Steam理念下小学图形化编程教学模式的设计与应用

Steam理念下小学图形化编程教学模式的设计与应用

朱继伟

内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区铁路第二小学  内蒙古自治区  呼伦贝尔市  021000

摘要：图形编程语言是一门新兴的学习内容，也是一门综合性很强的学科。这与Steam教育融合了科学技术、设计美学、数理逻辑问题和程序设计的教育理念相契合。STEAM教育理念强调打破学科界限，培养学生运用多学科解决实际问题，更有利于培养综合型人才。因此，本文试图将图形编程语言与STEAM教育理念相结合，增强学生的学习兴趣，从而培养他们应用多学科解决问题的能力，最终发展成为综合型人才。

关键词：Steam教育；小学教学设计；图形化编程语言

1小学信息技术图形化编程教育应用研究现状

图形编程语言最早是由美国科学家提出的。通过研究文献发现，国外研究最多的软件是麻省理工学院2007年5月开发的腾讯创意实验室编程软件。2014年，腾讯创意实验室团队发布了“创意计算课程指南”。接着，各国开始拓展。以色列发明了Code Monkey儿童编程学习平台，该平台将游戏与儿童编程连接起来，允许学习者使用Coffee Script语言在平台上创建游戏，让儿童循序渐进地学习编程。用于编程学习平台。法国开发了Codin游戏平台，每个练习环节都与游戏密切相关，让学习者在完成关卡后立即获得反馈并获得相应的奖励，可以提高学生的学习热情。在韩国，小学课程的目标之一是使用Scratch软件培养多才多艺的孩子，并致力于培养“全球创意人才”。目前，国内对图形编程平台的研究很多，老师们从腾讯创意实验室平台开始探索创新的教学模式、教学实践探索等。尽管腾讯创意实验室编程软件上有很多研究人员，创意实验室编程软件在中国逐渐流行起来，并进入了许多学校的信息技术课堂。例如，在长春地区，已有200多所学校进行了编程教学。创意实验室编程软件是为零基础儿童开发的图形编程软件。

2基于腾讯创意实验室的小学编程教学模式设计

教学模式是在一定的教学或学习理论指导下，在一定的学习环境中进行的教学活动过程的一种稳定的结构形式。它是在一定的教学理论基础上建立起来的进行教学活动的方法体系和相对稳定的教学活动框架和程序。根据小学生的学习特点，分析了腾讯创意实验室程序设计教学的现状，在建构主义学习理论和杜威“边做边学”思想的指导下，构建了小学信息技术程序设计教学中的腾讯创意实验室模式。这种教学模式从教师和学生的课前、课内和课后活动开始。老师安排真实的课堂学习活动，学生根据解决问题的思路逐步完成每个环节。教师和学生之间的互动贯穿整个过程。

2.1教师课前准备

（1） 确定教学任务。由于缺乏标准化的教材可供参考，教师只能根据自己的经验和学生情况在网上搜索合适的案例，或者参考其他省市出版的腾讯创意实验室编程书籍，为学生确定合适的案例。通过分析学生不同水平的熟练程度，教师可以分配不同难度的学习任务。

（2） 创建程序示例。程序示例必须平衡复习和学习新知识的功能，包括学生已经使用的模块和添加新模块。教师创造的例子可以作为学生的参考，因此有必要考虑不同学生的学习情况，创造不同层次的案例。简单的案例可以作为日常任务的示范，而有多余精力的学生可以参考稍微更具挑战性的任务。

2.2教师课堂活动

（1）情境创设。教师根据程序范例创设符合主题的教学情境，在教学正式开始前调动学生的学习兴趣。

（2）提出任务。教师提出教学任务比如一个大多数人都玩过的游戏，引导小组分析确定游戏规则，每个小组可以根据自己的兴趣确定不同的游戏规则。然后根据规则确定这个游戏中有哪些必须角色。

（3）引导学生探究.教师引导学生分析任务中每个角色的动作，通过绘制编程流程图理清思路。如下图1所示。

（4） 案例论证和难点讲解。当学生接触到一个新的游戏脚本时，其中一些脚本可能会有困难，尤其是当游戏中出现新的功能模块时。教师需要解释新模块的功能，并提供示例来说明其应用场景。在检查和指导过程中，教师关注潜在的学生，根据他们存在的问题提供指导，并将他们的作品作为学生示例展示，以分享他们的编程过程。其他学生观察例子中的人物，以及每个人物的动作和互动。在这个过程中，它将促进学生具有更高的能力，其他学生也有榜样可供参考。

（5） 提出新问题，引导学生发散思维。在解释了难点之后，老师提出了一个问题：除了基本角色之外，游戏中还可以添加哪些辅助角色，如反派？可以根据经验和兴趣在组内添加新角色，并可以为角色设计动作和脚本。

图1程序分析流程图

Figure 1 Flow chart of the program analysis

2.3学生课堂活动

（1） 探索性学习基础编程。学生根据流程图导入所需的角色和背景，根据经验为每个角色编写基本脚本，并根据自己的能力探索新的构建块。

（2） 运行并优化执行程序。学生注意老师讲解的困难任务，观察和演示示例，理解示例。在老师的演讲后，小组分析了困难的功能脚本和头脑风暴，试图构建实现这些功能的模块。听取老师的指导，反思你写的脚本，重新编程，并检查是否实现了必要的功能。你能在此基础上优化程序吗。

2.4课后活动

（1） 教学反思。在课堂上，观察学生绘制流程图和编程流程，询问学生遇到的困难，并总结他们对困难脚本的理解和使用。观察小组的合作，并引导小组所有成员加入讨论，形成问题的解决方案。识别学生绘制流程图的编程过程中的亮点和创新，并总结不同解决方案的结果。（2） 设计复习计划。根据学生的反馈和从复习学生作品中获得的反馈，设计解决学生知识漏洞的任务。

3 Steam理念下小学图形化编程教学模式创意课例设计应用

3.1设计内容

基于腾讯创意实验室编程的实践教学原则，我们对某学校的具体课程设计进行了详细的分析。秉承Steam教育理念，基于跨学科、跨资源整合，老师带领学生设计了“小花匠”创新活动。整体作品是“种花”迷你游戏，以一个普通的农场为背景，设置了围栏、木屋、种花女孩、装饰性木桶、工具和杂草。从整体背景的角度，还原了学生日常生活中常见的园林状态。在“小女孩”的旁边，将展示各种有关种花的信息。学生只需点击各种名称并将其移动到种植坑即可完成种植行为。在屏幕上，设计了一个音乐播放模块——“小绿旗”，点击后可以自动播放背景音乐。

3.2设计思路分析

首先，将学生生活中常见的花朵以及种植的行为转移到游戏中，使得作品以及整体的设计流程本身就有一定的趣味性特点，有助于吸引学生的注意力。其次，整部作品既包含了最基本的耕种知识，也传达出了一种关爱自然的理念与情感，各个单元之间的结合也有一定的逻辑性，更重要的是，老师用“种花”——“中华”的谐音，描绘出了一幅“爱家乡就等于爱国家”的思想情境。同时，腾讯创意实验室作品效果实现了语块组建，在此基础上，学生还可以通过“移花接木”的方法来实现其他的功能。该设计体系充分发挥了Steam教育理念下的多学科和多资源整合的作用，为学生创造了一个符合生活情境的游戏主题，各种行为和相关模块的组合，并激发了学生的创新能力和互动意识。例如，有的同学在这款游戏中做了一个“互动”的功能，在每个“花朵”上按一下，就会出现各种声音效果，以及各种动态。这又进一步丰富了游戏活动和编程活动的内容，同时也充分体现了学生的创新思维理念。

3.3教学实践与引导

首先，在课堂上，老师向学生解释最基本的腾讯创意实验室操作过程和相关技能。然后，老师向学生提出“花卉和花园”等相关主题，让他们在软件中找到与这些主题相关的基本模块。他们还想象花园里会出现什么东西，会有什么功能，以及如何使用团队合作。每个小组为花园构建一个计划，通过相互交流进一步丰富内容。接下来，指导学生动手编程，并在编程过程中注意指导。大多数小学生的逻辑思维过程相对简单，比如“园艺、浇水、施肥”。教师可以依靠学生自己的思维过程进行指导，如“花园——光合作用——花朵凋谢——浇水”。这种扩展的指导方法可以将一些细节融入学生的设计中，逐渐填补学生自己的思维空白。从形式上讲，它还从原始的直观现象中提取了逻辑，并将自然科学现象和相关的主观思想融合在一起，这可以进一步丰富编程的内容。同时，学生还可以独立探索和学习，独立解决问题，培养独立学习的意识和能力。学生们上台展示他们的创意作品，分享他们的想法，并学会表达和分享。

4结语

综上，本文着重探讨Steam教学理论的跨学科整合和创新思想，运用这些理论体系解决日常生活中的常见问题，通过学科整合增强问题的实用性，丰富问题情境，提高学生的综合能力。同时，进一步丰富了图形编程教学的内容，实现了思维的拓展，提高了教学效率，有助于学生的全面发展。

参考文献：

[1]聂婷. 小学信息技术“图形化编程”学习活动设计及实践研究[D].内蒙古师范大学,2022.

[2]潘小燕. 基于腾讯创意实验室探讨小学信息技术教学策略探究[C]//.[出版者不详],2021:670-673.