“智能+”時代高中信息技術(shù)教與學(xué)的思考
——以Python 語言教學(xué)為例

文/丁進鋒

引 言

2017 年7 月，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了我國人工智能發(fā)展的基本指導(dǎo)思想和戰(zhàn)略目標(biāo)，明確了相應(yīng)的工作任務(wù)和保障措施，將人工智能作為建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要措施。人工智能技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的各個方面。近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等得到了快速發(fā)展，實現(xiàn)了“互聯(lián)”與“智能”的雙向進步。這些先進技術(shù)催生了新的經(jīng)濟形態(tài)，也共同創(chuàng)造了“智能+”時代。

一、“智能+”時代下高中教師發(fā)展方向

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育觀

在“智能+”的時代背景下，高中信息技術(shù)教師需要轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，充分認(rèn)識到信息技術(shù)教學(xué)對學(xué)生個人發(fā)展的重要性，優(yōu)化教育教學(xué)方法。對于Python 語言教學(xué)來說，教師需要將“傳授知識”和“演示操作”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皫印焙汀耙龑?dǎo)”，展現(xiàn)編程教學(xué)的獨特魅力，讓學(xué)生從以往的模仿學(xué)習(xí)、單一式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造性學(xué)習(xí)、多樣化學(xué)習(xí)，全面強化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[1]。新的時代背景給高中信息技術(shù)教師帶來了很多新挑戰(zhàn)。教師需要充分運用校園的教學(xué)環(huán)境，用樂觀、積極的心態(tài)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，促進學(xué)生加快學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)，用全新的教育觀來影響學(xué)生。

（二）構(gòu)建全新的知識觀

在當(dāng)前這個“智能+”時代，信息的獲取方式更加多元化，學(xué)生可以通過手機、平板電腦等移動終端自主學(xué)習(xí)信息技術(shù)，觀看他人的編程過程，了解最新的人工智能技術(shù)，學(xué)習(xí)行為降低了時間、空間的限制。高中信息技術(shù)教師需要構(gòu)建全新的知識觀，認(rèn)識到當(dāng)前時代學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，在信息技術(shù)教學(xué)中充分利用現(xiàn)代科技，引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的興趣。在新形勢下，高中信息技術(shù)教學(xué)不能完全局限于教材，教師需要對信息技術(shù)課堂進行拓展延伸，融合微課、慕課、智慧課堂等教學(xué)手段，讓學(xué)生接觸更多的學(xué)習(xí)內(nèi)容，增強信息技術(shù)學(xué)習(xí)效果[2]。

（三）引入“學(xué)生中心”理念

“學(xué)生中心”既是新課程改革的要求，又是新時代的教育需求。高中信息技術(shù)教師需要引入以學(xué)生為中心的教育理念，在實踐教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位，重視學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果。在Python 語言教學(xué)中，教師需要為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的良好平臺，承擔(dān)好協(xié)調(diào)者、引導(dǎo)者、客觀評價者的角色，融合信息技術(shù)教材、Python 語言教學(xué)素材、學(xué)生的基礎(chǔ)知識等，讓學(xué)生主動探索Python 語言的內(nèi)在規(guī)律，一邊學(xué)習(xí)一邊消化吸收，達(dá)到實踐應(yīng)用的程度。在“智能+”時代，高中信息技術(shù)教師需要將以往的“育分”觀念轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝恕崩砟?，打造全新的信息技術(shù)課堂樣態(tài)，促進學(xué)生全方位發(fā)展。

二、“智能+”時代高中生的發(fā)展方向

（一）學(xué)習(xí)重心的發(fā)展方向

在“智能+”時代，信息技術(shù)學(xué)科給學(xué)生帶來了很多新挑戰(zhàn)、新要求，高中生需要轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)重心，提高自身能力。對于高中信息技術(shù)學(xué)科而言，學(xué)生需要通過實踐學(xué)習(xí)獲得批判性思維、溝通協(xié)作能力以及創(chuàng)造能力的發(fā)展，樹立終身學(xué)習(xí)的意識。在Python 語言教學(xué)中，高中信息技術(shù)教師需要結(jié)合課堂教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容，采取富有創(chuàng)造力和創(chuàng)新性的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生解決編程問題的能力，讓學(xué)生主動創(chuàng)造作品，增強應(yīng)用意識[3]。因此，信息技術(shù)教師需要培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，讓學(xué)生學(xué)會探究、學(xué)會創(chuàng)新，在課堂學(xué)習(xí)中進行人機交互，強化學(xué)生對人工智能技術(shù)的理解。

（二）“六個力”的發(fā)展方向

在新時代背景下，高中生的“六個力”直接關(guān)系到學(xué)生未來的發(fā)展，教師需要在教學(xué)實踐中培養(yǎng)學(xué)生的“六個力”?！傲鶄€力”包括人格力、適應(yīng)力、學(xué)習(xí)力、選擇力、探究力和修復(fù)力。首先，在人格力方面，學(xué)生需要具備親和力，善于與他人進行交流和合作，主動分享學(xué)習(xí)成果，形成一種健康、陽光的人格。在“智能+”時代，學(xué)生還需要具備一定的適應(yīng)力，迎接新時代的挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)變自己的學(xué)習(xí)方式，提高對新事物的接受能力。在學(xué)習(xí)力方面，學(xué)生需要具備自主學(xué)習(xí)、知識更新、終身學(xué)習(xí)的能力，不斷激發(fā)自身的學(xué)習(xí)欲望，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)思維，充分利用數(shù)字化的學(xué)習(xí)資源，在學(xué)習(xí)中尋找樂趣。在選擇力方面，學(xué)生需要從以往的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動選擇、主動學(xué)習(xí)，結(jié)合自身對Python 語言的興趣、學(xué)習(xí)需求進行選擇，充分發(fā)揮自身的選擇權(quán)。在探究力方面，學(xué)生需要具備批判性思維，主動學(xué)習(xí)、主動思考，通過收集資源、分析對比等方法，最終獲取問題的解決路徑，尋找正確的答案。修復(fù)力是一種試錯與糾錯的能力，對高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)而言，學(xué)生需要具備不怕挫折的學(xué)習(xí)毅力，在學(xué)習(xí)中不斷試錯和糾錯，提高自身的承壓能力。例如，在學(xué)習(xí)編程游戲時，學(xué)生有可能經(jīng)歷多次失敗，編寫的游戲程序一旦出現(xiàn)問題，就需要推翻之前的內(nèi)容從頭開始，這就要求學(xué)生具備心理修復(fù)能力，樂觀地面對失敗和挫折。

三、“智能+”時代高中信息技術(shù)教與學(xué)的思考

（一）基于問題，培養(yǎng)能力

在“智能+”時代，高中信息技術(shù)教師需要巧妙運用問題引導(dǎo)學(xué)生進行思考，使學(xué)生主動探索問題解決的具體路徑，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實際操作能力。Python 語言具有語法簡潔、包容度高等特點，教師可以通過設(shè)計問題的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動探索Python 語言的功能。在設(shè)計問題時，教師需要為學(xué)生預(yù)留進步空間，一方面要通過問題來提高學(xué)生的探究力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望；另一方面還要科學(xué)控制問題難度，避免學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理[4]。

例如，在學(xué)習(xí)turtle 繪圖模塊時，學(xué)生需要深入理解turtle 繪圖工具的作用，熟練掌握圖形的繪制方法，提高編程能力。在教學(xué)中，教師可以設(shè)計階段化的問題，用問題串聯(lián)整個課堂，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，強化學(xué)生的課堂實踐，提高學(xué)生應(yīng)用turtle 繪圖工具的熟練度。在教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的問題情境：“小a 邀請朋友到自己所在的城市玩耍，朋友是一名愛好美食文化的青年。小a 想要編寫一個本市美食路線的程序，他需要怎么做呢？”在問題的指引下，學(xué)生需要查閱本市的地圖，了解本市的美食，完成自主設(shè)計和自主規(guī)劃。在簡單規(guī)劃之后，學(xué)生需要用編程的方法呈現(xiàn)本市的美食路線，適當(dāng)增加動態(tài)變化效果，通過Python 中的turtle 完成繪圖。在繪圖時，教師可以繼續(xù)用問題引導(dǎo)學(xué)生思考，如“如何設(shè)置初始角度？”“如何填充顏色？”在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生可以循序漸進地完成繪圖，解決繪圖中存在的問題，最終呈現(xiàn)美食路線。在實踐過程中，學(xué)生需要觀察代碼，運行程序，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，探究turtle 繪圖模塊中的指令，再現(xiàn)繪圖過程，完成類比學(xué)習(xí)，最終提煉出算法和程序的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)計解決方案。在問題情境的指引下，學(xué)生可以深入思考問題的核心，通過多種途徑解決問題，掌握turtle 繪圖模塊中的基礎(chǔ)指令，全面強化學(xué)習(xí)效果。

（二）基于創(chuàng)新，提高素養(yǎng)

在“智能+”時代，高中信息技術(shù)教師需要不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生充分利用以往的編程知識，融合現(xiàn)實生活經(jīng)驗，讓學(xué)生利用現(xiàn)有資源進行創(chuàng)新，編寫更多新穎的程序，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。Python 語言具有較高的開放性，功能比較豐富，具備標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫，能夠為學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)中，教師可以運用信息技術(shù)手段為學(xué)生呈現(xiàn)優(yōu)秀的案例，展現(xiàn)創(chuàng)新性的程序，激發(fā)學(xué)生對Python 語言的應(yīng)用欲望，讓學(xué)生在案例中獲得靈感和啟示。

例如，教師可以為學(xué)生展示Python 語言應(yīng)用于游戲、網(wǎng)站、系統(tǒng)軟件的創(chuàng)新項目，讓學(xué)生感受Python語言的強大功能，從而萌生出一些創(chuàng)新性的項目構(gòu)想。在教學(xué)“遞歸”算法時，教師可以引入“漢諾塔”游戲，通過游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在玩游戲的過程中直觀分析程序，剖析游戲程序的內(nèi)在算法。另外，教師還可以為學(xué)生展示簡單的游戲語言程序，讓學(xué)生對這些語言程序進行更改、創(chuàng)新，通過修改代碼、編寫部分程序、運行調(diào)試等方法，強化Python 語言學(xué)習(xí)效果。例如，教師可以引入“紙牌”“大魚吃小魚”“連連看”等數(shù)字化游戲，引導(dǎo)學(xué)生通過編程的方法分析游戲，編輯游戲代碼，研究Python 中的列表、循環(huán)、函數(shù)、判斷等內(nèi)容，提高學(xué)生的編程能力，優(yōu)化學(xué)生的抽象思維。在各類數(shù)字化游戲的支持下，教師可以全面滲透編程課程的知識點，提高學(xué)生的動手操作能力，讓學(xué)生在完成游戲、分析游戲、編寫游戲的過程中鍛煉計算機技能，增強編程學(xué)習(xí)興趣。通過培養(yǎng)創(chuàng)新能力，學(xué)生能夠認(rèn)識到Python 語言的功能，在實踐中充分運用Python 語言，不斷發(fā)現(xiàn)Python 語言的新用途和新功能，實現(xiàn)計算思維的發(fā)展。

（三）基于探索，構(gòu)建框架

Python 語言的學(xué)習(xí)是一個循序漸進的過程，而學(xué)生需要在變化中探索，在探索中獲得新的突破，提高學(xué)習(xí)能力和探究能力。信息技術(shù)教師需要緊跟時代潮流，幫助學(xué)生構(gòu)建Python 語言的學(xué)習(xí)框架，滿足學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求。在學(xué)生探索的過程中，教師可以為學(xué)生提供指導(dǎo)和幫助，解答學(xué)生的疑問，給予學(xué)生更多的自由思考空間，減輕對學(xué)生的束縛。

在“智能+”時代，手機、平板電腦等移動終端都已經(jīng)實現(xiàn)了語音功能，這些電子產(chǎn)品中擁有“語音助手”，能夠協(xié)助用戶完成操作。教師可以為學(xué)生提供拖拽式GUI 構(gòu)建器和語音識別庫，引入項目式教學(xué)法，鼓勵學(xué)生利用Python 語言，創(chuàng)建與計算機對話的用戶界面。除了拖拽式GUI 構(gòu)建器和語音識別庫，教師還需要為學(xué)生準(zhǔn)備一些pages 文稿素材，引導(dǎo)學(xué)生對語音命令進行硬編碼，讓學(xué)生添加更多的命令，完成測試代碼、構(gòu)建登錄表單等操作，激發(fā)學(xué)生的探索欲望。另外，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生利用Python 設(shè)計“成績查詢小程序”。在“成績查詢小程序”中，用戶可以輸入自己的名字、班級、個人密碼等信息，然后自主查詢考試成績，提高成績查詢效率，保護個人隱私。在小程序的設(shè)計中，學(xué)生需要化身為“小老師”，應(yīng)用學(xué)生成績數(shù)據(jù)庫，對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行處理，定義變量，讀取學(xué)生成績信息，循環(huán)等待操作指令并執(zhí)行，編寫操作指令執(zhí)行函數(shù)，對學(xué)生的成績信息進行新建、查詢、修改、刪除等。在該系列項目的操作中，教師可以將學(xué)生劃分為不同的項目小組，指導(dǎo)學(xué)生完成數(shù)據(jù)處理，然后設(shè)計成績查詢系統(tǒng)。在程序設(shè)計完成后，教師還需要指導(dǎo)學(xué)生互相開展程序測評，每個小組的學(xué)生都需要運用其他小組設(shè)計的查詢程序進行查詢，計算成績查詢的準(zhǔn)確性，找出程序設(shè)計中的漏洞，評價“成績查詢小程序”的表現(xiàn)。通過設(shè)計創(chuàng)新型的學(xué)習(xí)項目，學(xué)生能夠在課堂上發(fā)揮想象力，充分應(yīng)用所學(xué)知識，用編程思維來解決問題。對于高中學(xué)生來說，創(chuàng)新能力和探究能力非常關(guān)鍵，高中信息技術(shù)教師需要不斷引入新的概念和新的項目，引導(dǎo)學(xué)生對新問題進行探索，提高學(xué)生思維的靈活性。

結(jié) 語

在“智能+”時代，高中信息技術(shù)教師需要改變自身的教育觀念、知識觀念，在實踐教學(xué)中引入“學(xué)生中心”理念，提高信息技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新性。針對Python 語言來說，高中生需要轉(zhuǎn)變自身的學(xué)習(xí)重心，在學(xué)習(xí)中提高創(chuàng)新能力、探究能力、適應(yīng)能力等，利用Python 語言來完成自己的想法和創(chuàng)意，將創(chuàng)新思想付諸實踐。在信息技術(shù)實踐教學(xué)中，教師需要為學(xué)生設(shè)計學(xué)習(xí)問題，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)問題的引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生構(gòu)建知識框架，提高學(xué)生的信息技術(shù)探索能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。