人工智能發(fā)展規(guī)劃下的小學(xué)信息技術(shù)程序教學(xué)

高洋

徐州市教育局《關(guān)于全市普通高中開展“三新四行動(dòng)”的實(shí)施意見》已經(jīng)正式下發(fā)，為了深入落實(shí)“三新四行動(dòng)”的計(jì)劃，全市各個(gè)學(xué)校內(nèi)部的不同學(xué)科在教學(xué)方面都開展了一系列活動(dòng)，以整個(gè)課堂教學(xué)、教研活動(dòng)、業(yè)務(wù)競(jìng)賽、課例評(píng)比為主要切入點(diǎn)調(diào)動(dòng)全體教師對(duì)教研活動(dòng)的積極性，使每一位教師能更深入地明晰課標(biāo)、熟悉教材、精于習(xí)題、做好課例，打造出真正意義上適應(yīng)新形勢(shì)的教師隊(duì)伍，進(jìn)而更好地詮釋“四有”好教師的真正內(nèi)涵。目前，隨著《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）的頒布，編程學(xué)習(xí)已經(jīng)正式開始進(jìn)入到小學(xué)信息技術(shù)課堂中。逐步推廣編程教育是國(guó)家教育整體規(guī)劃提出的要求，可以有效提高小學(xué)生自身的綜合信息技術(shù)素養(yǎng)。隨著科技的發(fā)展，人工智能開始真正成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)新焦點(diǎn)，我國(guó)這方面出現(xiàn)了一個(gè)較大的人才缺口。為了讓小學(xué)生能跟上人工智能社會(huì)的這個(gè)發(fā)展潮流，必須讓小學(xué)生從小就養(yǎng)成利用編程解決問(wèn)題的能力。

一、小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程的必要性

人工智能主要指的是通過(guò)模擬人類能力和智慧服務(wù)于人類的機(jī)器。人工智能可以對(duì)人類智能活動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行一個(gè)深入探索以及剖析，并按照這些規(guī)律把所有的智能系統(tǒng)模擬出來(lái)，使計(jì)算機(jī)代替人類進(jìn)行很多方面的工作?！兑?guī)劃》中要求在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中全面地安排人工智能這方面的課程，并通過(guò)程序設(shè)計(jì)軟件激發(fā)所有小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使其通過(guò)自身的動(dòng)手操作，發(fā)展他們的信息技術(shù)創(chuàng)新能力。因此，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)中，可以就程序教學(xué)展開一個(gè)初步的探索，讓小學(xué)生在參與編程過(guò)程中掌握信息技術(shù)智能化知識(shí)，全面提升自己的信息化素養(yǎng)。隨著新課改的深入進(jìn)行，編程教學(xué)因?yàn)榫邆浜?jiǎn)便并且易學(xué)的優(yōu)勢(shì)，受到了全國(guó)廣大師生的一致青睞，在全國(guó)小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中都得到了一個(gè)廣泛的應(yīng)用。在編程教學(xué)中可以以此作為前提和基礎(chǔ)，對(duì)傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)模式進(jìn)行更深層次的創(chuàng)新，通過(guò)讓小學(xué)生親身體驗(yàn)編程來(lái)進(jìn)行技術(shù)操作，扎實(shí)掌握信息技術(shù)人工智能知識(shí)，并在實(shí)踐中學(xué)會(huì)靈活去運(yùn)用，推動(dòng)全國(guó)小學(xué)生信息化素質(zhì)的發(fā)展。

隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，世界各國(guó)對(duì)少兒編程這一模塊引起了高度重視，并作為基礎(chǔ)教育重要組成部分加以落實(shí)，這說(shuō)明編程人才的培養(yǎng)對(duì)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是十分重要的，也說(shuō)明編程已經(jīng)是人們學(xué)習(xí)和工作的最基礎(chǔ)的能力。目前，編程教育課程已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)有關(guān)部門的高度重視，少兒編程必須像語(yǔ)文、數(shù)學(xué)以及其他學(xué)科一樣，成為全國(guó)小學(xué)生的一個(gè)必修基礎(chǔ)課程。編程已經(jīng)成了繼口語(yǔ)語(yǔ)言和書面語(yǔ)言之后的“第三語(yǔ)言”，目前我國(guó)的小學(xué)信息技術(shù)課程主要由計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、Windows、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等基礎(chǔ)內(nèi)容組成，這些以知識(shí)與技能學(xué)習(xí)為主基礎(chǔ)性的計(jì)算機(jī)知識(shí)，其中都蘊(yùn)涵著一定的程序思想。調(diào)查研究表明，目前的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)對(duì)學(xué)生的技能學(xué)習(xí)可以說(shuō)是比較重視的，每天的上機(jī)學(xué)習(xí)程序性操作訓(xùn)練也在不斷進(jìn)行，這一過(guò)程中其實(shí)也充分滲透著程序思想。事實(shí)上，由于計(jì)算機(jī)編程是一項(xiàng)相對(duì)比較單調(diào)并且枯燥的工作，因此小學(xué)生對(duì)此可以說(shuō)是很難產(chǎn)生興趣的，但是那些類似于Flash動(dòng)畫內(nèi)容，就很容易調(diào)動(dòng)小學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。計(jì)算機(jī)編程思維對(duì)小學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)能力可以產(chǎn)生一個(gè)決定性的影響，在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生自身的程序設(shè)計(jì)能力，可以真正意義上幫助小學(xué)生形成觀察、認(rèn)知、思考和解決問(wèn)題的這種邏輯方式，培養(yǎng)他們形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力在編程學(xué)習(xí)中的滲透，可以使小學(xué)生運(yùn)用邏輯語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的思路更清晰和充滿邏輯性，當(dāng)他們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活中遇到一些難題的時(shí)候，他們可以冷靜地觀察以及分析，進(jìn)而最快地拿出問(wèn)題的解決方案，樹立他們的自信心，讓他們帶著愉悅的心情進(jìn)入學(xué)習(xí)以及生活中。計(jì)算機(jī)知識(shí)更新和換代的速度可以說(shuō)是非常迅速的，一些傳統(tǒng)的知識(shí)正在被迅速地淘汰。但是，如果小學(xué)生能真正意義上熟練掌握有關(guān)程序設(shè)計(jì)的這些基礎(chǔ)知識(shí)，他們就會(huì)更快地接受計(jì)算機(jī)內(nèi)部的新知識(shí)，進(jìn)而跟上計(jì)算機(jī)不斷快速更新的這個(gè)步伐。由此可見，計(jì)算機(jī)程序?qū)W習(xí)是小學(xué)生最基本的信息素養(yǎng)內(nèi)容之一，對(duì)小學(xué)生深入學(xué)習(xí)信息化知識(shí)、跟上人工智能的時(shí)代潮流都有著極為重要的意義。

二、人工智能發(fā)展規(guī)劃下的小學(xué)信息技術(shù)程序教學(xué)建議

（一）創(chuàng)作式教學(xué)

所謂創(chuàng)作式的程序教學(xué)，具體指的是在尊重所有學(xué)生的創(chuàng)作意愿這種基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)他們主動(dòng)對(duì)程序編寫進(jìn)行思考和探究的一個(gè)教學(xué)方法。創(chuàng)作式程序教學(xué)主要是根據(jù)一些簡(jiǎn)單的順序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)，具體來(lái)說(shuō)：第一，教師可以把自己編寫的小動(dòng)畫展示給所有的學(xué)生，激發(fā)他們參與學(xué)習(xí)編程的興趣；第二，可以讓學(xué)生借助“說(shuō)一說(shuō)”版塊敘述自己內(nèi)心的想法，進(jìn)而形成學(xué)生自己的編程思路；第三，在編程思路的引導(dǎo)下，在尋找合適的模塊中對(duì)應(yīng)的指令；第四，使用“做一做”模塊把小動(dòng)畫程序設(shè)計(jì)出來(lái)。在初學(xué)編程使用這一教學(xué)方法，可以充分激發(fā)小學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓他們通過(guò)主動(dòng)觀察、嘗試體驗(yàn)程序編寫的奇妙之處，而且可以讓他們把自己的程序設(shè)計(jì)創(chuàng)意落實(shí)于程序編寫的過(guò)程中，讓他們很快融入編程的整個(gè)學(xué)習(xí)中。在“一帶一路小導(dǎo)游”的這個(gè)程序中，小導(dǎo)游在場(chǎng)景不斷變化的過(guò)程中，介紹一帶一路國(guó)家的一些風(fēng)土人情。小導(dǎo)游角色的設(shè)計(jì)要使用“外觀模塊”中“說(shuō)”的指令，再與“控制模塊”中的“等待”指令相結(jié)合，景色變化要用到“外觀模塊”中“背景切換為”指令。這樣通過(guò)創(chuàng)作式程序教學(xué)可以厘清學(xué)生的思路，他們就可以自主探索的完成這一程序的制作。在創(chuàng)作式程序教學(xué)模式中，教師對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意要做好鼓勵(lì)、啟發(fā)和引導(dǎo)，不能要求小學(xué)生一味地進(jìn)行模仿。尤其要從心理梳理所有小學(xué)生的自信心。這樣，當(dāng)小學(xué)生的創(chuàng)意和想法真正形成以后，教師再借助微視頻、導(dǎo)學(xué)卡幫助小學(xué)生形成自己的編程思路，然后找到小學(xué)生相應(yīng)的偽代碼，按照程序中指令，把相應(yīng)的程序真正編寫出來(lái)。小學(xué)生在創(chuàng)作的整個(gè)過(guò)程中，教師要對(duì)他們的創(chuàng)意和興趣尤其要加以重視起來(lái)，幫助小學(xué)生把自己的思路以及創(chuàng)意通過(guò)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)出來(lái)。

（二）項(xiàng)目式教學(xué)

項(xiàng)目式的程序教學(xué)，可以把要編寫的程序作為一個(gè)項(xiàng)目來(lái)看待，根據(jù)完成項(xiàng)目的流程對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體可以把這個(gè)項(xiàng)目劃分為界面分析、角色規(guī)劃、腳本編寫、調(diào)整測(cè)試等四個(gè)環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)編制程序的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)這四個(gè)環(huán)節(jié)完成程序設(shè)計(jì)，不僅可以在真正意義上發(fā)展設(shè)計(jì)思路，而且還可以有效地降低小學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。學(xué)生在選擇完成程序方式過(guò)程中，可以結(jié)合自身的能力，既可以選擇獨(dú)立編寫完成程序項(xiàng)目設(shè)計(jì)，也與其他學(xué)生合作編程完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。在教學(xué)開始的時(shí)候，教師可以借助微課課件講解演示和導(dǎo)學(xué)單引導(dǎo)的這兩種方式，讓小學(xué)生真正融入項(xiàng)目式程序編制的整個(gè)過(guò)程中。當(dāng)學(xué)生真正意義上進(jìn)入狀態(tài)以后，教師可以再導(dǎo)學(xué)單安排關(guān)鍵性問(wèn)題，讓學(xué)生思考和探究程序設(shè)計(jì)中那些難點(diǎn)的破解方法。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的編程思維可以被很好地激發(fā)出來(lái)，不同能力的學(xué)生都可以形成自己解決問(wèn)題的一種思路。而且這一模式相對(duì)來(lái)說(shuō)具體操作起來(lái)靈活性較大，不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的熱情，樹立他們的自信，而且可以鍛煉他們整合運(yùn)用不同模塊中各種指令的整合運(yùn)用的這種能力。例如，在“小小游戲設(shè)計(jì)師”程序的設(shè)計(jì)中，程序中有的角色相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，部分角色間甚至還存在著交互現(xiàn)象。對(duì)這種類似游戲的程序設(shè)計(jì)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情可以說(shuō)是很高，充滿了挑戰(zhàn)的欲望。因此，教師可以將游戲設(shè)計(jì)的流程提前梳理出來(lái)，讓學(xué)生通過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié)完成程序編制，在設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的程序時(shí)都能套用這一模式，讓更多學(xué)生都能找到編程的切入點(diǎn)，讓能力較高的的學(xué)生有更大的發(fā)揮空間。在這種教學(xué)模式中，教師要引導(dǎo)學(xué)生程序的設(shè)計(jì)方法，不同環(huán)節(jié)和角色可以借助思維導(dǎo)圖、流程圖等形式梳理出來(lái)，并充分展示給學(xué)生。當(dāng)學(xué)生在編程過(guò)程中遇到一些難題的時(shí)候，教師應(yīng)及時(shí)給學(xué)生進(jìn)行講解，使學(xué)生順利突破項(xiàng)目自身的瓶頸，進(jìn)而把程序高質(zhì)量的編制出來(lái)。

（三）合作式教學(xué)

所謂的合作式程序教學(xué)，主要指的是在程序設(shè)計(jì)編寫前，要把學(xué)生分為不同的學(xué)習(xí)小組，讓他們對(duì)將要編寫的程序進(jìn)行討論、分析以及深入性的探究，針對(duì)各自的角色對(duì)程序?qū)嵤┚帉懸约罢{(diào)試，程序調(diào)試完成結(jié)束后，再把相應(yīng)的程序組合起來(lái)的這種教學(xué)模式。合作式程序教學(xué)往往適用于編程初學(xué)者的進(jìn)階階段，這種簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)可以包含多個(gè)角色。教師將設(shè)計(jì)程序演示結(jié)束之后，學(xué)生分組按照導(dǎo)學(xué)單列舉的要求展開深層次的交流互動(dòng)，通過(guò)分角色對(duì)程序編寫思路進(jìn)行細(xì)致梳理，然后進(jìn)行編寫和調(diào)試程序，再與小組成員進(jìn)行交流，對(duì)各自的設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行修改以及完善，這樣通過(guò)小組成員之間的集思廣益，多個(gè)角色的程序編寫的難度就可以有效降低。每個(gè)學(xué)生都可以針對(duì)自身的實(shí)際情況，選擇編寫與調(diào)試自己可以完成的任務(wù)。在這種模式下，更多學(xué)生不僅可以獨(dú)立的編寫完成程序，也能在完成任務(wù)的過(guò)程中與小組成員交流探討自己的思路以及自己的想法，并隨時(shí)加以修改、完善以及創(chuàng)新，使他們的設(shè)計(jì)思路得到一個(gè)極大的拓展與延伸，并且通過(guò)這樣的形式他們可以共同進(jìn)步。例如，在“正方形、長(zhǎng)方形面積的計(jì)算工具”這一程序的設(shè)計(jì)中，用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊正方形或長(zhǎng)方形進(jìn)入要計(jì)算面積的界面，把有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入后，面積就可以被自動(dòng)程序計(jì)算出來(lái)。這一程序可分別設(shè)計(jì)兩個(gè)角色，并運(yùn)用合作式編程模式來(lái)實(shí)施，學(xué)生可以自行選擇一個(gè)自己想要的圖形，形成自己的思路，然后把程序設(shè)計(jì)出來(lái)，這樣設(shè)計(jì)的難度就會(huì)大大降低，又能給學(xué)生提供拓展自己思維空間的一個(gè)方法，讓他們各自形成自己專屬的程序設(shè)計(jì)思路。在具體的操作中，對(duì)那些牽涉到的新的知識(shí)點(diǎn)，如用戶交互的“偵測(cè)”模塊中的“詢問(wèn)并等待”“回答”等指令的使用方法，教師可以制作微課課件演示整個(gè)操作過(guò)程，學(xué)生在不同的學(xué)習(xí)小組內(nèi)，一個(gè)角色設(shè)計(jì)完成后，再對(duì)第二個(gè)角色的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和交流，互相說(shuō)出自己的對(duì)程序設(shè)計(jì)心得，然后就設(shè)計(jì)思路進(jìn)行討論，在這樣的過(guò)程中形成信息意識(shí)，公共體驗(yàn)成功的快樂(lè)。在上述程序的設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)本身還存在一定的難度，小學(xué)生難免會(huì)產(chǎn)生一些畏難的情緒。所以，在程序設(shè)計(jì)開始前，教師要提前把全班學(xué)生分組，讓他們?cè)谠O(shè)計(jì)編程的過(guò)程中，可以互相溝通和交流，不僅在技術(shù)操作方面互通有無(wú)，還可以互相激勵(lì)和幫助克服畏難情緒，學(xué)生在整個(gè)溝通和交流過(guò)程中，他們互相之間可以形成合力，充分思考和運(yùn)用畫圖、文字、思維導(dǎo)圖等形式，把自己的程序設(shè)計(jì)思路清晰地梳理出來(lái)。教師可以借助微課、導(dǎo)學(xué)單等形式從中起到引導(dǎo)作用，使合作式程序教學(xué)取得一個(gè)較好的效果。

（四）評(píng)價(jià)式教學(xué)

在小學(xué)生計(jì)算機(jī)程序的整個(gè)教學(xué)中，僅依靠上述教學(xué)方法其實(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，教師還應(yīng)結(jié)合多元化的評(píng)價(jià)方式，對(duì)學(xué)生在編程中的表現(xiàn)作出一個(gè)合理的評(píng)價(jià)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)他們主動(dòng)鉆研的主動(dòng)性以及積極性，更好地把他們的編程思維真正地培養(yǎng)出來(lái)。目前，小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)對(duì)編程的評(píng)價(jià)方式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較單一，且評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能實(shí)現(xiàn)多樣化，形成性評(píng)價(jià)是主要的評(píng)價(jià)方式。大家都知道，小學(xué)生學(xué)習(xí)編程，編程代碼學(xué)習(xí)和編程語(yǔ)言的掌握其實(shí)并不是關(guān)鍵的點(diǎn)，培養(yǎng)他們的編程思維才是最關(guān)鍵的目的，即培養(yǎng)他們?cè)诰幊踢^(guò)程中發(fā)現(xiàn)、思考和解決的思維能力才是關(guān)鍵。另外，通過(guò)小組合作的這種模式，也可把他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，溝通表達(dá)能力等培養(yǎng)出來(lái)；學(xué)生在調(diào)試代碼的過(guò)程中，還可以把他們的自信心、耐心以及專注力培養(yǎng)出來(lái)。對(duì)這些能力來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的診斷性評(píng)價(jià)很難得出一個(gè)有效的結(jié)果。目前，在各個(gè)地區(qū)的教育云人人通的平臺(tái)中，小學(xué)生都可以有自己的專屬賬號(hào)，他們的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和成果都可以及時(shí)進(jìn)行上傳，使用文字、圖片、視頻方式在平臺(tái)上共享，學(xué)生、家長(zhǎng)和教師隨時(shí)可掌握這些信息，并對(duì)其做出一個(gè)合理的評(píng)價(jià)，這就是學(xué)生的動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)檔案，教師針對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)過(guò)程對(duì)他們做出綜合評(píng)價(jià)。學(xué)生也可以借助截圖、錄屏方式，將編好的程序在個(gè)人空間展示出來(lái)，重復(fù)整合運(yùn)用文字、圖片、語(yǔ)音和視頻手段，編程效果可以更好地得以體現(xiàn)，教師和家長(zhǎng)不用通過(guò)運(yùn)行、調(diào)試就可以瀏覽學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，并對(duì)他們的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行賞析和評(píng)價(jià)。

三、結(jié)語(yǔ)

由以上的內(nèi)容可知，目前小學(xué)階段編程教學(xué)的普及已經(jīng)可以說(shuō)是大勢(shì)所趨，小學(xué)階段的編程教育主要側(cè)重于學(xué)生思維的培養(yǎng)以及學(xué)生能力的提升。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中充分考慮不同年齡段小學(xué)生的心智特點(diǎn)，采取有效的措施，把廣闊的思考和實(shí)踐空間提供給小學(xué)生，鍛煉他們的編程思維以及操作能力，激發(fā)他們對(duì)編程的興趣，提高小學(xué)程序教學(xué)的效果。目前。小學(xué)階段的編程教育在我國(guó)還處于一個(gè)起步的階段，未來(lái)的發(fā)展依舊任重而道遠(yuǎn)，這就要求我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索，順應(yīng)整個(gè)時(shí)代的發(fā)展潮流，對(duì)小學(xué)生編程教學(xué)不斷改革和創(chuàng)新，把效果更好的編程教學(xué)模式創(chuàng)造出來(lái)。

（左毓紅）