面向课后服务的区域图形化编程校本课程体系设计

赵凯 江苏省南京市江宁区教学研究室

教育部办公厅2017年2月颁布的《关于做好中小学生课后服务工作的指导意见》指出，课后服务工作要遵循教育规律和学生成长规律，有利于促进学生全面发展。“课后服务内容主要是安排学生做作业、自主阅读、体育、艺术、科普活动，以及娱乐游戏、拓展训练、开展社团及兴趣小组活动、观看适宜儿童的影片等，提倡对个别学习有困难的学生给予免费辅导帮助。”[1]图形化编程软件非常适合小学阶段的学习，可以让学生利用图形化编程结合自己的创意进行数字化创作与表达。近些年来，很多地区的小学信息技术教材中都设置了图形化编程教学内容，在小学阶段积极开展编程教育对未来人工智能领域人才的培养具有深远的意义。

● 课后服务中图形化编程社团教学凸显重要地位

随着课后服务的深入实施，可以发现，在各地的小学课后服务中，图形化编程社团既是信息科技教师乐于承担的社团，也是深受学生喜爱和家长关注的社团。所以，在课后服务实施中，课程建设越来越重要，只有高质量的课程才能确保课后服务中社团教学的高质量实施，才能更好地满足学生的学习需求。因此，在小学阶段的课后服务中打造合理的区域图形化编程社团课程体系，不仅可以作为信息科技常规课堂教学有益补充，而且有助于推进区域课后服务中图形化编程社团教学质量的提升。特别是在当前国家大力提倡编程教育、人工智能教育的大背景下，充分发挥校本课程的优势，构建合理的有特色的区域图形化编程校本课程体系，打造共建共享的区域校本课程，能在课后服务的社团教学中进一步推动编程普及教学的有效实施。

● 构建区域图形化编程校本课程体系

笔者认为，从小学图形化编程社团教学角度出发，可将校本课程目标进行细化分解，构建“基于图形化编程的程序设计启蒙校本课程”“基于图形化编程的基础程序设计校本课程”“基于游戏制作的程序设计校本课程”“基于开源硬件的程序设计校本课程”“基于基础算法的程序设计校本课程”“基于人工智能的程序设计校本课程”六大课程体系。课程体系应螺旋上升，相对独立，并各有侧重，也要合作共生，避免区域化人力、物力的重复投入，确保校本课程的质量。同时，校本课程的开发与实施应始终保持开放性、动态性，并不断予以调整和更新。

1.基于图形化编程的程序设计启蒙校本课程

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》建议对1～2年级学段的教学采用学科融合的方式进行，因此，在1～2年级的课后服务社团教学中如何打造凸显学科本位特点的信息科技特色社团、如何开展编程启蒙教学并与后续的图形化编程学习做好衔接，值得探索。

目前，图形化编程软件及线上编程平台较多，但功能大致相同，积木式命令的运用便于学生操作，可以作为编程启蒙教学及后续的进阶提升学习所用。图形化编程的启蒙校本课程能让低年级的学生不用使用过多的数学知识就体验到编程带来的兴奋和快乐。通过图形化编程的学习，可以帮助学生在编程时有效地组织思维、表达想法，从而有效地进行数字化创新表达。

2.基于图形化编程基础程序设计的校本课程

目前，大多数地方教材中都设置了图形化编程的教学内容，通过基于基础程序设计的校本课程的学习让学生掌握图形化编程基本命令的使用、程序设计的基本方法，以及必要的逻辑运算与条件判断；掌握程序设计的基本结构，如顺序结构、选择结构和循环结构，以及循环的嵌套、判断的嵌套等，能够进行必要的数学计算。笔者认为，应适当降低课程中数学知识的难度，要符合3～4年级学生的知识经验和能力水平，使3～4年级学生通过该课程的学习形成程序设计的概念和理解，能够具有程序设计的思维和意识，能够更好地利用图形化编程进行多元化的数字化创作与表达。

3.基于游戏制作的程序设计校本课程

游戏对新一代的“数字原住民”有着极大的吸引力，基于游戏制作的程序设计校本课程以游戏设计制作进行图形化编程教学，以项目式学习为主线，同时鼓励并积极促进学生之间的相互协作。

5～6年级的学生通过学习，能够进一步了解游戏设计的基本流程、基本方法和一些常见的技巧，如通过克隆实现炮弹的控制，如何实现计时、计分，如何设置关卡等。通过设计制作游戏，能激发学生学习编程的兴趣，提升学习的动力，培养学生的想象力、创造力、综合解决问题的能力以及协作能力，促使他们能够系统地进行数字化创造与表达。

4.基于开源硬件的程序设计校本课程

早期的图形化编程软件支持的功能较少，而目前的编程软件支持更多的硬件，这使图形化编程校本教学中硬件的选择范围更广了。在此基础上，将软件和硬件有机结合起来，能进一步丰富图形化编程的教学形式，让学生体验程序世界和真实物理世界之间的有效互动。通过基于开源硬件的程序设计校本课程，5～6年级的学生能够掌握开源硬件的基本特征和使用方法，能够利用开源硬件进行项目的制作，体验作品的设计制作流程并能够优化设计方案，能够对作品进行测试和优化。

5.基于基础算法的程序设计校本课程

算法作为信息科技学科大概念体系中的重要概念，是小学信息科技课程中不可或缺的教学内容。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》强调通过算法的学习使学生了解利用算法求解简单问题的基本方式，培养学生运用算法思维的习惯，通过实践形成设计与分析简单算法的能力。[2]

在以往的教学中，学习算法大多使用Basic、Pascal、C++等编程语言，复杂的语法和繁杂的输入给小学生带来一定的困难。图形化编程虽然利用积木的组合来实现程序的编写，但能够有效避免语法错误及语法的束缚，避免代码的烦琐输入，学习算法效率极高。利用图形化编程进行算法启蒙学习，也能够为今后学习C++、Python代码编程奠定良好的基础。

小学高年级的学生具有了一定的数学知识、理解能力和逻辑思维能力，在此基础上可以适当开展算法教学，但算法教学内容不宜过难，可以包括数的交换、数位分离、数列求项求和、极值的判断、简单的排序等算法知识。

5～6年级的学生通过本课程的学习能够理解算法的基本概念，体验利用算法解决问题的基本思想、方法和过程，并能够利用算法有效合理解决问题，同时形成利用算法解决问题的意识和能力。

6.基于人工智能的程序设计校本课程

2017年7月，国务院颁布的《新一代人工智能发展规划》指出，“开展形式多样的人工智能科普活动，鼓励广大科技工作者投身人工智能的科普与推广，全面提高全社会对人工智能的整体认知和应用水平。实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。[3]因此，在小学阶段开展人工智能的学习，激发学生对人工智能的兴趣，具有重要的意义。目前，虽然用于支撑学校人工智能教育的软件和硬件越来越丰富，但人工智能教育也面临诸多困境，如有的人工智能教育以理论科普为主，缺少实践操作，有的则过于偏重编程、机器人学习，此外，以Python为支撑的人工智能教育课程，则难度较大，学生学习具有一定的困难。

而图形化编程软件一般都内置了丰富的扩展应用，如文字朗读、翻译、视频侦测、图像识别、人脸识别等功能，同时还支持丰富的硬件功能，如开源硬件、智能机器人、机械臂等硬件，功能更加丰富。这无疑降低了人工智能教育动手实践的门槛，使学生在已有能力的基础上不需要额外花费较大的精力去学习复杂的代码编程，就能体验人工智能的无穷魅力，从而能够运用简单的算法及程序创作出具有人工智能的项目作品。因此，在5～6年级的学生初步完成人工智能通识教育的基础上实施基于图形化编程的人工智能校本课程，对学生在人工智能学习的体验及应用层面具有重要的意义。

● 结束语

图形化编程软件作为青少年学习编程的重要工具，在课后服务的编程社团教学中发挥着重要的作用。面向课后服务的图形化编程社团教学的校本课程体系的构建要结合区域及学校自身的实际情况如师资水平、学生的学习能力、硬件设施条件等展开。区域校本课程的开发与实施是一个开放动态的过程，课程体系、课程内容应该随着区域内的实际情况进行动态调整。