中職《信息技術》課程程序設計模塊的教學設計與實施—以消毒機器人項目為例一、教學整體設計（一）教學內容1.課程教學內容中等職業學校信息技術課程是各專業學生必修的公共基礎課程。學生通過對信息技術基礎知識與技能的學習，有助于增強信息意識、發展計算思維、提高數字化學習與創新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責任感，培養符合時代要求的信息素養與適應職業發展需要的信息能力。依據中等職業學校信息技術課程標準，本課程由基礎模塊和拓展模塊兩部分構成。信息技術課程基礎模塊是必修內容，共108學時，6學分；拓展模塊是任意選修內容，共36學時2學分。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”職業教育國家規劃教材《信息技術》。本教材以《中等職業學校信息技術課程標準》的基礎模塊為依據，緊密結合中等職業教育特點，密切聯系中職信息技術教學實際，突出技能訓練和動手能力培養，符合中等職業學校學生學習信息技術要求，提高中職生的信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四大學科核心素養。3.教學內容和課程思政教學內容選自《信息技術》第二冊·學習領域二《模塊五程序設計入門》，共12課時。本模塊旨在引導學生了解程序設計的基本理念，初步掌握程序設計的方法，培養學生運用程序設計解決問題的能力。后疫情時代，公共場所的消毒工作，成為防疫中的常態化工作。人工消殺是一項工作量大、工作時間長的工作。能否設計一款消毒機器人，把人從重復性的消殺工作中解放出來呢？學生在消毒機器人程序設計中，用機器人在機場、高鐵、客運站、學校圖書館、醫院等公共場所進行定時、定區域精準消毒，實現低成本、高效率、無接觸的自動化消毒。

在消毒機器人程序設計的全過程中，學生深入醫院、車站等場所，調研疫情防控中消毒的現狀及存在問題，深度研討機器人消毒的優勢，積極學習程序設計的基礎知識，勇于探索消毒機器人的設計方法，團隊協作實現消毒機器人的主要功能，充分利用程序設計解決了防疫中的消殺問題。圖1教學設計（二）教學目標與重難點1.教學目標知識目標：結合生活實例，能正確區分指令、程序、程序設計、算法等程序設計基礎知識，探索消毒機器人基本功能的算法分析和設計。能力目標：運用程序設計邏輯思維理念解決實際問題，進行消毒機器人需求分析和功能分析，使用畫程軟件準確畫出流程圖，使用Python完成機器人消殺的程序代碼編輯、運行并調試相對完整的應用程序。素養目標：在項目任務學習和實踐的過程中，訓練邏輯思維，樹立規則意識，培養編程興趣，逐步形成對計算思維、責任擔當、工匠精神、職業素養的認知、認同和內化。2.重點難點教學重點：消毒機器人需求分析和功能分析；消毒機器人基本功能的算法分析、設計，并用流程圖表示；turtle庫函數的使用、編制循環結構程序；編寫if-elif-else流程控制語句；多分支選擇結構程序設計的方法；教學難點：理解運用程序設計解決問題的邏輯思維理念；消毒機器人基本功能的算法分析、設計，并用流程圖表示；運用for循環解決實際問題的基本思路；運用選擇結構、循環結構設計機器人多次消殺的基本思路；（三）教學策略1.工作過程導向以消毒機器人這一真實項目任務為載體，基于項目分析、算法設計、建圖編程、消殺編程、避障編程、路演調試過程組織教學，學生在參與整個項目調研、設計、研發和實現的學習實踐過程中，達成教學目標，培養基于程序設計理念的邏輯思維習慣和方法能力。2.“5E”教學模式積極開展“5E”教學模式：引入Engagement、探索Exploration、解釋Explanation、遷移Elaboration、評價Evaluation，引導學生在課中深度參與課堂學習實踐活動，結合課前和課后自主學習，初步掌握程序設計的基本方法，開展項目實踐活動。3.線上線下結合依托泛雅網絡教學平臺，課前發布學習任務，開展課前預習與答疑，課中線下授課與互動、在線測試，課后線上反饋、數據分析，實現線上線下混合式教學，促進師生互動、及時評價，提高課堂實效。（四）教學評價引導學生依據學習評價表開展自評和互評，并上傳平臺；引導學生交流學習心得，教師對學生的學習情況進行小結，肯定成績，指出問題，實現評價方式多元、評級內涵多元、評價主體多元。二、教學實施過程（一）教學實施過程教學實施過程分為課前探學、課中踐學、課后拓學三個階段，以“消毒機器人程序設計”為任務驅動，設計“5E”教學模式，引導學生課前自主探究、課中“5E”深度實踐、課后拓展應用，應用簡單算法和功能解決信息處理的具體問題，實現消毒機器人的基本功能。“5E”教學模式是美國生物學課程研究(BSCS,1989)開發的一種基于建構主義教學理論的模式，自上世紀80年代末以來這種教學模式就在BSCS的總課程設計中被應用，是一種致力于引起學生學習興趣的有效的教學模式和教學方法。在消毒機器人程序設計的每個任務中，通過創設問題情境來激發學生的學習興趣，根據任務中的認知沖突,引導學生進行自主探究，為學生提供對探究過程和結果進行展示和分析，讓學生嘗試用自己的理解闡述他們對概念的認知，學生通過繪制流程圖、編寫程序、調試應用等實踐練習，加深或拓展對概念的理解，獲得更多的信息和技能，最后為學生提供自評和互評的機會，實現了以學生為主體的吸引、探究、解釋、遷移和評價“5E”教學模式。（二）教學評價實施在消毒機器人程序設計的每個任務實施過程中，將全班學生分成六組，5-6人為一組，推選組長帶領團隊協作開展社會調查、項目實施、教學評價等每個教學環節。通過學生自評、組內互評、組間評學和教師點評，對學生的自主學習、團隊協作、實踐操作等環節開展積極評價。三、學生學習效果（一）教學目標與重難點達成圍繞消毒機器人程序設計6個任務的實施，采用“三課三學”的教學設計，通過課前探學、課中踐學、課后拓學，突出教學重點、突破教學難點，最終實現教學目標。突出教學重點：學習任務的安排任環環緊扣，從問卷調研、模擬示例、到編制程序，緊扣重點；學習策略的方法得當，從畫路徑、說步驟、繪流程、補代碼，到調試程序，重點突出，教學效果好。突破教學難點：一是難度逐步分解，從繪制一個矩形，引伸出用循環語句繪制正方形，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；二是充分運用畫程可視化工具，系統自動生成程序代碼，減少了因輸入等原因產生的語法錯誤，消除了學生對編寫程序的恐懼感，降低學習難度。（二）思政育人成效課程思政貫穿于教學的全過程，通過眼觀、耳聽、口說、動手實踐，逐步形成對責任擔當、工匠精神、職業素養的認知、認同、內化。（三）創新能力成效應用5E教學模式：充分體現了“以學生為中心”的教學理念，發揮學生主動性，激發學習興趣，注重學習過程，通過探究和實踐解決實際問題，促進學生思維的培養。應用畫程工具軟件：可視化的操作界面降低了學生的學習難度，減少了學生對程序設計編程的恐懼，化解了編程中語法錯誤多的學習障礙。四、反思改進措施（一）特色與創新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年底爆發以來，當前全球疫情仍然十分嚴重，我國疫情也在高位運行。我國始終堅持“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務，全面落實“外防輸入、內防反彈”總策略和“動態清零”總方針，堅持“預防為主、防治結合、依法科學、分級分類”的原則，堅決防范境外疫情輸入和境內疫情反彈。為了更好地開展防疫工作，全社會多措并舉、多維保障，采用“人防＋技防”雙保險，借助各類科技手段助力防疫。而消毒機器人為代表的智能化消毒模式應運而生，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，極大地激發了中職生積極參與防疫的社會責任感，樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀。2.圍繞信息技術核心素養，打造高效課堂落實“信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任”四大核心素養，是中等職業學校信息技術課程課堂教學的出發點和落腳點。在教學中以任務為引領，引導學生主動獲取學習信息、尋求解決問題的信息、團隊合作共享信息，不斷提升學生的信息意識；在分析處理信息、解決問題的過程中發展計算思維，能夠運用所學知識和技能，就像通過分解把大象裝進冰箱需要的步驟，用流程圖來描述算法，遷移到消毒機器人基本功能的算法分析和設計的過程中，逐步提高學生的計算思維；指導學生運用泛雅平臺等數字化學習資源和《畫程》和《Python》等程序設計的工具，提高中職生數字化學習與創新能力；在消毒機器人程序設計項目研發、任務實施的過程中，注重公共信息安全所帶來的社會問題，提高信息行動能力，主動履行信息社會的道德行為自律。（二）反思與改進1.存在問題（1）教學資源不夠豐富，影響教學質量提升教材資源比較薄弱、共享教學資源比較缺乏，給消毒機器人程序設計的教學帶來一定的難度，影響了整體教學質量的提升。（