苏州工业园区星洲小学       袁源

“项目式教学在小学App Inventor编程教学中的实践研究”是苏州工业园区十四五规划课题，立项编号为syk2021126。课题于2022年立项，研究历时近两年。两年来在各级领导和专家的引领下和指导下、课题组成员的通力配合下，课题进展顺利。经课题组总结概括，本课题目标明确、方法有效、特点鲜明，取得了显著成果，现提出结题申请，敬请各位专家评议。

一、课题研究背景及研究价值

（一）研究背景

1. 培养学生信息技术核心素养的需要

计算思维作为信息技术核心素养之一，目前是信息科技教育研究者重点研究的课题。计算思维是数学与工程思维的融合，作为三大科学思维之一对社会的发展与进步发挥着重要的作用，并且随着Stem教育理念的深入人心，算法与程序设计在小学信息技术教学中的地位日益上升，培养学生的计算思维将为学生将来数字化学习与创新打下坚实的基础。项目式教学对计算思维的培养具有重要意义。将学生置于真实的项目情境中，鼓励他们在实践中探索、学习和创新。在完成项目的过程中，学生需要学会如何分解问题、如何设计算法、如何进行代码实现以及如何进行测试和优化。这些实践经验有助于培养学生的逻辑思维、算法思维和批判性思维，进而提高他们的计算思维能力。此外，项目式教学还注重团队合作和沟通协作能力的培养，这有助于学生在团队中发挥自己的优势并共同解决问题。因此，项目式教学是培养计算思维的有效途径之一，可以为学生未来的职业生涯和个人发展奠定良好的基础。

2. 适应2022版信息科技课程标准的需要

信息科技新课标强调真实情境下的学习，注重在做中学和用中学，这种教学理念与App Inventor的项目式教学方式非常契合。课题组采用项目式教学，学生需要在完成实际任务的过程中学习编程，并形成一定的项目作品。学生在实践中掌握知识和技能，加深对编程的理解和掌握。

3. 响应园区App Inventor编程课程的开展

App Inventor是一款可视化的安卓应用开发工具，使用这个工具，不需要有非常专业的程序设计知识，只需要简单的拼装脚本块，即可制作简单的安卓应用程序。苏州工业园区青少年活动中心开战了多期App Inventor师生同训项目，并且编撰了非常适合中小学生学习的App Inventor教材。苏州工业园区星洲小学将App Inventor教学引入小学社团教学中去，在真实的项目情境下，探索小学生计算思维的训练方法。

（二）研究价值

1.探索有效的项目式教学方式，为App Inventor项目式教学研究贡献绵薄之力。

2.App Inventor项目式教学注重培养学生的计算思维，即通过计算机科学的方法和思维来解决实际问题。这种思维方式对学生的职业发展和个人成长都具有积极意义。

3.增强学习和创新能力，通过App Inventor项目式教学，学生可以在实践中学习编程知识和技能，同时也可以发挥自己的创新思维和设计思维，从而增强他们的学习和创新能力。

4.促进团队合作和沟通协作能力：App Inventor项目式教学通常以小组为单位进行，学生需要分工合作、沟通协作，共同解决问题和完成任务。这个过程有助于培养学生的团队合作和沟通协作能力。

5.促进学科融合和创新教育：App Inventor项目式教学不仅涉及到计算机编程知识，还涉及到数学、物理、艺术等多个学科的知识。老师可以通过这种教学方式促进学科融合和创新教育的实施。

App Inventor项目式教学的研究价值不仅体现在对学生能力的培养上，还体现在对老师的价值和意义。它可以促进学生的学习和创新能力的提高，培养他们的计算思维和跨学科思维能力，同时也可以提高老师的教学能力和技术水平，促进学科融合和创新教育的实施，增强师生之间的互动和交流。

二、课题研究的理论依据

项目式教学是建立在多种学习理论之上的教学方法，这些理论为项目式教学的实施提供了坚实的理论基础。通过将学习与实践相结合，项目式教学有助于培养学生的实践能力和创新精神，提高他们的综合素质。项目式教学主要依托一下教学理论：

1.建构主义学习理论强调知识的主动建构，项目式教学通过让学生参与项目实践，发挥他们的主体性，主动地建构知识，培养其解决问题的能力。

2.实用主义教育理论认为教育应该与实际生活相联系，让学生在实践中学习和成长。项目式教学将学习与实际项目相结合，让学生在完成项目的过程中掌握知识和技能，培养他们的实践能力和解决问题的能力。

3.情境学习理论认为学习应该发生在真实的情境中，知识是与情境和实践紧密相关的。项目式教学通过创设真实的项目情境，让学生在情境中学习和实践，培养他们的实践能力和解决问题的能力。

4.杜威的“做中学”理论认为学习应该与实际工作和生活相结合，让学生在实践中学习和成长。项目式教学将学习与实际项目相结合，让学生在完成项目的过程中掌握知识和技能，培养他们的实践能力和解决问题的能力。

此外，项目式教学还符合2022年信息科技课程标准的要求，它强调学生的主体地位和自主探究的学习方式，注重培养学生的创新精神和实践能力。项目式教学通过让学生参与真实的项目实践，将学习与实际工作和生活相结合，帮助他们掌握知识和技能，提高他们的综合素质。在实施项目式教学时，教师需要转变传统的教学观念和教学方式，从传统的知识传授者转变为项目引导者和组织者。教师需要精心设计项目内容和学习情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望，引导他们自主探究和合作学习。同时，教师还需要关注学生的学习过程和情感体验，及时给予指导和帮助，鼓励学生发挥自己的创造性和团队合作精神。

三、研究的目标与主要内容

1、研究目标：

研究如何用利用项目教学，进行安卓App的设计，探索项目式教学应用于小学信息技术学科教学之中。从教学准备、项目选择、教学实施等方面，引导学生进行知识学习和作品创作，探索项目式教学行之有效的教学策略，并研究项目式教学下师生角色的转变、学生之间合作关系。

2、研究内容

（1）项目式教学的理论研究

（2）项目式教学在App Inventor编程教学中的实践研究

（3）App Inventor项目式教学对于学生计算思维素养的提升研究

四、课题研究方法和研究对象

（一）研究方法

研究的思路

引导学生观察生活中的细节，发现问题（情境选择的研究）。

提出解决问题的初步思路。

进行项目需求分析，项目功能设计。

进行小组分组，协作推进问题的解决与项目的实施（探索有效的协作学习方式）。

项目的展示与评价

项目的迭代

教师归纳总结项目式教学应用于小学信息技术教学的经验

课题研究方法

在本研究中，采用的研究方法主要有：文献研究法、问卷调查法、观察法、归纳法、教学实证法等。

文献研究法：对本研究相关的书籍、期刊、论文等资料进行收集整理，提高认识，借鉴其研究成果及经验，取其精髓。

问卷调查法：针对学生进行问卷调查，了解学生在APP Inventor 编程课学习状况，搜集学生对在APP Inventor 趣味编程教学的意见、建议、需求等。

观察法：通过在课堂教学活动中对学生进行观察，掌握学生的学习情况，学习风格、情感态度变化等。

归纳法：是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。它把特性或关系归结到基于对特殊的代表(token)的有限观察的类型；或公式表达基于对反复再现的现象的模式(pattern)的有限观察的规律。

教学实证法：依据一定的学习理论和教学理论，在初中学校开展教学实践，收集数据资料，对提出的假设进行验证。

（二）研究对象

1.苏州工业园区星洲小学学生

2.项目式教学的教与学的过程

3.App Inventor平台的教学案例

五、课题研究步骤：

（一）第一阶段（2022年1月-2022年4月）

项目式教学相关理论学习、App Inventor相关教学资源整理、课题组App Inventor环境使用培训。

（二）第二阶段（2022年4月-2023年6月）

实践基于App Inventor的项目式教学，将编程知识、科学知识、工程能力，数学能力等融合在一个个具体项目中，锻炼学生们的计算思维能力；探索如何在项目式学习中合理划分学习小组，引导学生进行协作学习来共同解决项目中的复杂问题；探索如何在项目式教学中提升学生的知识水平、操作技能和问题解决的能力。

（三）第三阶段（2023年6月-2023年12月）

针对课题实施情况，进一步修改和完善项目式教与学方式，摸索出一套有效的基于App Inventor的项目式教学模式，并做好资料收集和成果总结。回顾两年左右的研究过程，收集过程性资料，上升为具有指导意义的经验和成果，撰写结题报告。

六、 课题研究过程

（一）前期准备过程

1.查阅资料，了解课题开展的前期准备工作

通过查阅文献，了解项目式教学的起源、发展以及国内外的研究现状。了解App Inventor的发展历史，以及国内目前的教学研究。我们发现国内项目式教学起步较晚，大部分认知概念是从国外引进的，理论研究主要侧重于项目式教学的概念、特征、要素和实施环节上。经过这些年的发展，项目式教学已逐渐普及，很多学校和机构都在实践项目式教学。尽管项目式教学有很多优点，但实施过程中也存在些许困难。例如，需要跨学科的背景知识和其他学科教师的合作，也需要学生具备一定的自主探究和学习能力。此外，项目式教学实施过程更加复杂，需要教师具备一定的教学能力和经验。尽管项目式学习在实施过程中存在一些难点，但是其发展前景非常广阔。项目式学习可以培养学生的创新思维和实践能力，符合当前社会对人才的需求。同时，随着信息技术的发展和普及，项目式学习也可以得到更多的技术支持和应用。

通过这些背景资料的收集与整理，课题组成员明确了课题的研究价值，与接下来的研究方向。

2.反复研讨，明确了课题的研究内容和研究策略

课题成立以来，课题组成员反复研讨，细致研究，确立了主要的研究内容：

(1) 如何选取合适的情境，既要避免选取远超学生能力范围的项目，也要避免过于简单的项目。

(2) 研究App Inventor项目式教学下，如何有效的组织学生进行小组协作学习。

(3) 研究如何提升学生的问题解决能力，包括问题的提出、问题的分析、问题的解决。

3.规范管理，形成课题专门的研究栏目

开题立项之初，就在学校门户网站上设立课题专栏，主要分研究方案、学习资料、研讨活动、学期汇报等子栏目。课题组定期开展教学研讨活动，并及时上传学习和研讨资料，使得课题能够有条不紊的进行。

4.纳入学校社团课程体系，进行专项教学

课题实施以来，App Inventor课程纳入学校创意编程社团之中。社团课程每周两节，确保学生有足够的时间完成项目，也确保课题能够顺利推进。并且，学校内网架设了专门的App Inventor服务器，保障学生能够快捷访问到App Inventor服务，也确保教师能够实时关注到学生们各个App项目的推进状态。并且，社团申请了10台平板用于App教学，确保学生能够及时的调试修正自己的设计。

（二）具体实施操作过程

1.精挑细选，详细安排。

广泛搜集App Inventor教学案例，并结合园区青少年活动中心的App Inventor教材开展项目式教学活动。所挑选的案例均有一定的难度，并且符合五六年级学生的身心发展，他们经过努力基本都能完成。并且，为了方便学生编程，课题组在学校内网部署了一台App Inventor服务器，学生可以方便快捷地访问App Inventor服务。同时，课题组老师也可以登录服务器，了解每一个学生的项目制作的进度。

每个月，课题组都定期开展课题组会议。一起就课题的推进、学生的学习情况、项目式教学的理论研究与教学心得等情况展开研讨。并将研究资料收集好，定期上传课题专栏。

1. 积极参加培训活动，专家引领明方向。

2022信息科技新课标发布后，课题组成员积极研读新课标，领会新课标的教学思想。新课标也提倡项目式教学，强调在用中学、做中学，并给予了很多实际的指导。新课标发布后，园区教发中心组织了多场关于新课标的专家培训。比如“胡益兵名师工作坊”、“周菊明名师工作坊”、“初中信息技术新课标下项目化学习国家层面的课堂教学展示和专家点评与讲座活动”、江南大学刘向永教授的“项目式学习专题培训”等等。课题组成员仔细聆听了这些讲座，客观上有助于课题组教师深入了解新课标和在新课标指引下开展好App Inventor项目式教学。

2. 基于计算思维提高，选取测试样本

为了方便开展课题研究，课题组成员从四到六年级选定40名学生，开展App Inventor项目式教学。并且一周安排两个课时，保障学生拥有充足的程序设计时间，为课题的有序推进提供保障。课题组对这些学生的计算思维能力进行跟踪测试，分别从个体和整体角度进行对比分析，检测学生的计算思维素养是否在不断提高，并且是否高于全校整体学生。

3. 不断反思，总结问题，优化项目式教学设计

每个月的课题研讨中，课题组都会就教学中遇到的问题进行集中研讨，总结问题出现的原因以及问题的解决方案。在问题解决的过程中，不断优化项目式教学设计。在反思活动中，不断增强了教师对新理念的内化水平和对教育教学现象的洞察能力，从而为科研型教师的成长开辟了一条新途径。并且，鼓励组内成员将反思结果总结成论文，发表在省级以上期刊。

七、课题研究成果

（一）概念界定

项目式教学是以学生为中心，通过让学生参与现实世界的项目来促进他们的学习和发展。在项目式教学中学生通常以小组形式合作，通过解决现实生活中的问题或完成真实的项目来应用他们在课堂上学到的知识和技能。这种学习方式注重学生的主动参与和合作学习，学生需要思考和提出问题、制定解决方案、展开调查研究、收集和分析数据、进行实验、进行展示和评估等。项目式学习不仅帮助学生掌握学科知识，还培养了许多关键技能，如批判性思维、问题解决能力、合作与沟通能力、信息收集与处理能力等。

App Inventor是一个制作手机应用程序的Web系统，非常适合小型安卓项目的开发，它的可视化界面与拖拽式的块语言编程，极大地降低了App编程的难度，符合中小学生的身心发展规律，非常适合用来开展项目式教学研究。因此，本课题组基于App Inventor开展项目式教学。

（二）交流协作习惯化

平时，我们开展教学时经常会发现小组协作交流讨论的教学形式难以实现，经常一个问题抛给学生后，底下会一篇寂静。究其原因，主要有两个，其一是问题太难或者太简单，其二是学生对该问题未能有充分的思考和研究。对于太简单的问题，学生直接会异口同声地回答出来，无需过多的交流讨论。对于太难的问题，学生也丈二和尚摸不着头脑，因此也经常是一篇寂静。还有一类问题，稍有难度，但学生通过努力是可以找到线索并通过小组交流讨论得到正确的答案。但对于这类稍有难度的问题，平时的交流协作环节也难以开展，因为学生没有足够的时间去了解相关的知识，导致他们的交流讨论浮于表面。

鉴于以上问题，课题组成员积极引导学生进行工程化编程，将一个项目分成多个模块，在遇到问题大家解决不了时，学生们进行其他模块的开发，并在课后查找资料，寻求老师的帮助。在以后的课时中，他们根据自己找到的资料，进行交流讨论，寻找合适的技术路径解决问题。一周两节课，课时相对充足，并且两节课相差两天，学生有足够的时间收集资料、自主学习，也有足够的时间进行交流协作学习。学生们的交流协作的问题是有一定难度的，因此他们都乐于交流，并且他们的交流是基于自主学习之上的，有一定的知识基础，交流也更深刻。经过长时间的磨合，协作学习已成为一种习惯。

（三）项目式教学制度化

经过约两年的课题研究，课题组成员已充分领略到项目式教学的魅力，并形成了一套行之有效的项目式教学策略。

在学生未了解App Inventor程序设计时，课题组成员采用最简单的项目，带领学生了解App Inventor的编程环境、编程步骤、调试技巧等，让学生切实完整经历一个电脑编程到手机安装App程序的过程。

在学生了解了所有的技术过程后，课题组成员带领学生完成一些小型的安卓程序设计。在这个过程中，学生的编程能力得到比较全面的发展，开始懂得程序设计、程序编写、安装调试、Bug修正等一系列的流程。

在学生技术上有了一定发展后，我们开始鼓励学生用程序设计解决生活中遇到的一些问题。这个阶段，学生需要用心体会生活，辨别哪些是真问题，哪些是伪需求。并通过自主学习、小组交流协作、寻求老师帮助等一系列手段，完成项目。在这个阶段，学生的计算思维得到全面提升，编程能力得到迅速发展。

由于部署了校内App Inventor服务器，我们给学生分配了固定的编程账号。每周五备课组教研时，课题组成员也会及时观察每个学生的项目进展，及时给予学生必要的指导。

（四）项目选择多样化

不同年级的学生编程水平和解决问题的能力存在很大的差异，同一年龄层次的学生也存在个体差异。在App Inventor项目式教学实操过程中，我们将学生分为三个层次，入门级、提高级和精通级。

对于入门级的学生，我们选择难度较小、复杂程度较低的项目。这些项目尽可能的一到两节课之间能够完成，主要让学生熟悉App的完整开发流程，并且维持学生们的学习兴趣。这些项目的知识点也要尽可能的全面，为学生向提高级迈进做好铺垫。

对于提高级的学生，我们选择的项目尽可能有一些难度，程序设计时偏向算法设计多一点，带领他们从具体形象思维到抽象算法思维过渡。这个阶段的学生，我们主要锻炼他们的计算思维和解决问题的能力。

对于精通级的学生，他们已经非常熟悉App Inventor使用方法，程序设计也比较熟练。我们鼓励这个阶段的学生，利用App Inventor程序设计，解决一些实际问题。学生们观察平时的校园生活，提出自己的需求，并且作出一些实际可用的产品，比如班级图书角管理软件、秒表计时器、随机点名器等。

对于综合性项目，课题组会对学生进行异质分组，入门级学生在提高级和精通级组员的带领下，实现程序设计和算法设计水平的提升。对于编程能力比较高的学生，课题组重在锻炼他们的领导与协作能力。

（五）评价方式多样化

在App Inventor项目式教学中，课题组采用了多种评价方式，有学生自评、学生互评、教师评价、产品展示评价、量规评价等等。在课题实际推进中，我们主要采用学生互评和产品展示评价这两种方式。项目式教学强调小组协作学习，评价环节，学生从不同角度和视野来评价自己和其他组员的表现，从而更加全面客观的了解自己和他人的优缺点，促进评价主体的多样性。学生互评还可以培养学生的批判性思维和合作能力，让学生在评价过程中学会倾听、思考、表达和合作。其次，在App Inventor教学中，学生最终会形成一些App程序作品，产品展示评价直接反映了App作品的质量和特点，评价结果客观。并且，产品展示评价也是一个互相学习的过程，通过观察和评价他人的作品，可以发现自己的不足，从而改进自己的项目，提升自己的程序设计水平。

八、课题研究遇到的主要问题及研究展望

课题组在近两年的课题研究中取得了一定的成果，但在研究过程中还是遇到了一些困难和不足，具体如下：

1、课题研究初期，组员经验不足，很多问题的处理不太成熟。比如，初涉App Inventor时，学生发现不在像Scratch那样方便调试，需要借助平板电脑和AI伴侣等软硬件去调试，难度比以往高很多。在困难面前，学生有放弃钻研的倾向。怎样在学习的初始阶段，保持学生耐心，引导学生积极钻研，这个方面课题组还需下功夫去研究。

2、小学生刚接触App Inventor，看到很多的平板用于程序展示，很容易激起他们的兴趣和好奇心，并且，项目式教学对于学生而言也十分新鲜。但过了一段时间，这股新鲜劲过了之后，如何保持学生学习的积极性与主动性，这个也是一个挑战。

3、由于国内对App Inventor教学研究较少，App Inventor网站极少，并且这些网站用于教学都存在一些困难。比如，有的网站登录方便，但版本太过于老旧；有的网站版本很新，组件功能齐全，但却需要腾讯QQ登录，无法在课堂中广泛使用。由于这些问题的存在且难以解决，后期课题组申请了一台校内服务器，专门用于App Inventor教学。

后期，课题组将继续加强项目式教学理论学习，积极借鉴其他学校的App Inventor教学经验，继续在学校进行项目式教学实践与研究。并且，后期课题组将重点研究如何从学生的兴趣入手，提高项目式教学的有效性，不断优化和改进App Inventor项目式教学。