中職《信息技術(shù)》課程程序設(shè)計(jì)模塊的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施-以消毒機(jī)器人項(xiàng)目為例

中職《信息技術(shù)》課程程序設(shè)計(jì)模塊的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施—以消毒機(jī)器人項(xiàng)目為例一、教學(xué)整體設(shè)計(jì)（一）教學(xué)內(nèi)容1.課程教學(xué)內(nèi)容中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程是各專業(yè)學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課程。學(xué)生通過(guò)對(duì)信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，有助于增強(qiáng)信息意識(shí)、發(fā)展計(jì)算思維、提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、樹立正確的信息社會(huì)價(jià)值觀和責(zé)任感，培養(yǎng)符合時(shí)代要求的信息素養(yǎng)與適應(yīng)職業(yè)發(fā)展需要的信息能力。依據(jù)中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，本課程由基礎(chǔ)模塊和拓展模塊兩部分構(gòu)成。信息技術(shù)課程基礎(chǔ)模塊是必修內(nèi)容，共108學(xué)時(shí)，6學(xué)分；拓展模塊是任意選修內(nèi)容，共36學(xué)時(shí)2學(xué)分。2.教材選用本課程教材選用江蘇鳳凰教育出版社出版，馬成榮、夏英主編的“十四五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《信息技術(shù)》。本教材以《中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)模塊為依據(jù)，緊密結(jié)合中等職業(yè)教育特點(diǎn)，密切聯(lián)系中職信息技術(shù)教學(xué)實(shí)際，突出技能訓(xùn)練和動(dòng)手能力培養(yǎng)，符合中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)要求，提高中職生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四大學(xué)科核心素養(yǎng)。3.教學(xué)內(nèi)容和課程思政教學(xué)內(nèi)容選自《信息技術(shù)》第二冊(cè)·學(xué)習(xí)領(lǐng)域二《模塊五程序設(shè)計(jì)入門》，共12課時(shí)。本模塊旨在引導(dǎo)學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的基本理念，初步掌握程序設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用程序設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的能力。后疫情時(shí)代，公共場(chǎng)所的消毒工作，成為防疫中的常態(tài)化工作。人工消殺是一項(xiàng)工作量大、工作時(shí)間長(zhǎng)的工作。能否設(shè)計(jì)一款消毒機(jī)器人，把人從重復(fù)性的消殺工作中解放出來(lái)呢？學(xué)生在消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)中，用機(jī)器人在機(jī)場(chǎng)、高鐵、客運(yùn)站、學(xué)校圖書館、醫(yī)院等公共場(chǎng)所進(jìn)行定時(shí)、定區(qū)域精準(zhǔn)消毒，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、無(wú)接觸的自動(dòng)化消毒。

在消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，學(xué)生深入醫(yī)院、車站等場(chǎng)所，調(diào)研疫情防控中消毒的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，深度研討機(jī)器人消毒的優(yōu)勢(shì)，積極學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，勇于探索消毒機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法，團(tuán)隊(duì)協(xié)作實(shí)現(xiàn)消毒機(jī)器人的主要功能，充分利用程序設(shè)計(jì)解決了防疫中的消殺問(wèn)題。圖1教學(xué)設(shè)計(jì)（二）教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)1.教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：結(jié)合生活實(shí)例，能正確區(qū)分指令、程序、程序設(shè)計(jì)、算法等程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，探索消毒機(jī)器人基本功能的算法分析和設(shè)計(jì)。能力目標(biāo)：運(yùn)用程序設(shè)計(jì)邏輯思維理念解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行消毒機(jī)器人需求分析和功能分析，使用畫程軟件準(zhǔn)確畫出流程圖，使用Python完成機(jī)器人消殺的程序代碼編輯、運(yùn)行并調(diào)試相對(duì)完整的應(yīng)用程序。素養(yǎng)目標(biāo)：在項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過(guò)程中，訓(xùn)練邏輯思維，樹立規(guī)則意識(shí)，培養(yǎng)編程興趣，逐步形成對(duì)計(jì)算思維、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)的認(rèn)知、認(rèn)同和內(nèi)化。2.重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：消毒機(jī)器人需求分析和功能分析；消毒機(jī)器人基本功能的算法分析、設(shè)計(jì)，并用流程圖表示；turtle庫(kù)函數(shù)的使用、編制循環(huán)結(jié)構(gòu)程序；編寫if-elif-else流程控制語(yǔ)句；多分支選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的方法；教學(xué)難點(diǎn)：理解運(yùn)用程序設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的邏輯思維理念；消毒機(jī)器人基本功能的算法分析、設(shè)計(jì)，并用流程圖表示；運(yùn)用for循環(huán)解決實(shí)際問(wèn)題的基本思路；運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)器人多次消殺的基本思路；（三）教學(xué)策略1.工作過(guò)程導(dǎo)向以消毒機(jī)器人這一真實(shí)項(xiàng)目任務(wù)為載體，基于項(xiàng)目分析、算法設(shè)計(jì)、建圖編程、消殺編程、避障編程、路演調(diào)試過(guò)程組織教學(xué)，學(xué)生在參與整個(gè)項(xiàng)目調(diào)研、設(shè)計(jì)、研發(fā)和實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)基于程序設(shè)計(jì)理念的邏輯思維習(xí)慣和方法能力。2.“5E”教學(xué)模式積極開(kāi)展“5E”教學(xué)模式：引入Engagement、探索Exploration、解釋Explanation、遷移Elaboration、評(píng)價(jià)Evaluation，引導(dǎo)學(xué)生在課中深度參與課堂學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，結(jié)合課前和課后自主學(xué)習(xí)，初步掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法，開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)。3.線上線下結(jié)合依托泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，開(kāi)展課前預(yù)習(xí)與答疑，課中線下授課與互動(dòng)、在線測(cè)試，課后線上反饋、數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，促進(jìn)師生互動(dòng)、及時(shí)評(píng)價(jià)，提高課堂實(shí)效。（四）教學(xué)評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表開(kāi)展自評(píng)和互評(píng)，并上傳平臺(tái)；引導(dǎo)學(xué)生交流學(xué)習(xí)心得，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行小結(jié)，肯定成績(jī)，指出問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)方式多元、評(píng)級(jí)內(nèi)涵多元、評(píng)價(jià)主體多元。二、教學(xué)實(shí)施過(guò)程（一）教學(xué)實(shí)施過(guò)程教學(xué)實(shí)施過(guò)程分為課前探學(xué)、課中踐學(xué)、課后拓學(xué)三個(gè)階段，以“消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)“5E”教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生課前自主探究、課中“5E”深度實(shí)踐、課后拓展應(yīng)用，應(yīng)用簡(jiǎn)單算法和功能解決信息處理的具體問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)消毒機(jī)器人的基本功能?！?E”教學(xué)模式是美國(guó)生物學(xué)課程研究(BSCS,1989)開(kāi)發(fā)的一種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的模式，自上世紀(jì)80年代末以來(lái)這種教學(xué)模式就在BSCS的總課程設(shè)計(jì)中被應(yīng)用，是一種致力于引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法。在消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)的每個(gè)任務(wù)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，根據(jù)任務(wù)中的認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，為學(xué)生提供對(duì)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行展示和分析，讓學(xué)生嘗試用自己的理解闡述他們對(duì)概念的認(rèn)知，學(xué)生通過(guò)繪制流程圖、編寫程序、調(diào)試應(yīng)用等實(shí)踐練習(xí)，加深或拓展對(duì)概念的理解，獲得更多的信息和技能，最后為學(xué)生提供自評(píng)和互評(píng)的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體的吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)“5E”教學(xué)模式。（二）教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)施在消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)的每個(gè)任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，將全班學(xué)生分成六組，5-6人為一組，推選組長(zhǎng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作開(kāi)展社會(huì)調(diào)查、項(xiàng)目實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)等每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)學(xué)生自評(píng)、組內(nèi)互評(píng)、組間評(píng)學(xué)和教師點(diǎn)評(píng)，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、實(shí)踐操作等環(huán)節(jié)開(kāi)展積極評(píng)價(jià)。三、學(xué)生學(xué)習(xí)效果（一）教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)達(dá)成圍繞消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)6個(gè)任務(wù)的實(shí)施，采用“三課三學(xué)”的教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)課前探學(xué)、課中踐學(xué)、課后拓學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。突出教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)任務(wù)的安排任環(huán)環(huán)緊扣，從問(wèn)卷調(diào)研、模擬示例、到編制程序，緊扣重點(diǎn)；學(xué)習(xí)策略的方法得當(dāng)，從畫路徑、說(shuō)步驟、繪流程、補(bǔ)代碼，到調(diào)試程序，重點(diǎn)突出，教學(xué)效果好。突破教學(xué)難點(diǎn)：一是難度逐步分解，從繪制一個(gè)矩形，引伸出用循環(huán)語(yǔ)句繪制正方形，舉一反三繪制正六邊形，最后到繪制同心正方形、同心矩形，由易到難；二是充分運(yùn)用畫程可視化工具，系統(tǒng)自動(dòng)生成程序代碼，減少了因輸入等原因產(chǎn)生的語(yǔ)法錯(cuò)誤，消除了學(xué)生對(duì)編寫程序的恐懼感，降低學(xué)習(xí)難度。（二）思政育人成效課程思政貫穿于教學(xué)的全過(guò)程，通過(guò)眼觀、耳聽(tīng)、口說(shuō)、動(dòng)手實(shí)踐，逐步形成對(duì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)、工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)的認(rèn)知、認(rèn)同、內(nèi)化。（三）創(chuàng)新能力成效應(yīng)用5E教學(xué)模式：充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)探究和實(shí)踐解決實(shí)際問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生思維的培養(yǎng)。應(yīng)用畫程工具軟件：可視化的操作界面降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，減少了學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)編程的恐懼，化解了編程中語(yǔ)法錯(cuò)誤多的學(xué)習(xí)障礙。四、反思改進(jìn)措施（一）特色與創(chuàng)新1.圍繞人類健康安全選題，助力科技防疫全球新型冠狀病毒肺炎自2019年底爆發(fā)以來(lái)，當(dāng)前全球疫情仍然十分嚴(yán)重，我國(guó)疫情也在高位運(yùn)行。我國(guó)始終堅(jiān)持“人民至上、生命至上”的理念，將人民生命安全和身體健康作為疫情防控的第一要?jiǎng)?wù)，全面落實(shí)“外防輸入、內(nèi)防反彈”總策略和“動(dòng)態(tài)清零”總方針，堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、依法科學(xué)、分級(jí)分類”的原則，堅(jiān)決防范境外疫情輸入和境內(nèi)疫情反彈。為了更好地開(kāi)展防疫工作，全社會(huì)多措并舉、多維保障，采用“人防＋技防”雙保險(xiǎn)，借助各類科技手段助力防疫。而消毒機(jī)器人為代表的智能化消毒模式應(yīng)運(yùn)而生，提升了城市管理與疫情防控的智能化水平。圍繞人類健康安全選題，極大地激發(fā)了中職生積極參與防疫的社會(huì)責(zé)任感，樹立正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀。2.圍繞信息技術(shù)核心素養(yǎng)，打造高效課堂落實(shí)“信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任”四大核心素養(yǎng)，是中等職業(yè)學(xué)校信息技術(shù)課程課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。在教學(xué)中以任務(wù)為引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取學(xué)習(xí)信息、尋求解決問(wèn)題的信息、團(tuán)隊(duì)合作共享信息，不斷提升學(xué)生的信息意識(shí)；在分析處理信息、解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)展計(jì)算思維，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，就像通過(guò)分解把大象裝進(jìn)冰箱需要的步驟，用流程圖來(lái)描述算法，遷移到消毒機(jī)器人基本功能的算法分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，逐步提高學(xué)生的計(jì)算思維；指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用泛雅平臺(tái)等數(shù)字化學(xué)習(xí)資源和《畫程》和《Python》等程序設(shè)計(jì)的工具，提高中職生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力；在消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目研發(fā)、任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中，注重公共信息安全所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，提高信息行動(dòng)能力，主動(dòng)履行信息社會(huì)的道德行為自律。（二）反思與改進(jìn)1.存在問(wèn)題（1）教學(xué)資源不夠豐富，影響教學(xué)質(zhì)量提升教材資源比較薄弱、共享教學(xué)資源比較缺乏，給消毒機(jī)器人程序設(shè)計(jì)的教學(xué)帶來(lái)一定的難度，影響了整體教學(xué)質(zhì)量的提升。（