当古寺遇到编程

中国古代建筑是我国优秀传统文化的重要标志。北京市东城区崇文青少年科技馆开设模型制作、虚拟建模、艺术创意等跨学科融合课程“龙娃探隆安”，让中小学生从中学习我国古代建筑文化知识，感悟古人智慧，传承工匠精神。

要系统了解古建知识，最好先了解古建的基本格局规范。在这方面，科技馆得天独厚。科技馆所在地“隆安寺”是北京市文物保护单位，现在保存下来的形制虽然是于清康熙四十七年（1708年）重修的，但依旧能看到明朝寺庙的建筑风格，又因其是北京外城著名寺院，故在格局上严格遵循中国古建筑格局规范，是不可多得的古建筑研究范本。学生化身程序员，以“向世界介绍隆安寺”为项目，在科技馆专职教师引导下探索隆安寺的格局，探究中国传统古建筑的结构原理与等级规制，并利用Python编程课程在沙盒游戏中精细复刻隆安寺全貌。

实地探究，把古寺建在学生眼睛里

“隆安寺坐北朝南，占地1万平方米，南北长160余米，东西宽60余米。”在教师带领下，学生实地探访隆安寺，结合平面图给学校讲解隆安寺的基本建筑布局，着重留意古建筑中台基、梁柱、屋顶外貌等细节。

山门是寺庙的第一道门，隆安寺的山门是歇山顶砖石仿木结构，单拱券洞门上石额书“敕建隆安寺”。

步入山门来到了第一进院中，这里主要建筑是天王殿。虽然殿宇东西两侧的钟楼、鼓楼已毁，但仍能看出隆安寺的建筑格局是中轴对称的。

隆安寺核心建筑大雄宝殿位于第二进院内，殿宇两侧不仅设有耳房，还建有东西配殿，均为硬山绿琉璃瓦顶。在这里，学生可以观察“台基”。台基是古代建筑下面用砖石砌成的突出平台，由台明、台阶、栏杆和月台组成。院落内前殿台基为砖砌台明、垂带踏跺（五台阶）和正座月台。而后建的北向戏台高3.8米，宽6.1米，进深6.4米，台基高0.74米，砖砌台明，抄手如意踏跺（五台阶）。

穿过正殿两侧通道，来到隆安寺最后一进院落，主建筑为净土社，面阔五间。在这里，学生可以了解古建筑中梁柱的相关知识。

学生把这些细节全都看在眼里、记在心中，为后续探究学习打好基础。

学习编程，把古寺建在虚拟世界里

在了解基本情况后，结合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中“身边的算法”课程内容，教师引导学生运用图形化编程工具或Python编程语句建立“隆安寺电子地图”，并在某沙盒游戏平台上搭建数字化隆安寺。在这一过程中，学生能够初步学习编程的基本步骤，了解程序设计在社会生活中的应用，掌握10余种常用基础编程知识和方法。通过项目式实践进行古寺中路径规划主题数字作品展示，将学科核心素养融入学生感兴趣的主题课程。

比如，在设计“隆安寺电子地图”过程中，学生运用枚举算法探索游览隆安寺有多少种路径，通过在实地探查过程中设置的“标志物”，设计指定位置间最佳路径规划，实现“为游客自动指路”。通过优化算法，电子地图还可以根据不同天气选择最佳路径，例如在下雨天选择可以避开积水的路径等。学生可以通过将电子地图程序植入“导游机器人”中展示成果。

通过编程，学生在虚拟平台上搭建出隆安寺的数字虚拟模型，从轴对称布局，到台基、梁柱，再到屋顶形制，甚至是屋脊的瑞兽，都被完整呈现出来。借助数字虚拟模型，学生可以在线上向千里之外的“游客”介绍隆安寺各建筑的位置及相关的科学、文化知识，并可以将成果以互动数字化作品形式向世界分享，实现“向世界介绍中国”的目的。

真实问题，把古寺建在学生体验中

目前，跨学科的混合式教学已经渐成主流，但在实际教学中如何充分利用优秀资源和智能工具平台引导学生主动学习却仍然是一个难题。通过将编程与游戏化元素结合，科技馆为学生营造新颖有趣、互动性强、文化浓厚的真实性学习情境，为破解这一难题做了有益的尝试。

课程通过真实问题唤起学生亲身经历，启发学生发现生活中的小问题，思考解决办法，在自主完成获取信息、处理信息、生成信息的过程中，意识到智能控制技术可以快捷高效地解决传统技术手段难以解决的问题，有助于提升学生对智能控制技术的敏感度与理解力，促使学生的技术创新思维常态化，为发展学生创新精神和创新能力奠定基础。

另外，真实性学习情境可以帮助学生树立适应智能社会发展的责任意识，引导学生以服务他人为目标开展项目式研究，理性、全面地感悟智能控制技术对人与环境的影响，形成正确的技术安全和责任意识，建立多维的知识储备与链接关系网。

可以说，构建逻辑关联的课程结构，强化素养导向的多元评价，结合形式多样的校外教育活动，是数字时代正确的育人路径之一。

（作者单位系北京市东城区崇文青少年科技馆）

《中国教师报》2024年06月19日第10版