刘波崔浩万平王森华李培培
摘要：为了提升学员的计算思维和编程实践技能，本文以推优投票问题为情境载体，采用情境式微课形式讲解程序设计课程的相关知识点，通过微课学习引导学员融入计算思维活动中；微课制作过程按照六个步骤具体展开实施，通过创设七个不同情境将问题分析、算法设计、程序编制、运行调试四个计算活动融入情境场景转换中，使枯燥的知识形象化，在潜移默化中逐步提升了学员的信息素养。
关键词：计算思维；情境式；微课
中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：674-27（208）07-000-04
计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，对军校学员信息素养的提升有很大帮助。[]然而，计算思维的形成要经历计算活动知识学习、技能习得和经验迁移过程，需要将理论与实践进行有效融合，传统课堂的教学模式较难做到。微课是一种新兴的教学手段，具备短小精悍的特点，为学生提供了个性化学习和实践的新途径。笔者拟在程序设计课程中采用情境式微课形式讲解课程的部分知识点，通过微课学习引导学员逐步融入计算思维活动中，在知识的学习和应用过程中形成综合的信息素养。微课的“选型”及内容设定
结合内容和表现形式两个区分维度，可将微课分为知识类微课和情境类微课。[2]目前，大多數教师制作的微课属于知识型微课，它会选取某个知识点或教学环节进行针对性讲解。显然，知识型微课提供的内容是有价值的，但是如果不和具体场景及问题结合，使用起来较为困难，主要表现在学习兴趣难调动、学习内容难深入、学习难应用等方面。而情境式微课通过创设情境，能够快速与当下的应用需求进行对接，通过聚焦特定情境和问题，借助教师的经验萃取知识容易实现技能习得和经验迁移，并且情境来自实际工作，与学习者遇到的问题和挑战一致，学习内容容易应用到实际工作中，便于提升解决具体问题的能力。因此，情境式微课成为笔者设计微课的首选。
考虑到知识内容的实用性，程序设计课程由于可由抽象模型来解决现实问题，具有理论与实践相结合的特性，比较适合制作成微课。[3]在内容设定方面，基础知识侧重于语法，单独制作没有应用针对性。因此，笔者选择较综合的程序结构来创设情境，将基础知识点镶嵌在不同情境中，使枯燥的知识形象化，通过情境的转场将计算思维活动融入问题的抽象、分析、设计、实现及推广过程，在潜移默化中逐步提升学员的计算思维和编程实践技能。[4]情境式微课设计与开发
开发情境式微课可按如下页图所示的流程实施。
步骤一：微课教学内容分析。[5]判断教学内容是否适合运用情境式教学是微课制作的首要任务。在教学内容的选取上，笔者拟挖掘具有客观需求情境的教学内容。在本文的微课设计中，笔者通过实践调研，发现真实生活中的投票问题与课程内容“循环结构”结合紧密，所以将投票情境制作成微课能够紧扣教学内容，便于知识点的剖析和重点、难点的展开。
步骤二：微课学习特征分析。[6]要想达到较好的教学效果，需要认真思考学习者的学习风格。考虑到课程的授课对象为军校本科学员，他们具有较高的自学能力，对新生事物好奇心较强，学习态度较为积极，因此，微课情境可设定为学员认识实习、演习或者未来工作情境，情节设定达到或者接近学员的认知水平，更能迎合他们的喜好产生共鸣。
步骤三：微课教学过程设计。教学过程设计主要指将教学内容与情境相融合的设计过程。在本文微课的设计中，笔者创设了“红四连”推优投票的情境，将数据结构、算法的概念融入投票分析情节，通过启发思考，引入循环结构及相应特征（即有始、有终、有变化）来抽象描述投票过程，引入多分支选择实现多候选人的计票，通过转场将各知识点串联起来，让情节始终围绕教学目标而展开，真正做到“寓教于境”。
步骤四：微课情境脚本设计。情境脚本是微课情境转换的大体框架。在本文微课设计中，笔者采用对话及图文结合的方式将镜头顺序、动作、情节变化等一系列场景过程可视化，具体实例如下。
场景动画设计中的出场人物：学员A、教员B。
故事情节描述：军校学员A从部队实习回校，找到程序设计教员B请教问题，教员根据问题引导思考分析，解决问题，编程实现。
场景描述：教员B办公室外，学员A报告后进入办公室。
对话设计：
A：（门外立正）报告！
B：请进，是小明同学啊，从部队实习回来了？怎么样？收获大吗？……
转场设计：B拿张白纸，白纸放大到全屏，切换到PPT知识点描述。（后续转场包括动画投票场景再现、问题分析场景、算法描述场景、程序实现场景、现实应用场景等）
步骤五：微课素材收集。教师依照情境脚本的设计，搜索微课制作中需要用到的各类素材。在本文的设计中，笔者将“循环结构”相关的教学设计、教学PPT及教学视频、教学图片收集起来进行分类整理。此外，本文的人物设计需要符合军校学员的身份特点，因此，针对角色笔者也选定了几组造型和服饰供学生参考选用（如图2）。
步骤六：微课编辑合成。本文设计中通过合成软件AE建模制作动画场景和人物，通过CtsStud录屏设计程序运行及结果显示过程，通过PS图文合成展示实际应用场景，通过配音录制对话旁白，然后整体编辑加工合成（添加背景音乐和字幕），最后导出成视频。“循环结构程序设计”情境式微课开发实践
通过对投票问题与循环结构结合的可行性分析，笔者将循环结构程序设计中基本的计算思维活动，包括问题分析、算法设计、程序编制、运行调试等四个主要活动贯穿于情境场景转换过程中，设计了七个情境及相关分镜头来实现对“循环结构”关键知识点的讲述和应用。
情境一：学员归队请教问题场景。
场景描述：教员B和学员A办公室对话探讨问题；
对话描述：军校学员A从部队实习回校，向程序设计课程教员B请教“红四连”推优投票问题。
情境二：“红四连”推优投票场景。
场景描述：“红四连”不记名推优投票，3名战士参选（不记名投票）；
旁白描述：全连20名战士上台投票，专人唱票，（分镜头）画面展示重复工作与程序设计中循环结构关系。
情境三：教员B分析投票过程场景。
场景描述：教员B分析不记名投票过程，联系程序设计课程循环结构；
对话描述：数据结构和算法概念，不记名投票数据表示，（分镜头）电脑投票，（分镜头）传统唱票，（分镜头）电脑计票，（分镜头）投票结束，（分镜头）联系循环结构。
情境四：“循环问题”算法流程展示场景。
场景描述：教员B分析循环问题算法流程以及循环体和循环变量；
旁白描述：（分镜头）循环体的概念，（分镜头）循环控制变量三要素——有始、有终、有变化，（分镜头）循环结构，（分镜头）启发学员设计循环结构。
情境五：学员A和教员B共同完成投票计票循环结构设计场景。
场景描述：学员A分析投票问题的循环体和循环控制变量，教员B将多分支计票引入循环体设计；
旁白描述：（分镜头）学员A找到循环体——反复给候选人计票的过程，（分镜头）学员A找到循环控制变量——保存当前输入代号的vt变量，（分镜头）学员A找到三要素——输入代号、设定投票结束的标记、再次输入代号，（分镜头）教员B引入多分支计票设计，（分镜头）教员B阐述完整的循环结构流程图。
情境六：程序实现展示场景。
场景描述：学员A编程实现循环结构并用控制台界面输出投票结果，教员B用图形界面输出投票结果；
旁白描述：（分镜头）学员A键盘录入C语言代码，调试运行，（分镜头）学员A输入候选人代号，输出结果，（分镜头）教员B用图形界面程序显示投票过程，（分镜头）投票结束，图形界面放大显示计票结果。
情境七：教员B和学员A联系实际應用场景。
场景描述：学员A讲述网页投票系统，学员A手机投票App；
对话描述：学员A讲述实际应用存在的问题，（分镜头）教员B展示网页投票系统，（分镜头）学员A手机App投票，（分镜头）画面展示投票原理及循环结构，（分镜头）画面展示流程图、源代码资源下载链接二维码如图3所示。微课制作过程中的问题反馈及修改
在微课制作过程中，有可能出现影响视听效果的质量问题，需要与技术人员协商修改。对于“循环结构”微课来说，主要存在的问题包括：字体颜色单调、画面停滞时间过长、画面与配音不匹配、画面前后重复、动画没有充分表达主题、概念描述不够简洁、声音与字幕不匹配等。主创团队对微课的呈现效果进行多次质检，对部分突出问题进行针对性修改，如字体美化、增加关键帧、增加场景、情境重设、脚本微调、增加主题强调、概念具体化口诀化、字幕微调等，通过多次对比和优化处理，使微课达到最佳视听效果，实现有效引导学员自主学习和操作实践的目的。结语
情境式微课设计与开发对制作者来说是一个新的挑战，它要求设计者在掌握微课制作要领的同时，还要具有较强的创新意识，因此深入探究情境式微课的特点和设计技巧，能够丰富微课的内涵，对微课的普及应用具有一定的现实意义。笔者以推优投票问题为情境载体，利用微课形式将计算思维引入程序设计课程的学习过程，不仅有利于学员理解程序设计的方式和方法，还有利于学员运用计算思维来求解专业问题，对提升他们的信息素养和创造性地解决问题的能力起到了积极作用。
文章来源于：中国信息技术教育