义务教育阶段美术编程课程资源开发研究

《义务教育艺术课程标准（2022年版）》对跨学科教学提出明确要求，第二学段（三至五年级）学习任务的内容要求为：尝试通过图形化工具，运用简单的程序语言，设计日常物品与居室环境，体验编程与设计的关系。结合美术学科与编程知识，本文以“万家灯火”单元课程为例，以设计制作一盏运用编程语言控制灯光的智能灯为任务情境，让学生绘制设计图纸及流程图，并结合图形化编程软件及LED灯泡等硬件设备完成学习任务。一、美术编程课程资源开发理论基础（一）跨学科学习理念跨学科学习是以培养学生的自由人格、跨学科意识和创造性解决问题的能力为目的，整合两种或两种以上的学科观念、方法与思维方式，以解决真实问题、产生跨学科理解的课程与教学取向[1。跨学科学习指向学生直接的、真实的生活，针对某一明确自标或真实问题，通过学科间知识与内容的整合，提升学生创造性解决问题的能力。开发美术编程课程资源，主要是以美术学科为中心，运用信息科技、科学学科等知识，对所指向的共同题目进行加工和设计的活动。它包括确定核心素养、选择具体学科、设计主要问题、着手解决问题、开展评价反思五个环节，层层递进、相互渗透，最终形成循环，培养学生的综合创新能力。（二）艺科融合理念随着科技发展，艺术作品的创作、展示和传播方式也开始依赖数字技术。在把计算机作为教学媒介，以及支持教学的技术环境中，教师可以更富创造力地表现美术学科知识。如使用流程图、图表，知识呈现更为直观、清晰。在美术教学中融人编程内容，也为美术教学提供了多元空间：学生具备跨学科研究和思辨的空间，同时关注历史和文化的影响。二、美术编程课程资源开发思路（一）聚焦核心素养核心素养是课程育人价值的集中体现。美术编程课程资源开发须通过任务驱动设计课程，促进学生审美感知、艺术表现、创意实践、文化理解等的培养。教师在引导学生进行编程创作实践时，可提供古今中外经典艺术作品案例，展示艺术家的创作思路与过程，帮助学生像艺术家一样思考，引导学生发现美、感知美。与编程结合的美术课程，为学生艺术创作提供了多样化的表现途径；信息化平台则为美术教学提供了艺术创作与表现的新方式，促进学生艺术表现能力的提升。通过丰富的、综合性的、探究性的教学活动，教师要充分体现创造的超越性、想象的丰富性和思维的融合性，并使用信息技术解决问题，提升学生的创意实践能力，弘扬中华优秀传统文化。（二）培养计算思维与能力开发美术编程课程资源，需要教师在美术课程中融入信息科技学科内容，注重学生计算思维与能力的培养。对于义务教育阶段学生来说，开发美术编程课程资源不是要求学生熟练掌握编程语言的编写与运用，而是在遵循学生身心发展规律和学习规律的基础上，促进其计算思维的形成。教师还需考虑不同地区教学设施的配备情况。对于偏远地区或不具备使用编程软硬件条件的学校学生，他们也可以通过单元课程的学习掌握算法，发现解决问题的不同角度，找到独特的解决办法，促进学生逻辑思维能力的提升。（三）利用艺术与科技融合的优势开发美术编程课程资源时，教师不仅要深度开发艺术与科技融合的可能性，还要拓展学生思考的维度。从现阶段艺术与科技融合较好的建筑、机械、设计等领域的发展情况着，教师对美术编程资源进行深度开发，能够更好地培养学生解决问题的能力。图形化编程语言的应用，为学生提供了多样化的艺术表现途径，促进其思想火花进发与创作灵感显现。在它的有力支持下，学生可以快速创造出使用新兴技术制作的实体艺术与虚拟艺术作品，借助网络平台与相关专家沟通交流，使得艺术表现更为多样、开放且有个性。三、美术编程课程资源开发一般步骤（一）精准进行学情分析C、Java、Python等编程语言，为专业人士提供了与计算机交流的便利途径，但义务教育阶段学生逻辑思维能力、动手操作能力处于发展阶段，学习掌握专业的编程语言较为困难。图形化编程语言软件不需要拼写代码，而是通过模块拖曳、连接、修改参数，即可完成程序编写，实现人类与机器的交流。行动研究发现，学生有在信息科技学科学习使用相似编程语言的经历，可以熟练使用图形化编程语言完成学习任务。目前，图形化编程软件已被广泛运用于义务教育阶段信息科技学科教学中。其软件界面简洁，功能丰富，通过拼图连接模块化编程语言，易于学生操作学习，激发学生兴趣，为学生发挥想象力与创造力、增强动手操作实践能力提供了便利工具（如图1）。图1使用软件控制模块程序示例为满足教学需要，教师还针对单元内容使用了其他图形化编程软件。例如，学习室内设计时，可使用SketchUp设计软件。此软件界面简洁，但专业性较强，适合学生短时间掌握、体验专业设计师进行室内设计的流程。（二）进行编程课程资源的转化1.选择合适的编程语言不同类型的编程软件适用于不同学段、不同内容的教学。教师开发此类课程时，可与信息科技课程中的编程内容结合，选择与课程内容、学校条件适配的图形化编程软件，以激发学生学习兴趣，深入理解教学內容。2.开发艺术价值分析开发美术学科编程资源时，教师需关注不同类型的图形化编程软件对学生艺术学习的价值问题。使用图形化编程软件开发美术编程课程，教师需基于美术学科教学和核心素养培养要求，融入信息科技学科中与编程相关的内容。此类课程多为跨学科学习内容，是在美术学科内容基础上增加信息科技学科编程知识，强调美术学科本体知识，注重艺术在单元课程中的引领作用，将图形化编程软件作为学生创作艺术作品的重要工具。例如，使用综合材料制作灯的作品时增加编程元素，使学生运用编程的方式点亮、控制自己制作的灯具。教师使用图形化编程软件开发的美术编程课程，打破了不同艺术门类的壁垒，富有创意地融合不同元素完成艺术作品。此类编程语言基于艺术设计，不仅可以连接硬件设备，使美术与舞蹈相联系；还可通过传感器捕捉人物动态，完成艺术作品创作；更可与音乐相联系，制作音画互动的艺术作品。使用此类编程软件时，教师需考虑地区与学生情况，因材施教。学生未曾在信息科技课程中学习使用相关软件，初次接触新软件是否有能力独自完成艺术作品创作，需要教师在课程开发时周密考虑。设计课程时，教师可借助现成案例创编，引导学生用临摹、添加、改造等手法，模仿、改变原作，思考其与其他作品的区别。3.明确教育功能开发美术编程课程资源的目的之一，是探究美术与编程深度融合的教育功能。在资料收集、教学设计、课程实施、反思评价等课程资源设计环节，教师均需考虑其教育功能。从学生发展角度看，开发美术编程课程资源需关注核心素养，以促进学生全面发展。教师在设计美术编程课程资源时，不仅需考虑本学科要培养的学生核心素养，还需考虑课程涉及的跨学科核心素养的培养。例如，“万家灯火”单元课程中，除涉及美术学科审美感知、艺术表现、创意实践、文化理解等核心素养外，还涉及信息科技学科的计算思维，以及科学学科中的科学观念等。从教师课程设计角度看，教师需对照各学科课程标准内容要求设计课程。例如，信息科技课标第三学段（五至六年级）对身边的算法内容提出明确要求，“万家灯火”单元课程还涉及算法、流程图相关知识。同时，教师还需关注国内外相关教学期刊，了解美术教学中新技术的融入及应用情况。从学校及社会角度看，开发美术编程课程资源挖掘了技术赋能美术教学的多种可能性。学校可结合美术与编程内容开展一系列活动，并将其作为教学特色，增加美术教学的广度与深度，促进智慧校园建设。教师开发此类课程资源，也在一定程度上推动了艺术教育以及新媒体相关活动的开展。（三）课程设计与实施1.任务驱动的单元设计从学科融合角度看，教师需设计与学生生活密切相关的单元任务，创设贴近学生学习生活的问题情境，引发学生思考，并通过拆解单元任务，形成逐层递进的任务链。单元目标设计指向学生多核心素养的培养，美术编程课程资源开发需从美术与信息科技两个学科角度考虑，在着重培养学生审美感知、艺术表现、创意实践、文化理解核心素养的同时，考虑信息科技学科对于学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的培养，同时强调学生认知能力与非认知能力方面的发展，结合主题化、生活化、情境化、项目式的方式组织课程内容，提高学生学习探索和迁移的能力，从而实现教学从学科本位、知识本位到素养本位的转型。与编程结合的美术单元课程资源开发需同时注重美术学科与信息科技学科两方面的任务安排。以“万家灯火”单元为例，在美术学科方面，学生须绘制设计图纸，思考制作步骤，准备材料，最后完成灯的制作（如图2）；在信息科技学科方面，学生在绘制设计图纸时需了解算法，学习用流程图的形式描述算法，最后用编程实现算法，体验“输人一计算一输出”的计算模式。虽然学生需要学习编程语言，但教学重点仍是培养学生的计算思维能力、逻辑能力。标题与编程结合的美术单元课程资源开发更需注重教学评一致性。教学评价设计要围绕教学自标，课程学习内容要有助于教学目标的达成，依据教学目标、学生核心素养，设计针对课程知识和学生认知能力、非认知能力的评价维度及标准，同时邀请其他学科教师对此量规提出建议并修改。不仅如此，在注重学生最终作品的同时，教师还要关注学生单元学习情况，如运用学习档案袋（如图3）保留学生的过程性学习材料，如设计图纸、思维导图、评价量规等。结合最终作品，教师可邀请学习伙伴、家长、美术教师及其他学科教师进行多元评价；也可通过家校合作，制作电子学习档案袋，搭建电子作品展示平台，以便学生之间、学生与家长、家长与教师沟通与交流，全方位了解学生情况，促进其全面发展。标题2.探索、优化、验证一体化的课程实施基于任务驱动的单元课程资源开发，要注重从研究者、教师、学生、家长等多角度出发，验证课程方案的可行性、教育性和有效性。义务教育美术编程课程相关单元案例较少，教师在进行课程资源开发时，需进行多轮教学实验，以验证课程的可行性。教师在教学设计时，须经过探索、优化以及验证多阶段的课程实施、观察与反思，从学生的评价量规、学生及家长的访谈调查等方面验证单元课程的教育性、有效性。同时，还可设计针对跨学科单元课程内容的测试题或访谈内容，对学生核心素养提升、知识点掌握情况进行客观判断，以便更好地调整教学方案。在课程实施中，教师要注重学生核心素养的培养、自身专业发展和研究能力提升。学生对于结合编程的美术课程抱有很大兴趣，相关课程的实施能够帮助学生培养美术以及信息科技核心素养，同时提升综合探究能力、迁移应用能力。在美术编程课程实施过程中，美术教师运用现代信息技术的教学能力得到提高，专业学科知识得以拓展，教学方式不断更新。不仅如此，基于跨学科的单元教学中，不同学科间的教师交流活动增加，教师学习共同体形成与发展，单元课程设计不断完善。对于研究者来说，进行探索、优化、验证的一体化课程实施，能够更深入地了解学生、家长、一线教师对该类课程的直观感受，获得相对准确的实验数据。基于探索、优化、验证一体化的美术编程课程实施，也能够丰富和完善深度学习、跨学科学习、艺科融合等理论。在课程设计层面，开发美术编程课程资源是艺术课程标准的要求，也是数字时代教育教学的要求。单元课程设计需遵循素养导向，设计引领性的学习主题、贴近学生生活的问题情境，明确课程价值取向，以激发学生学习兴趣，引发深度学习。对此，教师可基于指向大观念的基本问题，设计具有一定挑战性的单元学习任务，以逻辑严密的任务链引导，基于具体案例进行深度