義務教育階段美術編程課程資源開發研究

《義務教育藝術課程標準（2022年版）》對跨學科教學提出明確要求，第二學段（三至五年級）學習任務的內容要求為：嘗試通過圖形化工具，運用簡單的程序語言，設計日常物品與居室環境，體驗編程與設計的關系。結合美術學科與編程知識，本文以“萬家燈火”單元課程為例，以設計制作一盞運用編程語言控制燈光的智能燈為任務情境，讓學生繪制設計圖紙及流程圖，并結合圖形化編程軟件及LED燈泡等硬件設備完成學習任務。一、美術編程課程資源開發理論基礎（一）跨學科學習理念跨學科學習是以培養學生的自由人格、跨學科意識和創造性解決問題的能力為目的，整合兩種或兩種以上的學科觀念、方法與思維方式，以解決真實問題、產生跨學科理解的課程與教學取向[1。跨學科學習指向學生直接的、真實的生活，針對某一明確自標或真實問題，通過學科間知識與內容的整合，提升學生創造性解決問題的能力。開發美術編程課程資源，主要是以美術學科為中心，運用信息科技、科學學科等知識，對所指向的共同題目進行加工和設計的活動。它包括確定核心素養、選擇具體學科、設計主要問題、著手解決問題、開展評價反思五個環節，層層遞進、相互滲透，最終形成循環，培養學生的綜合創新能力。（二）藝科融合理念隨著科技發展，藝術作品的創作、展示和傳播方式也開始依賴數字技術。在把計算機作為教學媒介，以及支持教學的技術環境中，教師可以更富創造力地表現美術學科知識。如使用流程圖、圖表，知識呈現更為直觀、清晰。在美術教學中融人編程內容，也為美術教學提供了多元空間：學生具備跨學科研究和思辨的空間，同時關注歷史和文化的影響。二、美術編程課程資源開發思路（一）聚焦核心素養核心素養是課程育人價值的集中體現。美術編程課程資源開發須通過任務驅動設計課程，促進學生審美感知、藝術表現、創意實踐、文化理解等的培養。教師在引導學生進行編程創作實踐時，可提供古今中外經典藝術作品案例，展示藝術家的創作思路與過程，幫助學生像藝術家一樣思考，引導學生發現美、感知美。與編程結合的美術課程，為學生藝術創作提供了多樣化的表現途徑；信息化平臺則為美術教學提供了藝術創作與表現的新方式，促進學生藝術表現能力的提升。通過豐富的、綜合性的、探究性的教學活動，教師要充分體現創造的超越性、想象的豐富性和思維的融合性，并使用信息技術解決問題，提升學生的創意實踐能力，弘揚中華優秀傳統文化。（二）培養計算思維與能力開發美術編程課程資源，需要教師在美術課程中融入信息科技學科內容，注重學生計算思維與能力的培養。對于義務教育階段學生來說，開發美術編程課程資源不是要求學生熟練掌握編程語言的編寫與運用，而是在遵循學生身心發展規律和學習規律的基礎上，促進其計算思維的形成。教師還需考慮不同地區教學設施的配備情況。對于偏遠地區或不具備使用編程軟硬件條件的學校學生，他們也可以通過單元課程的學習掌握算法，發現解決問題的不同角度，找到獨特的解決辦法，促進學生邏輯思維能力的提升。（三）利用藝術與科技融合的優勢開發美術編程課程資源時，教師不僅要深度開發藝術與科技融合的可能性，還要拓展學生思考的維度。從現階段藝術與科技融合較好的建筑、機械、設計等領域的發展情況著，教師對美術編程資源進行深度開發，能夠更好地培養學生解決問題的能力。圖形化編程語言的應用，為學生提供了多樣化的藝術表現途徑，促進其思想火花進發與創作靈感顯現。在它的有力支持下，學生可以快速創造出使用新興技術制作的實體藝術與虛擬藝術作品，借助網絡平臺與相關專家溝通交流，使得藝術表現更為多樣、開放且有個性。三、美術編程課程資源開發一般步驟（一）精準進行學情分析C、Java、Python等編程語言，為專業人士提供了與計算機交流的便利途徑，但義務教育階段學生邏輯思維能力、動手操作能力處于發展階段，學習掌握專業的編程語言較為困難。圖形化編程語言軟件不需要拼寫代碼，而是通過模塊拖曳、連接、修改參數，即可完成程序編寫，實現人類與機器的交流。行動研究發現，學生有在信息科技學科學習使用相似編程語言的經歷，可以熟練使用圖形化編程語言完成學習任務。目前，圖形化編程軟件已被廣泛運用于義務教育階段信息科技學科教學中。其軟件界面簡潔，功能豐富，通過拼圖連接模塊化編程語言，易于學生操作學習，激發學生興趣，為學生發揮想象力與創造力、增強動手操作實踐能力提供了便利工具（如圖1）。圖1使用軟件控制模塊程序示例為滿足教學需要，教師還針對單元內容使用了其他圖形化編程軟件。例如，學習室內設計時，可使用SketchUp設計軟件。此軟件界面簡潔，但專業性較強，適合學生短時間掌握、體驗專業設計師進行室內設計的流程。（二）進行編程課程資源的轉化1.選擇合適的編程語言不同類型的編程軟件適用于不同學段、不同內容的教學。教師開發此類課程時，可與信息科技課程中的編程內容結合，選擇與課程內容、學校條件適配的圖形化編程軟件，以激發學生學習興趣，深入理解教學內容。2.開發藝術價值分析開發美術學科編程資源時，教師需關注不同類型的圖形化編程軟件對學生藝術學習的價值問題。使用圖形化編程軟件開發美術編程課程，教師需基于美術學科教學和核心素養培養要求，融入信息科技學科中與編程相關的內容。此類課程多為跨學科學習內容，是在美術學科內容基礎上增加信息科技學科編程知識，強調美術學科本體知識，注重藝術在單元課程中的引領作用，將圖形化編程軟件作為學生創作藝術作品的重要工具。例如，使用綜合材料制作燈的作品時增加編程元素，使學生運用編程的方式點亮、控制自己制作的燈具。教師使用圖形化編程軟件開發的美術編程課程，打破了不同藝術門類的壁壘，富有創意地融合不同元素完成藝術作品。此類編程語言基于藝術設計，不僅可以連接硬件設備，使美術與舞蹈相聯系；還可通過傳感器捕捉人物動態，完成藝術作品創作；更可與音樂相聯系，制作音畫互動的藝術作品。使用此類編程軟件時，教師需考慮地區與學生情況，因材施教。學生未曾在信息科技課程中學習使用相關軟件，初次接觸新軟件是否有能力獨自完成藝術作品創作，需要教師在課程開發時周密考慮。設計課程時，教師可借助現成案例創編，引導學生用臨摹、添加、改造等手法，模仿、改變原作，思考其與其他作品的區別。3.明確教育功能開發美術編程課程資源的目的之一，是探究美術與編程深度融合的教育功能。在資料收集、教學設計、課程實施、反思評價等課程資源設計環節，教師均需考慮其教育功能。從學生發展角度看，開發美術編程課程資源需關注核心素養，以促進學生全面發展。教師在設計美術編程課程資源時，不僅需考慮本學科要培養的學生核心素養，還需考慮課程涉及的跨學科核心素養的培養。例如，“萬家燈火”單元課程中，除涉及美術學科審美感知、藝術表現、創意實踐、文化理解等核心素養外，還涉及信息科技學科的計算思維，以及科學學科中的科學觀念等。從教師課程設計角度看，教師需對照各學科課程標準內容要求設計課程。例如，信息科技課標第三學段（五至六年級）對身邊的算法內容提出明確要求，“萬家燈火”單元課程還涉及算法、流程圖相關知識。同時，教師還需關注國內外相關教學期刊，了解美術教學中新技術的融入及應用情況。從學校及社會角度看，開發美術編程課程資源挖掘了技術賦能美術教學的多種可能性。學校可結合美術與編程內容開展一系列活動，并將其作為教學特色，增加美術教學的廣度與深度，促進智慧校園建設。教師開發此類課程資源，也在一定程度上推動了藝術教育以及新媒體相關活動的開展。（三）課程設計與實施1.任務驅動的單元設計從學科融合角度看，教師需設計與學生生活密切相關的單元任務，創設貼近學生學習生活的問題情境，引發學生思考，并通過拆解單元任務，形成逐層遞進的任務鏈。單元目標設計指向學生多核心素養的培養，美術編程課程資源開發需從美術與信息科技兩個學科角度考慮，在著重培養學生審美感知、藝術表現、創意實踐、文化理解核心素養的同時，考慮信息科技學科對于學生信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任的培養，同時強調學生認知能力與非認知能力方面的發展，結合主題化、生活化、情境化、項目式的方式組織課程內容，提高學生學習探索和遷移的能力，從而實現教學從學科本位、知識本位到素養本位的轉型。與編程結合的美術單元課程資源開發需同時注重美術學科與信息科技學科兩方面的任務安排。以“萬家燈火”單元為例，在美術學科方面，學生須繪制設計圖紙，思考制作步驟，準備材料，最后完成燈的制作（如圖2）；在信息科技學科方面，學生在繪制設計圖紙時需了解算法，學習用流程圖的形式描述算法，最后用編程實現算法，體驗“輸人一計算一輸出”的計算模式。雖然學生需要學習編程語言，但教學重點仍是培養學生的計算思維能力、邏輯能力。標題與編程結合的美術單元課程資源開發更需注重教學評一致性。教學評價設計要圍繞教學自標，課程學習內容要有助于教學目標的達成，依據教學目標、學生核心素養，設計針對課程知識和學生認知能力、非認知能力的評價維度及標準，同時邀請其他學科教師對此量規提出建議并修改。不僅如此，在注重學生最終作品的同時，教師還要關注學生單元學習情況，如運用學習檔案袋（如圖3）保留學生的過程性學習材料，如設計圖紙、思維導圖、評價量規等。結合最終作品，教師可邀請學習伙伴、家長、美術教師及其他學科教師進行多元評價；也可通過家校合作，制作電子學習檔案袋，搭建電子作品展示平臺，以便學生之間、學生與家長、家長與教師溝通與交流，全方位了解學生情況，促進其全面發展。標題2.探索、優化、驗證一體化的課程實施基于任務驅動的單元課程資源開發，要注重從研究者、教師、學生、家長等多角度出發，驗證課程方案的可行性、教育性和有效性。義務教育美術編程課程相關單元案例較少，教師在進行課程資源開發時，需進行多輪教學實驗，以驗證課程的可行性。教師在教學設計時，須經過探索、優化以及驗證多階段的課程實施、觀察與反思，從學生的評價量規、學生及家長的訪談調查等方面驗證單元課程的教育性、有效性。同時，還可設計針對跨學科單元課程內容的測試題或訪談內容，對學生核心素養提升、知識點掌握情況進行客觀判斷，以便更好地調整教學方案。在課程實施中，教師要注重學生核心素養的培養、自身專業發展和研究能力提升。學生對于結合編程的美術課程抱有很大興趣，相關課程的實施能夠幫助學生培養美術以及信息科技核心素養，同時提升綜合探究能力、遷移應用能力。在美術編程課程實施過程中，美術教師運用現代信息技術的教學能力得到提高，專業學科知識得以拓展，教學方式不斷更新。不僅如此，基于跨學科的單元教學中，不同學科間的教師交流活動增加，教師學習共同體形成與發展，單元課程設計不斷完善。對于研究者來說，進行探索、優化、驗證的一體化課程實施，能夠更深入地了解學生、家長、一線教師對該類課程的直觀感受，獲得相對準確的實驗數據。基于探索、優化、驗證一體化的美術編程課程實施，也能夠豐富和完善深度學習、跨學科學習、藝科融合等理論。在課程設計層面，開發美術編程課程資源是藝術課程標準的要求，也是數字時代教育教學的要求。單元課程設計需遵循素養導向，設計引領性的學習主題、貼近學生生活的問題情境，明確課程價值取向，以激發學生學習興趣，引發深度學習。對此，教師可基于指向大觀念的基本問題，設計具有一定挑戰性的單元學習任務，以邏輯嚴密的任務鏈引導，基于具體案例進行深度