基于計(jì)算思維的AppInventor課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的研究●課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的架構(gòu)基于AppInventor程序設(shè)計(jì)教學(xué)的基本特點(diǎn)，構(gòu)建基于計(jì)算思維的AppInventor程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，主要分為五大環(huán)節(jié)（如圖1）。該模式融合了教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)、學(xué)生思維，將課堂分為五大板塊：第一個(gè)板塊是創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生分析、解決問題的意識(shí);第二個(gè)板塊是對(duì)問題進(jìn)行抽象與分解，將大任務(wù)分解為一個(gè)個(gè)小任務(wù)，在用自然語言描述的基礎(chǔ)上，能用算法形式來繪制流程圖，培養(yǎng)學(xué)生的分解、抽象思維，形成算法思維;第三個(gè)板塊是提出解決方案，用模塊化的方式，抽象為AppInventor代碼語塊來解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維與邏輯思維;第四個(gè)板塊是實(shí)踐解決方案，驗(yàn)證其正確性，通過實(shí)踐驗(yàn)證、交流分享的循環(huán)模式，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維;最后一個(gè)板塊是展示分享，總結(jié)歸納，延伸課堂，在師生交流中產(chǎn)生新的設(shè)想，培養(yǎng)學(xué)生的迭代思維?！裾n堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的實(shí)施1.提出問題基于計(jì)算思維的AppInventor程序設(shè)計(jì)教學(xué)首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的深度思考，引出學(xué)習(xí)需求。結(jié)合學(xué)生的生活與學(xué)習(xí)實(shí)際，圍繞問題創(chuàng)設(shè)情境，提出本課所要解決的問題，引發(fā)學(xué)生的思考與討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其對(duì)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)能夠?qū)W以致用。以《美麗校園》案例為例，課堂伊始創(chuàng)設(shè)問題情境：春天來了，校園里春意盎然，特別美麗，你想用什么辦法來記錄與展現(xiàn)這校園春色呢？問題一經(jīng)拋出，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很多想法，例如，有學(xué)生會(huì)提出可以通過手機(jī)來拍攝照片或視頻，有學(xué)生會(huì)提出可以利用這些素材通過信息技術(shù)來設(shè)計(jì)各種各樣的展示作品，也有學(xué)生會(huì)提出運(yùn)用正在學(xué)習(xí)的安卓APP程序設(shè)計(jì)平臺(tái)為美麗校園設(shè)計(jì)APP。2.分析問題當(dāng)學(xué)生提出問題后，要立足學(xué)生思維發(fā)展，從不同角度、不同層面引導(dǎo)學(xué)生思考與分析，以問題解決為核心，培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力。課堂上引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算機(jī)的方式去思考，將大任務(wù)通過抽象與分析，變成一個(gè)個(gè)小任務(wù)，并運(yùn)用算法思維，引導(dǎo)學(xué)生用流程圖的方式來分解，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，培養(yǎng)他們的抽象思維與算法思維。在《美麗校園》案例中，要展示比較多的照片，可以通過用戶來進(jìn)行控制，那么可以設(shè)計(jì)怎樣的APP呢？這里要解決的問題如下：如何實(shí)現(xiàn)照片切換的功能？切換到照片的最后一張?jiān)撛趺刺幚?？學(xué)生會(huì)提出可以通過按鈕來進(jìn)行切換，可以使用上一張、下一張的方式來進(jìn)行切換，切換到最后一張照片后重新回到第一張。提出了這一想法，就會(huì)產(chǎn)生新的問題：這些照片通過什么方式來按序切換呢？這就引出了變量的運(yùn)用。功能分析后，讓學(xué)生用計(jì)算機(jī)的方式來思考，將問題通過算法思維來進(jìn)行表述，也就是如圖2、圖3所示的流程圖。3.設(shè)計(jì)方案通過流程圖的繪制與分析，學(xué)生已經(jīng)有了解決實(shí)際問題的初步方案，那么如何通過AppInventor平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)呢？這就需要經(jīng)歷一個(gè)界面設(shè)計(jì)、組件屬性設(shè)置、邏輯設(shè)計(jì)的完整方案的設(shè)計(jì)過程。通過組件的選擇、功能的描述、代碼的選擇，實(shí)現(xiàn)模塊化的思考，將問題抽象為AppInventor代碼塊來解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的算法思維與邏輯思維。在《美麗校園》案例中，方案設(shè)計(jì)過程如下。①界面設(shè)計(jì)。界面設(shè)計(jì)如下頁圖4所示，在該APP中，需要添加五個(gè)按鈕組件、一個(gè)標(biāo)簽組件、一個(gè)圖像組件。其中，有四個(gè)按鈕組件進(jìn)行了表格布局，因此在添加這四個(gè)按鈕組件之前，需要添加表格布局組件。②組件屬性設(shè)置。每一個(gè)組件都有其特有的屬性，在組件添加完畢后，通過“組件屬性”面板，根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行組件屬性的設(shè)置與修改。③邏輯設(shè)計(jì)。完成了界面設(shè)計(jì)后，就要通過編寫代碼來實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)擊按鈕顯示圖片”的功能。單擊“邏輯設(shè)計(jì)”按鈕切換到程序設(shè)計(jì)視圖進(jìn)行代碼編寫，選擇合適的代碼來實(shí)現(xiàn)。4.解決問題學(xué)生在經(jīng)歷了一個(gè)提出問題、分析問題與設(shè)計(jì)方案的過程后，已經(jīng)將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，將實(shí)際問題抽象為自然語言，并通過算法思維將問題通過流程圖的方式表達(dá)出來，在設(shè)計(jì)方案的時(shí)候能將AppInventor中模塊化的思想融合其中。在此基礎(chǔ)上在AppInventor中進(jìn)行實(shí)踐，通過模擬器或AI伴侶進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，在實(shí)踐驗(yàn)證、師生交流、修改優(yōu)化的循環(huán)模式中培養(yǎng)學(xué)生的批判思維。在代碼編寫的過程中，學(xué)生不斷去調(diào)試與優(yōu)化，特別是在學(xué)生展示、師生交流中，不斷發(fā)散學(xué)生思維，通過多種思路來解決問題，在多種思路的對(duì)比驗(yàn)證中，引導(dǎo)學(xué)生不斷產(chǎn)生批判性思維，優(yōu)化程序代碼，找到最佳路徑。5.反思迭代問題解決后，讓學(xué)生來分享與展示，說一說在程序設(shè)計(jì)過程中碰到的問題以及解決的方法。教師引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生新的想法與創(chuàng)意，通過迭代思維升級(jí)APP，再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考如下問題：如何來實(shí)現(xiàn)這些功能？需要解決哪些問題？還需要添加哪些組件？運(yùn)用哪些代碼模塊來實(shí)現(xiàn)？提出新的設(shè)想后，讓學(xué)生帶著自己的思考，沿著分析問題、設(shè)計(jì)方案、解決問題、反思迭代的一般過程，進(jìn)一步升級(jí)APP，培養(yǎng)他們的迭代思維