面向STEAM教育的App Inventor教学实施策略研究

    熊翠梅 梁树辉

    摘 要：App Inventor作为手机应用开发工具，难度比VB简单，会让学生更感兴趣，在培养学生编程技能的同时，发展解决问题的能力。在当下亟须创新人才的时代，不少教师还没有及时更新理念，真正着手实践。文章基于steam教育理念，结合自身App Inventor教学实践，探索出App Inventor教学的实施策略：创设情境，先玩后做;学生本位，差异教学;活用工具，激活课堂;整合学科，知识迁移;重视过程，多元评价。

    关键词：STEAM教育;App Inventor教学;教学策略

    引言

    《高中信息技术课程标准（2017年版）》要求充分发挥信息技术课程特有的教学环境优势，以STEAM教育理念为指导，利用开源硬件开展项目学习，让学生体验研究和创造的乐趣，培养学生利用信息技术解决问题和创新设计的意识和能力[1]。现在中学生接触的程序设计语言学习主要是VB，代码学习比较困难，代码模块不易理解，使得课堂教学枯燥乏味。而App Inventor是一款面向没有编程经验的初学者的安卓应用开发工具，只需要安装一个火狐浏览器即可使用，通过积木式堆叠法来完成安卓程序的编写，并支持机器人。STEAM教育是全球课程改革的风向标，强调过程性、跨学科性和创造性。结合STEAM教育理念，下面使用教学实施策略对App Inventor教学进行改进。

    一、创设情境，先玩后做

    结合学生的实际情况创设情境，能够吸引学生的好奇心和注意力，从而提高学习效率。创设情境的途径有很多，首先，来源于学生的观察和体验。例如在“打地鼠”教学中，学生先试玩游戏，引起学生游戏创作的欲望。其次，来源于问题解决。例如邀请学生读单词congratulation，然后发现很多学生不会读，什么办法能快速记忆单词？于是产生“记单词”应用的创意。再次，来源于学生的情感共鸣。例如在学校宣传垃圾分类的活动中，教师提议做个垃圾分类知识问答的应用，可是学生希望为环卫工人代言，开发了“捡垃圾”的小游戏，呼吁大家不要乱扔垃圾。然后，来源于学生的创意点子。例如学生学习压力太大，希望开发一款应用可以帮自己减压，于是开发了一款“你的好朋友”的智能对话应用，后来又增加了心理压力的测试，在学校创客节活动上大受欢迎。最后，来源于学生兴趣。为什么学生对手机如此痴迷？因为手机里有可以吸引学生的各种App，有游戏、社交、地图、购物、视频等应用。例如第一个App Inventor应用程序“逗猫”，逗可爱小猫发出喵喵叫的小游戏，比传统的显示“Hello！World！”这种经典例子更有趣，也更能吸引学生并激发学生的学习兴趣。App Inventor入门容易，如果用于实现创意是相对复杂的，只要創建学生关心的环境，选择学生感兴趣的主题，投入更多时间精力，最后即使“失败”也会有所收获。

    二、学生本位，差异教学

    学生对事物的认知能力和信息处理能力有差异，原因是部分家庭没有电脑，部分学生不重视“副科”，部分小学没有开课等。所以，只有采用差异教学和分层教学才能满足不同层次学生的需要，学生的学习兴趣才能被激发，学习才更有动力。

    分层教学建议采用小组互助分层。学习任务可分为基本任务和扩展任务。基本任务是每一个学生都必须完成的，扩展任务是让有能力的学生去完成的，例如在“记单词”课例中，按顺序听英语单词为基础任务，增添一个可以随机听写单词的功能或者添加一些对语速、单词之间时间间隔的设置为拓展任务。小组互助分层可以让能力强的学生辅导能力弱的学生，可以缩小差距，实现共同进步。

    差异教学指的是教师提供模块化的助学资源，满足不同能力的学生需要。学生根据自身能力和需求，选择适合自己的任务单，可以大大减轻教师课堂指导的工作量，提高教学效率。例如在“花瓣美”课例中，图像精灵组件显示花瓣，画布组件动态生成花朵，列表选择框组件选择花瓣，滑动条组件改变花瓣的大小，教师可以提供各个组件使用的教学微课视频，学生可以根据自身需求现学现用，提高课堂效率。

    三、活用工具，激活课堂

    传统的信息技术程序教学讲解理论知识，演示范例，学生模仿范例，能力强的学生完成拓展任务。如果每次上课都是这种模式，会使学生感到枯燥乏味。这时需要使用恰当的工具激活课堂，吸引学生参与课堂，提高课堂效率。首先是思维导图工具，它可以促使学生将抽象的问题具体化，让学生开展头脑风暴，提出尽可能多的问题，讨论创造任何产品的五大要素：产品想法、受众、角色、任务、解决方案[2]，逐步筛选出有价值的问题。例如在开发小游戏应用的选题课上，学生花十分钟在笔记本上埋头书写思维导图，分享时提问的声音此起彼伏，通过不断地碰撞，确定最佳的游戏设计方案。其次是角色扮演工具，由于App Inventor负责项目需要小组通力合作，有项目经理负责整个项目运行，有分析员负责项目需求分析，有技术员负责完成软件设计与制作，有测试员负责软件的测试，有销售员负责分享和推广软件。组员角色相对固定，又可以灵活转换，让学生既可以完成项目任务，又可以进行职业体验。再者是任务单工具，任务单是学生学习的“脚手架”，引导学生逐步完成任务。例如在“音乐播放器”案例中，任务单要求界面设计图，音乐播放流程图，填写上一首、下一首，暂停，播放的组件需求表，还给出逻辑实现的部分代码和利用变量解决音乐控制的提示。最后是知识模块卡片工具，陈列知识清单，满足不同学生的需求，使教师指导更有针对性。例如在“控制机器人”课例中，可以手动控制，方向控制，语音控制机器人，所以可以将手指触屏，方向传感器，语音识别分别做成知识卡，每张知识卡有每个模块知识的微课视频、案例、网站指引等，这样学生可以快速找到并利用，提高学习效率。

    四、整合学科，知识迁移

    App Inventor教学拥有信息技术课程特有的教学环境优势，在STEAM教育理念指导下，打破学科边界，围绕主题选择相关学科知识，学习应用迁移来解决生活中的真实问题，培养学生面向未来的能力、计算思维和创新素养。首先与数学学科的融合，例如在“函数图像”课例中，在学生已经学习函数的相关知识的前提下，开发生成一元一次，一元二次，正比例，反比例等函数，可以直观地观察随着数值的变化，函数图像发生相应的变化，帮助学生更好地理解函数知识。其次与物理学科相融合，物理是一门以实验为基础的学科，例如在“加速度测量仪”课例中，学生从感知身边的加速度，到查找资料理解失重和超重的知识并进行相关物理实验，可以加快应用软件的设计与开发。再次与生物学科相融合，例如在“种子的萌发”课例中，学生学习生物知识，与温度传感器、湿度传感器等连接，完成数据监测。最后与艺术等学科相融合，例如在“涂鸦板”教学中，颜色的合成需要理解颜色RGB原理，绘制的图形还可以生成图片，形成可推广的专属标签。再如“背诗词”“记单词”“听成语”等应用设计制作，可以促进语文和英语学科的学习。

    五、重视过程，多元评价

    教师不能因为没有时间就忽略课堂教学评价，也不能只進行作品评价，应该转为重视过程性评价，除了关注学生的知识习得，还要关注学生能力与素养的提升，强调学生的反思意识行为，思考学习目标是否达成，遇到问题，是否找到可以求助的途径。

    首先是课堂管理评价，如小组任务的完成进度，小组合作氛围，个人优秀表现等，可以采用教师评价和学生评价相结合。教师对学生个体有期待，可以改善课堂管理。其次 是过程性评价，例如“我学会了机器人的三种控制方式”与“我学了控制机器人”，前者不仅反映了学习内容，还反映了学习效果。如果有的学生不够时间完成最后的作品，可是前期的工作做得很好，这时过程性评价就发挥了作用，可以给予学生信心，继续完善作品。最后是使用评价量表，一般情况下教师课前下发评价表，给学生心理准备，本节课需要完成什么任务，一一对照。这样做，好处是可以让学生自我约束;不足之处是，长久下来学生会对评价量表形成依赖，而忽视知识习得本身，所以量表需要陈列出重点概念和知识，训练的技能等，有利于培养学生学习知识与技能的意识，从而培养发现问题与解决问题的能力。

    结语

    教师的“教”与学生的“学”是相互促进，充满变化的，这就需要教师在教学中不断地探索高效课堂的实施策略，反思教学内容和教学任务的综合规划，提升自身理论水平与管理指导能力，使学生得到更好的发展。在STEAM教育理念指导下，利用App Inventor教学，让学生不仅学会编程的方法，还学会利用编程解决真实问题，服务他人，体验自身创造能力、实践能力以及跨学科知识学习与应用迁移能力的提升。

    [参考文献]

    [1]中华人民共和国教育部：教育部关于印发《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》的通知[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/

    201801/t20180115_324647.html.

    [2]（美）John Spencer，A.J.Juliani.如何用设计思维创意教学：风靡全球的创造力培养方法[M].王頔，董宏远，译.北京：中国青年出版社，2019.

    课题项目：本文系中央电化教育馆全国教育信息技术研究课题“利用App Inventor促进信息技术课堂程序教学研究”（163643262）;广州市教育研究院科研课题“基于综合实践活动的STEM课程教学策略研究”（GZJY2017-154）的研究成果。

    作者简介：熊翠梅（1987—），女，中学二级教师，本科，研究方向：STEAM教育;

    梁树辉（1981—），男，中学二级教师，本科，研究方向：人工智能。