要拖動圖形化程序塊即可完成編程的Mind+成為我們的首選。

智能創(chuàng)客教育的發(fā)展和應(yīng)用

創(chuàng)客教育一詞來源于“Maker Education”，是一種融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五大學(xué)科領(lǐng)域的完整的教學(xué)體系。創(chuàng)客教育的核心教育理念是通過動手實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究力和創(chuàng)造力。而智能創(chuàng)客教育除了要具備上述的教學(xué)內(nèi)容，還要充分體現(xiàn)與計算機(jī)程序及具有輸入輸出功能的電子元件緊密相關(guān)的作品設(shè)計[2]。

創(chuàng)客教育曾多以數(shù)學(xué)、勞動、美術(shù)課程為主要開展陣地，能夠產(chǎn)出一些創(chuàng)意作品，但不能突出智能設(shè)計的功能。我們經(jīng)過兩個學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，以信息科技課程編程為基礎(chǔ)，通過多種教學(xué)方式和豐富的教學(xué)資源，運(yùn)用開源軟硬件相結(jié)合的方案，開展智能創(chuàng)客教學(xué)，在智能創(chuàng)意作品方面取得了顯著成績。

圖形化編程與創(chuàng)客教育實(shí)施方案

1.教學(xué)內(nèi)容的選擇

（1）課內(nèi)知識體系。學(xué)生應(yīng)用Micro：bit造物粒子套盒中的傳感器和電子元件積木，學(xué)習(xí)制作聲控?zé)?、溫度感?yīng)風(fēng)扇、自動門、人體感應(yīng)、遠(yuǎn)程遙開關(guān)設(shè)施等智能家居設(shè)計（圖1）。

（2）課外社團(tuán)實(shí)施設(shè)計。為了擴(kuò)大智能創(chuàng)客教育的輻射面，全面提升學(xué)生信息素養(yǎng)，我們在小學(xué)低、中、高三個學(xué)段開展不同類別的圖形化編程社團(tuán)類課程。低段年級開展卡牌AR編程課程；中段年級開展樂高機(jī)器人EV3、編程遙控機(jī)器人等課程；高段年級開展Arduino單片機(jī)編程和三維編程設(shè)計等課程，讓對計算機(jī)領(lǐng)域有興趣且學(xué)有余力的學(xué)生有充分的在校學(xué)習(xí)空間來進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)。

學(xué)生通過信息科技課程學(xué)習(xí)與社團(tuán)實(shí)踐活動相結(jié)合的方式，有效提升了思維水平。學(xué)校學(xué)生近一年來在教委組織的國家級、市區(qū)級智能創(chuàng)意作品及科技創(chuàng)新類比賽中取得優(yōu)異成績。

2.教學(xué)模式的設(shè)計創(chuàng)新

近年來，隨著科技迅猛發(fā)展，學(xué)生可以感受到生活中的智能家電越來越普及，帶來了很多生活方式的革新。這些智能家居設(shè)備的工作原理也引起學(xué)生的廣泛關(guān)注。如聲控?zé)?、運(yùn)動感應(yīng)燈、溫度感應(yīng)電風(fēng)扇、語音識別、人臉識別等技術(shù)，學(xué)生學(xué)習(xí)過的電子元件都可以實(shí)現(xiàn)，用傳感器來模仿人的視覺、觸覺、聽覺等多方面感官；用無線廣播系統(tǒng)、聲音識別系統(tǒng)都可以作為開啟電子設(shè)備的開關(guān)。用程序來指揮電子元件從而參與智能家居的設(shè)計，讓學(xué)生感受自己距離人工智能越來越近，也給他們提供發(fā)揮想象力的空間。

學(xué)生在參與探究的過程中，由智能家居的一種功能問題入手，如人體感應(yīng)燈。教師先提出問題：家里衛(wèi)生間的燈，在黑天的時候，如果摸索開關(guān)非常麻煩，是否可以設(shè)計為“當(dāng)感受到有人來時，燈自動被點(diǎn)亮”。學(xué)生模擬感應(yīng)裝置，并討論其屬于數(shù)字輸入還是模擬輸入，經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)—探究—設(shè)計作品—動手制作—編寫程序—測試—修改優(yōu)化—最終完成”的過程。在這一過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，分工解決問題，最終完成作品。

基于圖形化編程的智能創(chuàng)客教學(xué)課程案例

在整個教學(xué)活動過程中，學(xué)生和教師互相配合，教師全面了解、準(zhǔn)確把握學(xué)生學(xué)情及學(xué)習(xí)需求，學(xué)生能在獲得自主實(shí)踐空間、個性化教學(xué)指導(dǎo)及可持續(xù)成長空間，從而全面提高課堂教學(xué)質(zhì)量[3]。如六年級信息科技課程“生活中的傳感器應(yīng)用——設(shè)計智能家居”一課，教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能夠理解模擬人感官的傳感器模塊的應(yīng)用，可以根據(jù)智能家居的需求編寫相應(yīng)的程序并實(shí)現(xiàn)自動啟用的相應(yīng)效果。具體項(xiàng)目要求如圖2所示。

在課堂上，學(xué)生分小組提出問題、討論交流，一起探討，找到解決問題的思路，并合作實(shí)施，完成團(tuán)隊(duì)寫作，所有的學(xué)生都能有所收獲。學(xué)生一起完成連接傳感器與Micro：bit主板，并且編寫程序調(diào)試，一步一步地實(shí)現(xiàn)智能家居的效果。上述四個項(xiàng)目由淺入深、層層遞進(jìn)，對學(xué)生的實(shí)際操作技能有進(jìn)階式訓(xùn)練。

圖形化編程與創(chuàng)客教學(xué)的效果與評價

一是課堂教學(xué)活動實(shí)現(xiàn)全面參與。結(jié)合智能創(chuàng)客作品完成的結(jié)果看，學(xué)校六年級學(xué)生參與信息科技課堂教學(xué)活動的積極性大幅提升，表明新型教學(xué)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容能更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。二是對所學(xué)知識的實(shí)踐應(yīng)用能力?；趧?chuàng)客教育理念的智慧課堂教學(xué)方式不僅能幫助學(xué)生更好地理解學(xué)科知識，還能讓學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力都得到同步提升。

通過開展創(chuàng)客教育活動，我們對目前學(xué)生的發(fā)展情況有了更加深入的了解，并在一線積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后的教學(xué)設(shè)計和創(chuàng)客教育推廣提供了有益的參考。

參考文獻(xiàn)

中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：4-11.

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羅化瑜，瞿強(qiáng). STEAM 教育理念下編程教學(xué)實(shí)施策略研究：以“救援英雄”編程課為例[J]. 創(chuàng)新人才教育，2018（4）： 62-66.

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作者單位：北京市石景山區(qū)古城第二小學(xué) 北京教育學(xué)院石景山分院