基于iPad的小学编程“PCI”智慧课堂实践
郭巍丹
近些年，计算机编程和机器人编程项目越来越成为广大学校、信息技术教师、学生的新追求。但传统的小学信息技术编程教学模式在培养学生创作个性化作品、进行深度经验分享以及全面评价等方面存在一些不足。笔者所在学校从去年开始引入iPad到课堂，通过选取教学内容、选择互动平台，尝试再造注重个性（P）、合作（C）、交互（I）的教学流程，构建基于iPad的小学编程“PCI”智慧课堂新模式，旨在引导学生开展自主、合作、探究的学习，培养学生合作学习、自主创新能力，促成开展多元化的教学活动，提升信息化环境下编程课堂的教学效果。小学编程“PCI”智慧课堂模式保证每位学生都能充分参与，真正做到做中玩、做中学、做中得发展。下面笔者从个性（P）、合作（C）、交互（I）三个方面介绍“PCI”在实际编程课堂中的运用。
P个性
1.关于学习时间，平台满足个性化学习
由于学生的编程思维能力、学习能力等存在较大的个体差异，再加上学生课后投入的精力有限，往往导致两极分化现象严重，容易造成学生学习兴趣减弱，从而产生有学生掉队的现象。首先，“PCI”编程课堂中的时空限制被打破，无边界学习成为学习的重要方式，课余的碎片化学习将成为课堂内系统化学习的有效补充，无形中延长了学生的编程学习时间。其次，利用学习平台、iBooks等将各种学习材料整合在一起，为学生自主选择个性化学习内容提供了方便，让信息资源获取更容易、更快捷、更方便，教师不再是学生学习资源获取的主要渠道，有了网络学习平台后学生相互成为学习资源共享对象。
2.个性化学习有助于作品创作
在自主探究方面，须鼓励学生拥有自己独立的观点，形成独有的思维方式，能够突破常规的想法，找出解决问题的最佳方案，并能得出新颖的结论。因此，在课堂中应注重培养学生的创新型思维，让学生采用多种思维方式思考问题。这有利于学生在编程课堂中形成自己独立个性化的观点，能够突破常规的想法，形成独有的算法思维方式，从而有利于作品的个性化创作。
【案例1】
《Swift函数及运用》一课的主要内容是观察Byte这个角色所处场景获取任务信息;通过流程图等方法对信息进行分析;在认识Swift编程命令的基础上创建并调用新函数。在本课正式授课前，教师在全景平台要求学生在课前自主探究。
教师发布预习任务与资源，分析平台学生完成数据，准备学习材料。
学生完成第一单元“命令”后面三关，自主探究第二单元“函数”的前三关，并借助全景课堂分享自己对“函数”的理解与疑问。
在这个案例中，对于相同的问题，每位学生在课前都自学并设计了自己不同的路线规划。
C合作
1.关于学习空间，重构满足合作共享
如何营造自由、宽松、和谐的学习氛围，让学生更有乐趣地参与到学习活动中？不如彻底重构学生的座位，让他们在玩中学。
使用iPad编程的APP软件能够实现与实体机器人进行无线蓝牙传输，在iPad移动学习终端和强大无线的支持下，我们建立了移动化的电脑教室，只要有一块空地，我们就能构建学习编程的空间。例如，在编程课与机器人结合的课程中，机器人行走与运动需要占用较大的空间，为此，笔者因地制宜，重新设计了学生的座位布局（如下图）。
这样的跨越时空布局，为学习空间的重构提供了可能，我们可以随时根据不同的任务情境再设计座位布局，创造多样的学习空间，使小组合作、组间分享更加方便快捷。
2.合作共享有助于优化算法
在合作学习方面，首先只有恰当地“分工”，才能更好地“合作”;然后，在程序出现问题或者实体机器人需要演示时，小组成员互相讨论，寻找原因，尝试解决。同伴之间的合作学习与经验共享能够帮助学生形成多种解决问题的思路，并快速找出解决问题的最佳方案。
【案例2】
《道闸机器人》一课的主要内容是结合现实生活中常见的道闸设施，设计了一个道闸机器人的学习项目。在整个课堂教学中，由于使用了平板教学，编程软件与实体机器人通过无线蓝牙传输，机器人项目不受普通电脑教室、有线传输的限制，为小组合作、组间合作提供了更强的可操作性。
为了演示运行效果，一人表演道具，一人演示程序，彼此之间达成很好的默契。不同小组之间也能互相交流程序代码，解决问题。
除了小组合作实践探索超声波传感器返回数值的含义，合作探讨机器人工作流程并根据流程编写程序外，还要对程序进行改进与创意发挥，该阶段的活动如下：
（1）小组讨论，拓展思维。对于这个道闸机器人，你们组觉得有什么可以改进的地方吗？比如程序或结构方面。
（2）交流想法，提供方向。组织各小组交流想法并整理出来提供方向：A.栏杆缓慢抬起放下——功率;B.持续工作——循环;C.手动控制道闸（组间合作）可以用什么传感器实现？——触动传感器。
（3）推送成果，案例分享。在已经初步完成道闸机器人运作的基础上，学生已经对实体机器人和编程环境不再陌生，通过团队的力量合作实现创意，在这个过程中收获满满的成就感。各小组将改进后的程序截图或新搭建的结构推送给教师。
这个环节的合作氛围达到了高潮，学生不再局限于本组合作，为了实现更完善的作品，小组之间也自然而然地形成了合作关系。学生主动开展合作，小组与小组间合作共享设备资源，改造结构，优化程序，实现自己的创意。甚至有的小组根据相同的目标，重组在一起进行创作。
I交互
1.关于学习过程，技术增强多点交互
利用iPad进行辅助教学，就要充分利用其强大的功能和丰富的教学应用。比如镜像功能，教师将iPad通过Airplay或者Apple TV連接到展示屏幕，这样教师就可以在教室内任何一个地方走动。再如，iOS系统的辅助功能里的“缩放”功能，能够对主屏幕以及主界面进行缩放，实现将重点内容或局部内容凸显，同时配合标记功能，实现随时重点批注。课堂教学中根据实际情况将iPad实时投影、课件进行切换，方便不同位置上的学生能够一目了然地看到其他小组的演示效果。在教学设计和实施教学的过程中，要注意充分利用互动平台的小功能，如抢答、随机挑人、计时、投票等功能，利用这些小功能来激发学生参与课堂的积极性，提升学生的课堂参与度。
2.多点交互有助于形成全面评价
利用“页面推送”“飞递”等功能，实现个性化学习材料的推送和小组合作成果的汇总。利用“分享圈”的笔记、画板、录屏、录音、拍照等功能，实现小组或全班范围的分享，学生能突破时间与空间限制进行线上交流。
【案例3】
在《收集宝石》一课中，教师组织学生利用批注、截图、分享、点赞等功能，学生将自己的策略用iPad画笔批注、截图后上传至学习平台的分享圈，然后查看并评价其他同学的策略，和小组成员讨论最佳策略，并对最优的算法进行评价和点赞。
教师关注学生的各种不同策略，分类整理学生的思路;根据学生分享圈的截图、留言、评价，形成教学新决策。教师根据数据查看未提交小组，进行个别辅导;组织学生分享与评价几种被学生点评最多、点赞最多或有争议的程序，在此过程中总结最优策略，组织学生再次优化并拓展应用。
学生查看并评价其他小组的程序，反思自己的程序，再次优化。
教师可以在任何时间、任何地点对一位学生、一个小组、整个班级进行评价，在平台支持下学生能够获得及时、全面地反馈，评价反馈过程更加开放、多元，评价数据更加精细、个性化。在教学过程中，师生充分利用技术进行课堂实时、全面的交互性评价，包括师生、生生、组组之间的点赞、留言、评分等评价机制。
通过课堂观察与学习效果分析，基于iPad的小学生编程“PCI”教学模式，可以弥补传统的编程教学模式存在的课时欠缺、活动空间受限和展示评价不全面等局限性，在自主+个性、合作+空间、交互+评价等方面表现出强大优势。
点 ?评
1.目标
“目标”是课堂教学的灵魂，体现着课堂教学的方向，具有导学、导教和导评的功能。本节课以核心素养为依据和出发点，保证了教学的目标性和针对性，有助于实现课堂教学的有效性。本节课以教学目标为导引制作导学单和微视频，以导学单和微视频组成学生的学习载体和引擎，以“合作学习小组”为基本学习单位，以“自主、合作、探究”为主要学习方式，以“课堂反馈与评价机制”为保障，让学生在“导学”方案的引导下主动学习，最终实现教学目标。
2.导学
“导学”，更强调教学的本质，是“学”不是“教”，课堂的主体是“生”不是“师”。本课在课堂教学实践研究中充分发挥了学科教学目标的导学功能，引导教学流程，注重对学生自主学习的导引。导学单是指导学生的学习材料，其落脚点在“导学”二字上，教师在已有书本知识的基础上进一步补充材料，设计一系列有梯度的问题层层深入，通过一个个活动的开展，利用情境、协作等充分发挥学生的自主、合作、探究的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生的创新精神和实践能力，优化学生的学习过程，培养学生的个性，让学生在活动的过程中完成对知识的理解和知识体系的自我构建。
3.视频
本节课导入和结尾都用到了祖国母亲70周年庆典的相关“微视频”，它是依据教学目标、学习者特点，围绕知识点或教学环节，由教師录制编辑或从网上通过甄选获得，这是导学的载体及结构展开的环节。
“目标”→“导学”→“视频”形成一条关系链，使教与学的活动环环相扣，相铺相成，在有序推进中保证“主体”学得高效，同时学生的情感得到了很好的升华，有效促进了学生核心素养的落地生根、开花结果。
