STEAM项目可视化编程学习

1.适合对象：高一年级学生

高中生的意志力和自我意识增强，思维具有一定的批判性，更少地迷信权威，喜欢讨论和质疑，逐步发展反省、创新、自我调控的能力。Scratch 创意编程开展项目学习，通过线上、线下双重活动提升学生的创造能力、合作能力等。创编活动综合了抽象建模和设计实现，软件设计结合多种外接硬件设备（picoboard、labplus乐动模块、makeblock、stem教育机器人等），将虚拟世界与现实世界连接起来，实现想象→创造→实验→分享→反思→再想象的过程。在个性发展的基础上，学生在项目活动中结合其兴趣、已有经验等来增强对复杂事物和联系的理解力。既有个性创意，又有团队合作，发展计算思维，提升学生的信息素养和创新能力。

2.课时安排

以一个学年为教学周期，约安排50 课时。预留STEAM 项目可视化创意编程学习体系的多方向外延拓展与进阶接口，支持后续进一步深化学习。

3.课程实施的主要策略

（1）采用Scratch 工作坊教学开展项目学习，采用科学探究的方法和工程设计的流程，培养创新型人才。工作坊教学采用团队合作、实践体验的形式，在最近发展区建构学习。在工作坊教学中，主题讨论、实践协作和经验分享三个环节有机结合在一起（图4-23），诊断问题，总结解决方案，在此基础上积淀反思，形成一种良性循环。教师作为工作坊的一员，是学习的引导者、参与者，在师生互动中共同开展项目学习。小组成员根据选择的具体项目和问题，分析、设计、实施、检验、分享、评价、完成和交流作品。

图4-23　工作坊教学示意图

（2）根据学生的现状分析创设“思考的阶梯”，注重教学的弹性预设、动态生成。Scratch 趣味编程活动根据学生的现状分析和发展创新思维的规律设置“思考的阶梯”，分为范例研习、情境引导和自主创造，按创意形成、创造实践、创业拓展三个阶段开展创新活动，三个阶段由浅入深，由全命题到半命题最终培养学生自主产生创意。教师启发学生从多角度思考问题，提高思维的灵活性；启发学生加强思考的深度，培养思维的深刻性；鼓励学生发挥创意，寻求解决问题的多种方法，拓展思维的广阔性。教师课前准备充分、弹性预设，课中灵活机动、动态生成，课后积淀反思、启发拓展。经过主题探讨→合作探索→互助实践→交流会话→积淀反思，形成良性循环，真正实现“理念→现实→问题→方案→行动→成效”的跨越。

（3）技术介入促进合作、分享和评价，完善和推进学习活动。Scratch 趣味编程活动的合作互助加入了技术介入的元素，除了实地活动以外，还利用共享学习平台，开展线上的讨论、答疑、切磋，延伸了工作坊开展的空间和时间。线上平台有助于师生持续、深入地研讨、交流，互动学习平台动态记录和推进了创新项目活动的开展，也为学生创新过程和成果的全方位评价提供了数据支持和实施平台。

（4）合理搭建学习支架，促进自适应学习。针对高中生的学情，录制了初级阶段中的范例解析与研习微课程，并提供自编电子资源包，促进学生开展自主学习。设计编程关卡挑战来检验与评价自主学习的成效，并推进后续学习进程。根据挑战反馈，自适应地推送巩固弥补帮助或激励进阶关卡。后期学生还可以创立、调试自己的游戏关卡，分享给好友进行挑战。

“Scratch 可视化创意编程”的前后衔接课程及体系设计如图4-24 所示。

图4-24　“Scratch 可视化创意编程”的前后衔接课程及体系设计

4.平台资源

应用Learnsite 平台开展Scratch 创意编程项目活动：Learnsite 平台可以有效支撑Scratch 作品的在线创作、小组协作云编程（资料共享）、分享评价（教师评价、学生自评、互评相结合），有助于建立编程爱好者共同体。

提供自编电子资源包以及范例解析与研习微课程，设计自适应关卡挑战来检验与评价自主学习的成效，个性化、有针对性地推送学习支架资源。

［案例4-23］“Scratch 音乐创意生活DIY”

教学背景分析：

学生开展将科学、工程、多媒体、艺术、音乐等融合在一起的科艺创作活动，参加上海市青少年科技创新大赛，学校、家庭、社会联动，发展信息文化素养和高品质创新应用科技的能力。

创编活动把抽象建模和设计实现结合在一起，软件编程与外接硬件设备相结合，将虚拟世界与现实世界连接起来，实现想象→创造→实验→分享→反思→再想象的过程，发展计算思维，既有个性创意，又有团队合作，强化学生的思维训练，提升学生的信息素养和创新能力。

本项目活动将科学、技术、工程、艺术、教育的过程、内容和程序等有目的地整合来解决真实问题，而不是简单科目的集合。整个项目活动基于真实情境的问题，解决问题之后进而引发出新问题，体现了一个螺旋式上升的过程。

有目的嵌入鲜明特征的技术/工程教育方法到可视化编程活动，注重实践和学科融合，展现出教育整合方法，扎根于方法、教学和策略，有助于学生发展核心素养。

教学重点：

（1）把想象的创作构想通过分析数据、抽象、设计算法、选择最优方案、推广等流程来实现和分享。

（2）采取科学研究方法开展STEAM 项目学习，综合运用跨学科知识加强计算实践，在探究学习中实践创新，思考各学科教育的社会应用价值。(www.xing528.com)

教学难点：

在使用Scratch 创建互动媒体过程中不断形成计算观念（对自己与他人关系以及他们周围世界的理解）：表达、联系和质疑。

教学过程设计：

在项目活动过程中，学生采用STEAM 系统化的探究流程，实施Scratch 音乐创意生活DIY，开展基于分享、合作的Scratch 创意科艺创作活动，解决项目活动实践过程中的实际问题，进行批判性反思，经历了如图4-25 所示的几个阶段。

图4-25　项目活动的阶段示意图

第一课时：发现问题，激发创意。

结合STEAM 各个领域的内容，从生活中挖掘创造力的来源，激发灵感。通过头脑风暴增强思维的活跃度与发散性，多领域启发创新，想象建模。

第二课时：设计制作。

在项目实践的过程中，创作完成具有个性的科艺作品。成员们结合自身的生活体验，小组讨论、合作设计与制作具有个性的科艺作品。

第三课时：测试完善。

测试与完善作品，体验程序的优化和改进，理解创作过程是迭代和渐进的，增强调试改进作品的意识。

第四课时：交流展示、改编互玩、评价拓展。

展示和分享具有现实意义、文化内涵及富有个性的STEAM 科艺作品，进行改编、二次创作，交流想象→创造→实验→分享→反思→再想象的过程，互玩纠错，评价拓展。

活动规划如图4-26 所示。

图4-26　“Scratch 音乐创意生活DIY”活动规划

“Scratch 音乐创意生活DIY”第四课时的教学过程设计见表4-8。

表4-8　“Scratch 音乐创意生活DIY”第四课时的教学过程设计

教学评价设计：

学生在项目学习过程中系统计划、解决问题、掌控时间、修正完善、综合分享，综合了情境、活动、内容和成果等环节，在真实、具体的情境中自主探究、合作分享，从多角度解决开放性的问题，所以教学评价需注重学生的发展性评价，学生自评、生生互评、教师评价、专家评价等多种方式相结合。

学生在互动平台中设计、分享创意作品，在“活动日志”中记录项目活动的心得体会、收获启发等，及时帮助学生整理思路、回顾总结。在此基础上，汇总小组日志、活动综述等，也便于教师了解不同类型的学生在活动中是否受益。“疑难问答”可以随时发现问题、交流辩论、互助答疑，可以提出课堂内外发现的新问题，延展合作、分享的长度和宽度。“经典案例”板块阶段性小结有代表性的优秀范例、经验思考，为学生提供借鉴和参考。在“智慧积淀”环节，师生针对活动的收获经验、教学实践反馈等做出反思和总结，分享智慧，引发进一步思考。

综合这些活动过程的动态完形数据，在学习过程中嵌入发展性评价，电子档案袋中既有最终作品，也有各类活动记录、中间结果、素材片段、努力情况、反思总结等，贯穿整个活动过程的始终，全面立体地记载了整个学习历程。