教育儅息技术2021年第1、2期
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创客教育理念下初中P y th o n编程
教学实施的策略#
—以《用按钮编程》为例
况旭
(广东实验中学顺德学校，广东佛山528303 )
【摘要】21世纪以来，创客教育作为一种全新的教育理念出现在公众视野，已成为培养综合创新性人才的重要 教育方式。文章以创客教育理念为指导，探索出能激发学生学习兴趣的Python课堂教学实施策略：作品激趣、互助 探究和模仿创新。以佛山市顺德区八年级下册信息技术课《按钮编程》为例，对该教学实施策略进行了实践。通过教 学实践证明，该教学策略能激发学生学习Python的欲望，促使学生在团队协作中合作与分享，进而提髙学生动手实 践能力并在实践中巩固深化编程知识。
含有va的水果和蔬菜【关键词】创客教育；Python；编程教学
一、引言
21世纪以来，创客教育作为一种全新的教育理念 出现在公众视野之中，将教学关注点转移到学生创新能 力和创新思维培养。创客教育具有的“实践、创新、协助、分享”等理念对教育教学的各个方面产生了积极的影响，对激发学生的创造潜能具有积极的作用[1]。2010年5月，《国家长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出把提高学生的创新能力和实践能力作为教育改革的 重点。2015年3月5日十二届人大三次会议，“创客”第一次出现在政府工作报告中。2015年《地平线报告》指出，将创客空间引入到传统教学环境己成为越来越多 学校的选择。由此可见，面对国家对科技人才需求旺盛 的大背景下，“创客教育”成为培养综合创新性人才的 重要教育方式。
2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发 展规划》指出人工智能成为国际竞争的新焦点、经济发 展的新引擎与社会建设的新机遇。2018年教育部发布 *《普通高中信息技术课程标准（2017版）》将计算思维 的培养列为信息技术学科核心素养。因此，为中国人工 智能产业培育大批高素质的专业人才成为我国教育领域 的首要任务，而编程作为人工智能时代的重要支撑是人 工智能教育在中小学普及的重要方式之一。
创客教育要求培养学生的创新精神，培养学生逻 辑思维能力、解决问题的能力及创造实践能力，这些同 样是初中编程教学的培养目标。编程教学是创客教育有 机组成部分，是实现创客教育目标的一条重要途径，两 者相互融合，相辅相成。以创客教育理念为指导，开展 初中编程课程教学具有积极的研宄实践意义。
二、初中P ython编程教学存在的问题
近两年顺德区对初中信息技术课程进行了一系列 的改革，将八年级上下册的教学内容设置为Python程 序设计，强化编程教学。而Python是最接近人工智能 的语言，对培养学生的计算思维和创新能力具有积极的 作用。八年级上学期主要学习Python程序的基本语法，
美剧《this is us》*本文系佛山市教育科学“十三五”规划基础教育青年教师成长专项课题“基于创客教育的初中Python编程课程资源开发与应用研宄”（课题 立项号：2019qnzx096)的研宄成果
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敉育信息技水
在程序编写上以代码和图形化相结合的编程方式。八年 级下学期主要是结合micro: bit学习Python编程。
然而， 在实际的Python编程教学中，教师难教学生难学的现 象并没有得到很好的改善，主要表现如下：
(一）
在八年级上学期Python基本语法的学习中， 虽然图形化编程软件降低了学生记忆代码和编译程序的 难度，但学生逻辑思维能力的提升难度没有降低。初中 信息技术每周只有一节课且无额外练习时间，随着课程 的推进，知识难度逐渐加大，大部分学生到了学期中期 就出现厌学的情绪了。
(二）
在八年级下学期Python编程教学中借助了 miCr〇:b i t 开发板辅助教学，面对新的事物，在开始的 一两周，学生学习积极性还是非常高的，但随着时间的 推移，学生学习积极性和学习效果反而下降了。主要原 因有以下两点：一是micro:b i t 开发板数量不足，2到 3位学生使用一块，学生体验不够充分；二是在整个的 教学中使用到的器材只有一块micro:bit，能给学生呈 现结果的也只有那25颗L E D 灯，除了编程基本不需要 学生动手操作，降低了学生学习编程的积极性。
面对以上问题，如何实现培养学生的计算思维和 提升学生创新能力双重目标呢？由于Python编程能与 身边的应用结合起来，编写人工智能、物联网控制等有 趣程序，为把“创客教育理念”融合到初中Python编 程教学中提供了良好的物质条件。
三、创客教育理念下的Python教学实施策略创客教育理念下的Python编程教学的核心是重视 学生的学习兴趣，激发学生求知欲，通过互助合作和自 主探索等方式积累编程知识和培养编程思维，并在实际 创作的过程中锻炼学生的计算思维能力和激发学生的创 新意识。
(一） 作品激趣
创客教育理念下的Python编程教学首要任务是激 发学生学习兴趣和学习求知欲。因此，在每次上课前， 教师结合本节的知识内容，利用micro:bit、相关元件 和结构件设计创造一至两个与学习生活相关的电子作品 用于课前展示，让学生能更直观的知道今天学了这些编 程知识后能实现什么样的功能，激发学生在课堂中更加 主动的学习，更愿意主动和教师同学进行交流。
(二） 互助探究
建构主义认为，学生在一定的教学情境中，通过 教师和同伴的帮助，结合相应的学习支架，能主动地构 建知识的意义。在Python教学中，通过启发学生积极
思考，鼓励学生与同伴交流讨论，有利于学生对程序知 识的建构，对培养学生的计算思维也有积极的意义。
在Python课堂教学中，主要是通过编程思维教学 和实践教学相结合的方式来进行。编程思维教学以问
题 为导向，逐层分析，最终得出解决问题的思路和方法（算
法），对学生计算思维的培养具有积极的作用。实践教 学主要以验证性程序测试和小型任务驱动为主。验证性 程序测试通过呈现结果，学生对程序进行填空或修改代 码的方式进行，这样学生不但能快速获得成功，还能掌 握Python程序设计的基本语法。小型任务驱动的目的 是让学生自主探索，同伴互助的方式来完成一至两个综
合性比较强的任务，在教师引导、资料查和同学帮助 下逐步到解决问题的方法，最后完成本任务。
(三）模仿创新
“做中学”教学理论认为儿童要在“经验”中学习， 通过自身经历和直观感受社会活动来进行学习，通过这 些实践活动获得知识[2]。在Python教学中采取“做中 学”的教学策略，不仅能让学生掌握Python编程技能， 理解编程概念和激发学生编程兴趣，还能培养学生动手 实践能力和创新能力。resultset索引
课后5分钟，笔者会对上课前展示的创客作品进 行分解，向学生呈现每个作品包含的所有元件材料并对 其进行解释。会带领学生一起对创客作品的功能进行分 析，最后以程序流程图的方式描述出来。通过这种方式 不但有利于学生模仿创作，还有利于所学编程知识的迁 移与应用。最后让学生在模仿创作中爱上创造、爱上编 程、爱上创新。
四、创客教育理念下的Python编程教学实践下面以佛山市顺德区八年级信息技术下册第四课 《用按钮编程》为例，呈现创客教育理念下的Python编 程教学实践。
(一）设计思想1.
解构领域驱动设计高质量，低负担的程序学习。学生的学习方式
对学习结果有决定性影响。只有以积极的情感体验和深 层次的认知参与为核心的学习方式，才能促进学生素质 的全面提高，促进学生高层次思维能力的发展。笔者希 望能改变学生对程序学习被动接受的学习方式，创造自 主、合作、探宄的学习环境。
2.
注重知识的迁移与拓展。学生通过学习i f 语
句和micr〇:b i t 按钮的作用，能灵活掌握按钮编程，使 其成为创新内驱力的平台。
3.
感悟信息文化，提升信息素养。信息技术课程
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不仅注重学生对符合时代需要、与之生活紧密联系的基 础知识与基本操作技能的学习，而且注重学生对信息技 术的思想和方法的领悟与运用。通过“用按钮编程”这 一课的学习，初步体验了软硬件相结合的交互式编程方 法，锻炼学生的计算思维，促进学生程序逻辑思维的发 展。
(二）设计思路（如图1)
本课通过创设情境，使学生在兴趣的引领下，通 过教师引领，自主探索，合作探宂的方式实现交互式编 程知识自我构建，最后在实践操作中应用并实现创新。
图1设计思路
(三）教学目标设计
本课的教学不仅要教会学生掌握可编程按钮三个 积木的作用和理解掌握i f 条件分支语句，还要教会学 生软硬件交互式编程的测试，调试和分析总结的创客思 维过程。为了达到灵活运用micrcKbit按钮的目的，确 定本节课三维目标如下：
1. 知识与技能
(1) 理解掌握micr〇:b i t 按钮三个积木的功能；(2)
会用i f 语句对micro:bit按钮进行简单编程
(主要是用按钮控制L H )灯的显示方式）。
2. 过程与方法(1) 通过micro:bit创客作品的展示初识
micro:bit按钮和作品程序设计流程；(2) 通过自主探索，初步探索“正在被按下”“己 被按下”和“被按下的次数”的功能；
(3)
通过体验探索，小组合作学习的方式，深入
理解“正在被按下”和“己被按下”的不同。
3. 情感态度价值观(1)
通过micr〇:b i t 作品展示，激发学生学习
micro:bit兴趣和学习Python编程的热情；
(2) 通过本课的学习，初步体验交互式硬件编程,
告教蚵究
真实感受了程序的“智能”化。
(四） 教学流程
本课的教学流程分为作品激趣、互动探宄和模仿 创新三个阶段（如图2)，其中互动探究又通过“理解 与回顾” “模仿练习” “体验探索”和“拓展提升”四个 螺旋上升的教学环节来实现交互式编程的自主构建。
作品激趣
■»体验与引入（体验具有按钮功能的作品）
I
^理解与回顾（用自然语言与流程图进行分析）
!
模仿练习（初步尝试i f 语句实现按钮编程）互动探究-----► |
体验探索（深入理解按钮编程）
I
^拓展提升（应用i f 语句实现按钮编程）
I
模仿创新—
►
作品分析（拓展与提升）
图2教学流程
(五） 教学过程1. 实物展示(1) 教师展示三件用micro:b i t 创造的作品：开 关灯、开关风扇和电子琴；(2)
请一位学生上台操作演示，并要求其讲解作 品的使用功能；
(3)
提问：这三个作品共同使用哪种输入设备？
通过对电子材料的观察，学生回答问题。
设计意图：展示三件micrcKbit作品，激发学生 学习Python编程的兴趣，为本课后续学习做好铺垫。 同时让学生明白学习micro:b i t 不仅仅控制25颗LED 等，还能做出很多与学习生活有关的电子作品。
2. 进入新课
儿童python入门教程教师展示micro:b i t 上的两个按钮，左边的按钮 叫按键A ，右边的按钮叫按键B 。
设计意图：进入新课，认识micr〇:b i t 上的两个 按钮及按钮的名称
3. 复习与回顾
(1) 请一位学生上来书写i f 语句的格式；(2)
利用希沃白板填空题复习关系表达式和逻辑
表达式；
(3) 在海龟编辑器中与i f 语句相关的积木。设计意图：复习i f 语句格式和逻辑表达式，在海 龟编辑器中能到与i f 语句相关的积木，为后续课程 的学习做好铺垫.
4. 模仿练习
程序填空题：按A 键中间灯亮；按B 键中间灯灭， 把程序其它部分填写完整。
完成得快的学生尝试拓展题:
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按A 键显示A ，按B 键显示B 。
(1)理解积木“按钮被按下的次数”；（2)对按钮 三个积木的功能进行小结。
设计意图：通过这一环节让学生初步建立if 语句 与按钮之间的关系，自主理解掌握交互式编程的方法， 初步体验按钮“正在被按下”和“己被按下”的功能。 同时学生根据自己的操作体验逐步理解“按键被按下 的次数”积木的功能。最后教师对“按键正在被按下” “按键被按下” “按键被按下的次数”的功能和作用进行 小结。
5. 体验探索
(1)阅读课本计数器程序，模仿体验;（2)修改程序， 分组体验：去掉“睡眠200毫秒”有什么现象（1,2组）， 修改睡眠时间为100毫秒有什么现象（3, 4组），修改 睡眠时间为1000毫秒有什么现象（5组）：（3)对各组 的现象，两两为一小组进行讨论；（4)学生小结。
设计意图：学生通过修改睡眠时间，获得不同的 按键体验，再通过小组讨论，进而深入理解“按键正在 被按下”的功能。随后修改条件：把“正在被按下”修 改成“已被按下”，修改睡眠时间获得不同的按键体验， 再进行小组讨论，进而深入理解“按键已被按下”的功 能，达到理解“按键正被按下”与“按键已被按
下”的 区别。最后学生对讨论的结果进行概括总结。
6. 拓展提升(1) 用海龟编辑器打开教师下发的程序，理解程
序并在micro:b i t 中观察运行效果：(2) 把“按键己被按下”换成“按键正在被按下” 试试还能控制灯珠移动吗？(3)
用一个按钮控制灯平移（当灯在第五颗灯亮后， 按下按钮A ，灯又回到了第一颗）。
设计意图：自主理解利用按钮移动呼吸灯程序（if 语句嵌套），尝试修改程序，实现用一个按钮控制呼吸 灯移动，进而达到灵活掌握micro:b i t 按钮编程的目的。
7. 创客作品分析(1) 元件分析：教师对三件作品的电子材料进行 解剖，体验作品的简易性，消除学生畏难情绪；(2)
功能逻辑分析：教师和学生一起对这三件作
品进行逻辑分析并使用流程图进行描述。
五、总结与反思
在本课的教学过程中，通过“体验按钮编程作 品”“分析作品的程序思维” “初步尝试编写按钮交互程 序”“深入理解两个按键积木的功能”“应用改进程序”
和“展示程序”的编程教学基本规律展开，各环节的拓 展练习让学有余力的学生编程能力得到进一步的提升。 让学生在自主探索、合作学习中发现问题、思考问题和 解决问题，在体验编程、学习编程的过程中，夯实了 i f 语句和逻辑表达式的基础、提高了学生交互式编程 的能力、拓展了学生的程序思维。不足之处：由于本课 倡导学生在体验中总结提升，因此课时比较紧，学生体 验时间和小组讨论时间都略显不足，导致学生对问题的 探讨不够深入。针对本课的不足，可尝试探索增加一课 时，让学生有更多的互动时间。
在后期的教学实践中，通过有效实施这三种教学 策略，能不断保持学生学习Python编程的积极性，进 而实现学生计算思维的培养。能在模仿中锻炼学生的实 践能力，在模仿中实现创新。
兴趣是最好的老师，学生一旦有了兴趣，就能激 发他们的学习欲望，帮助学生快速的进入学习状态，促 进教师教育教学顺利开展。把“创客教育”理念融入初 中Python编程教学，能激发学生学习欲望，让学生知 道学习了今天的内容，“我”可以做到什么，并能持续 激发学生学习编程的兴趣。把“创客教育”理念融入初 中Python编程教学，能促使学生在团队协作中加深对 所学知识的理解，学会了合作与分享。把“创客教育” 理念融入初中Python编程教学，能提高学生动手实践 能力，在实践中巩固深化编程知识，在实践中不断创新。
参考文献：
[1]伊晓华.创客教育理念下初中信息技术课堂教学实践[J ]. 教育信息技术，2019,（04): 14-16.
m 黄英杰•杜威的“做中学”新释m .课程.教材.教法，
2015, (06): 122-127.
责任编辑：赵婉霞

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