新課程浪潮下的高中編程教育

□江蘇省淮安中學(xué) 尹志云

為了適應(yīng)科技時(shí)代的潮流，使我國(guó)在人工智能領(lǐng)域能夠在世界上占有一席之地，2017年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，［1］提出了面向2030年我國(guó)新一代人工智能發(fā)展的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施，部署構(gòu)筑我國(guó)人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)。與此相適應(yīng)，越來(lái)越多的高校開(kāi)設(shè)了人工智能專(zhuān)業(yè)。新一輪課程改革如火如荼，在高中的信息技術(shù)新教材中加入了編程教育，以往教材中的編程教育以“零食”的身份存在，而本次課改的編程教育則變成了“正餐”。以江蘇的新課改為例，高中信息技術(shù)課程分為三個(gè)層級(jí)十個(gè)模塊，三個(gè)層級(jí)分別為：必修、選擇性必修和選修，“必修”是所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)并且能夠通過(guò)合格性考試，這個(gè)層級(jí)里包含兩個(gè)模塊：數(shù)據(jù)與計(jì)算以及信息系統(tǒng)與社會(huì)，其中，“數(shù)據(jù)與計(jì)算”模塊里涉及到編程語(yǔ)言和算法思想，并且確定將python作為高中階段的編程教學(xué)語(yǔ)言。［2］深入地看，三大類(lèi)十個(gè)模塊之間有一個(gè)共同點(diǎn)，就是都離不開(kāi)編程，比如“選擇性必修”里增加的模塊，包括：人工智能初步、開(kāi)源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)等，以及“選修”里的算法初步和移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，無(wú)不體現(xiàn)出學(xué)習(xí)編程的意義。

目前，全國(guó)很多地方的中小學(xué)都在開(kāi)展編程教育，有基于Scratch的創(chuàng)意編程，有基于C++的競(jìng)賽編程等。有的發(fā)達(dá)地區(qū)從小學(xué)四年級(jí)開(kāi)始就開(kāi)設(shè)了編程課，稍落后一些地區(qū)也在中學(xué)生可以參加的信息學(xué)奧賽的刺激下開(kāi)展了針對(duì)競(jìng)賽生的編程教育。縱然情況不一，但無(wú)疑都在前進(jìn)，編程教育勢(shì)不可擋。

針對(duì)如此洶涌的改革浪潮，高中一線(xiàn)信息技術(shù)教師更需要思考的應(yīng)該是如何有效地開(kāi)展編程教育。在高中針對(duì)所有學(xué)生開(kāi)展編程教育，這史無(wú)前例。所以我們需要去查閱大量資料，備好每一節(jié)課，激發(fā)學(xué)生的興趣，提升學(xué)生的知識(shí)技能。結(jié)合實(shí)際情況，我主要從以下兩方面入手：

一、“思維導(dǎo)圖”用起來(lái)

學(xué)習(xí)一個(gè)新的知識(shí)甚至學(xué)科，最重要的就是要理清概念，概念不清對(duì)后續(xù)的深入學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生巨大的障礙，直接影響到新知識(shí)的吸收甚至學(xué)生對(duì)該門(mén)學(xué)科的興趣以及信心。特別是編程的內(nèi)容，可以說(shuō)對(duì)絕大部分學(xué)生（可能有極少學(xué)生在小學(xué)或者初中接觸過(guò)）來(lái)講是聞所未聞、毫無(wú)基礎(chǔ)的全新內(nèi)容。在課堂上，學(xué)生的表現(xiàn)往往會(huì)一臉茫然，不知所措。因此，編程課的首要任務(wù)就是幫助學(xué)生理清這門(mén)課的知識(shí)脈絡(luò)，具體到每一節(jié)課，就是要求學(xué)生能夠把一節(jié)的內(nèi)容利用思維導(dǎo)圖的形式作出總結(jié)，從而達(dá)到鞏固知識(shí)點(diǎn)，打好地基的目的，為順利銜接下一課做好準(zhǔn)備。比如說(shuō)，在python數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)，由于類(lèi)型眾多，所以等到最后一個(gè)類(lèi)型講完時(shí)，學(xué)生可能已經(jīng)糊涂了，這個(gè)時(shí)候，教師要及時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和回顧，利用“思維導(dǎo)圖”工具，邊作圖邊回憶，理清概念。思維導(dǎo)圖可以用Xmind或者百度腦圖，其中百度腦不用下載安裝，且可以在線(xiàn)分享，所以我的課堂使用頻率較高。

二、“畫(huà)程”工具用起來(lái)

“畫(huà)程”這個(gè)工具是湖北的伍先軍［3］老師開(kāi)發(fā)的，這個(gè)工具能夠很好地幫助學(xué)生將算法思想和程序設(shè)計(jì)鏈接起來(lái)。我們?cè)诮虒W(xué)中常常發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生甚至包括一些老師經(jīng)常會(huì)不自覺(jué)地將“算法”和“程序”的概念割裂開(kāi)來(lái)。主要體現(xiàn)在兩方面：首先，當(dāng)一個(gè)問(wèn)題出來(lái)時(shí)，學(xué)生們可以用紙和筆寫(xiě)出解決問(wèn)題的步驟（即算法），卻無(wú)法變成程序，上機(jī)驗(yàn)證自己的想法；其次，學(xué)生面對(duì)問(wèn)題，啟動(dòng)編程軟件時(shí)，又不知如何下手，忘記了程序?qū)崿F(xiàn)的根本是算法。鑒于此，本人在課堂上采用了伍先軍老師無(wú)償分享的“畫(huà)程”軟件，將“程序”和“算法”完美地“結(jié)合”在一起，通過(guò)拖拽不同的圖標(biāo)，實(shí)現(xiàn)算法思想，同時(shí)還會(huì)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的程序，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，真可謂程序教學(xué)的神器。以“兩數(shù)相加”的python程序?yàn)槔?/p>

最后，我們一線(xiàn)教師切記一條，高中階段的編程教育主要目標(biāo)是教會(huì)孩子解決問(wèn)題的方法，鍛煉孩子的計(jì)算思維以及培養(yǎng)孩子的學(xué)科核心素養(yǎng)，而不能用程序員的標(biāo)準(zhǔn)去要求學(xué)生，這樣只會(huì)適得其反，扼殺他們的學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)在的孩子都是生長(zhǎng)在數(shù)字時(shí)代的土著，他們對(duì)數(shù)字時(shí)代的很多事物并不陌生，然而“數(shù)字土著”們?nèi)绻唤?jīng)過(guò)系統(tǒng)的培養(yǎng)，他們可能無(wú)法擁有這個(gè)時(shí)代要求的“計(jì)算思維”能力，不能成為真正的數(shù)字公民。作為一線(xiàn)教師，我們要牢記這一點(diǎn)，時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)以及關(guān)鍵能力的提升。