人工智能發(fā)展規(guī)劃下的小學信息技術程序教學

□徐州普學匯志學校 高洋

徐州市教育局《關于全市普通高中開展“三新四行動”的實施意見》已經(jīng)正式下發(fā)，為了深入落實“三新四行動”的計劃，全市各個學校內部的不同學科在教學方面都開展了一系列活動，以整個課堂教學、教研活動、業(yè)務競賽、課例評比為主要切入點調動全體教師對教研活動的積極性，使每一位教師能更深入地明晰課標、熟悉教材、精于習題、做好課例，打造出真正意義上適應新形勢的教師隊伍，進而更好地詮釋“四有”好教師的真正內涵。目前，隨著《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）的頒布，編程學習已經(jīng)正式開始進入到小學信息技術課堂中。逐步推廣編程教育是國家教育整體規(guī)劃提出的要求，可以有效提高小學生自身的綜合信息技術素養(yǎng)。隨著科技的發(fā)展，人工智能開始真正成為國際競爭的一個新焦點，我國這方面出現(xiàn)了一個較大的人才缺口。為了讓小學生能跟上人工智能社會的這個發(fā)展潮流，必須讓小學生從小就養(yǎng)成利用編程解決問題的能力。

一、小學信息技術教學中學習計算機編程的必要性

人工智能主要指的是通過模擬人類能力和智慧服務于人類的機器。人工智能可以對人類智能活動的規(guī)律進行一個深入探索以及剖析，并按照這些規(guī)律把所有的智能系統(tǒng)模擬出來，使計算機代替人類進行很多方面的工作?！兑?guī)劃》中要求在小學信息技術教學中全面地安排人工智能這方面的課程，并通過程序設計軟件激發(fā)所有小學生的學習興趣，并使其通過自身的動手操作，發(fā)展他們的信息技術創(chuàng)新能力。因此，在小學信息技術教學活動中，可以就程序教學展開一個初步的探索，讓小學生在參與編程過程中掌握信息技術智能化知識，全面提升自己的信息化素養(yǎng)。隨著新課改的深入進行，編程教學因為具備簡便并且易學的優(yōu)勢，受到了全國廣大師生的一致青睞，在全國小學信息技術教學中都得到了一個廣泛的應用。在編程教學中可以以此作為前提和基礎，對傳統(tǒng)的信息技術教學模式進行更深層次的創(chuàng)新，通過讓小學生親身體驗編程來進行技術操作，扎實掌握信息技術人工智能知識，并在實踐中學會靈活去運用，推動全國小學生信息化素質的發(fā)展。

隨著人工智能時代的到來，世界各國對少兒編程這一模塊引起了高度重視，并作為基礎教育重要組成部分加以落實，這說明編程人才的培養(yǎng)對一個國家經(jīng)濟、科技、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是十分重要的，也說明編程已經(jīng)是人們學習和工作的最基礎的能力。目前，編程教育課程已經(jīng)引起了國內有關部門的高度重視，少兒編程必須像語文、數(shù)學以及其他學科一樣，成為全國小學生的一個必修基礎課程。編程已經(jīng)成了繼口語語言和書面語言之后的“第三語言”，目前我國的小學信息技術課程主要由計算機基礎知識、Windows、網(wǎng)絡應用等基礎內容組成，這些以知識與技能學習為主基礎性的計算機知識，其中都蘊涵著一定的程序思想。調查研究表明，目前的小學信息技術教學對學生的技能學習可以說是比較重視的，每天的上機學習程序性操作訓練也在不斷進行，這一過程中其實也充分滲透著程序思想。事實上，由于計算機編程是一項相對比較單調并且枯燥的工作，因此小學生對此可以說是很難產(chǎn)生興趣的，但是那些類似于Flash 動畫內容，就很容易調動小學生的學習熱情。計算機編程思維對小學生掌握程序設計能力可以產(chǎn)生一個決定性的影響，在信息技術教學中培養(yǎng)小學生自身的程序設計能力，可以真正意義上幫助小學生形成觀察、認知、思考和解決問題的這種邏輯方式，培養(yǎng)他們形成嚴謹?shù)乃季S，這種嚴謹?shù)乃季S能力在編程學習中的滲透，可以使小學生運用邏輯語言進行程序設計的思路更清晰和充滿邏輯性，當他們在學習和生活中遇到一些難題的時候，他們可以冷靜地觀察以及分析，進而最快地拿出問題的解決方案，樹立他們的自信心，讓他們帶著愉悅的心情進入學習以及生活中。計算機知識更新和換代的速度可以說是非常迅速的，一些傳統(tǒng)的知識正在被迅速地淘汰。但是，如果小學生能真正意義上熟練掌握有關程序設計的這些基礎知識，他們就會更快地接受計算機內部的新知識，進而跟上計算機不斷快速更新的這個步伐。由此可見，計算機程序學習是小學生最基本的信息素養(yǎng)內容之一，對小學生深入學習信息化知識、跟上人工智能的時代潮流都有著極為重要的意義。

二、人工智能發(fā)展規(guī)劃下的小學信息技術程序教學建議

（一）創(chuàng)作式教學

所謂創(chuàng)作式的程序教學，具體指的是在尊重所有學生的創(chuàng)作意愿這種基礎上，鼓勵他們主動對程序編寫進行思考和探究的一個教學方法。創(chuàng)作式程序教學主要是根據(jù)一些簡單的順序結構的程序設計，具體來說：第一，教師可以把自己編寫的小動畫展示給所有的學生，激發(fā)他們參與學習編程的興趣；第二，可以讓學生借助“說一說”版塊敘述自己內心的想法，進而形成學生自己的編程思路；第三，在編程思路的引導下，在尋找合適的模塊中對應的指令；第四，使用“做一做”模塊把小動畫程序設計出來。在初學編程使用這一教學方法，可以充分激發(fā)小學生的學習熱情，讓他們通過主動觀察、嘗試體驗程序編寫的奇妙之處，而且可以讓他們把自己的程序設計創(chuàng)意落實于程序編寫的過程中，讓他們很快融入編程的整個學習中。在“一帶一路小導游”的這個程序中，小導游在場景不斷變化的過程中，介紹一帶一路國家的一些風土人情。小導游角色的設計要使用“外觀模塊”中“說”的指令，再與“控制模塊”中的“等待”指令相結合，景色變化要用到“外觀模塊”中“背景切換為”指令。這樣通過創(chuàng)作式程序教學可以厘清學生的思路，他們就可以自主探索的完成這一程序的制作。在創(chuàng)作式程序教學模式中，教師對學生的創(chuàng)意要做好鼓勵、啟發(fā)和引導，不能要求小學生一味地進行模仿。尤其要從心理梳理所有小學生的自信心。這樣，當小學生的創(chuàng)意和想法真正形成以后，教師再借助微視頻、導學卡幫助小學生形成自己的編程思路，然后找到小學生相應的偽代碼，按照程序中指令，把相應的程序真正編寫出來。小學生在創(chuàng)作的整個過程中，教師要對他們的創(chuàng)意和興趣尤其要加以重視起來，幫助小學生把自己的思路以及創(chuàng)意通過編程系統(tǒng)設計出來。

（二）項目式教學

項目式的程序教學，可以把要編寫的程序作為一個項目來看待，根據(jù)完成項目的流程對程序進行優(yōu)化設計，具體可以把這個項目劃分為界面分析、角色規(guī)劃、腳本編寫、調整測試等四個環(huán)節(jié)。在設計編制程序的整個過程中，通過這四個環(huán)節(jié)完成程序設計，不僅可以在真正意義上發(fā)展設計思路，而且還可以有效地降低小學生學習的難度。學生在選擇完成程序方式過程中，可以結合自身的能力，既可以選擇獨立編寫完成程序項目設計，也與其他學生合作編程完成項目設計。在教學開始的時候，教師可以借助微課課件講解演示和導學單引導的這兩種方式，讓小學生真正融入項目式程序編制的整個過程中。當學生真正意義上進入狀態(tài)以后，教師可以再導學單安排關鍵性問題，讓學生思考和探究程序設計中那些難點的破解方法。在這種教學模式下，學生的編程思維可以被很好地激發(fā)出來，不同能力的學生都可以形成自己解決問題的一種思路。而且這一模式相對來說具體操作起來靈活性較大，不僅可以激發(fā)學生對程序設計的熱情，樹立他們的自信，而且可以鍛煉他們整合運用不同模塊中各種指令的整合運用的這種能力。例如，在“小小游戲設計師”程序的設計中，程序中有的角色相對來說比較復雜，部分角色間甚至還存在著交互現(xiàn)象。對這種類似游戲的程序設計，學生的學習熱情可以說是很高，充滿了挑戰(zhàn)的欲望。因此，教師可以將游戲設計的流程提前梳理出來，讓學生通過四個環(huán)節(jié)完成程序編制，在設計比較復雜的程序時都能套用這一模式，讓更多學生都能找到編程的切入點，讓能力較高的的學生有更大的發(fā)揮空間。在這種教學模式中，教師要引導學生程序的設計方法，不同環(huán)節(jié)和角色可以借助思維導圖、流程圖等形式梳理出來，并充分展示給學生。當學生在編程過程中遇到一些難題的時候，教師應及時給學生進行講解，使學生順利突破項目自身的瓶頸，進而把程序高質量的編制出來。

（三）合作式教學

所謂的合作式程序教學，主要指的是在程序設計編寫前，要把學生分為不同的學習小組，讓他們對將要編寫的程序進行討論、分析以及深入性的探究，針對各自的角色對程序實施編寫以及調試，程序調試完成結束后，再把相應的程序組合起來的這種教學模式。合作式程序教學往往適用于編程初學者的進階階段，這種簡單的程序設計可以包含多個角色。教師將設計程序演示結束之后，學生分組按照導學單列舉的要求展開深層次的交流互動，通過分角色對程序編寫思路進行細致梳理，然后進行編寫和調試程序，再與小組成員進行交流，對各自的設計的程序進行修改以及完善，這樣通過小組成員之間的集思廣益，多個角色的程序編寫的難度就可以有效降低。每個學生都可以針對自身的實際情況，選擇編寫與調試自己可以完成的任務。在這種模式下，更多學生不僅可以獨立的編寫完成程序，也能在完成任務的過程中與小組成員交流探討自己的思路以及自己的想法，并隨時加以修改、完善以及創(chuàng)新，使他們的設計思路得到一個極大的拓展與延伸，并且通過這樣的形式他們可以共同進步。例如，在“正方形、長方形面積的計算工具”這一程序的設計中，用戶可以通過點擊正方形或長方形進入要計算面積的界面，把有關的數(shù)據(jù)進行輸入后，面積就可以被自動程序計算出來。這一程序可分別設計兩個角色，并運用合作式編程模式來實施，學生可以自行選擇一個自己想要的圖形，形成自己的思路，然后把程序設計出來，這樣設計的難度就會大大降低，又能給學生提供拓展自己思維空間的一個方法，讓他們各自形成自己專屬的程序設計思路。在具體的操作中，對那些牽涉到的新的知識點，如用戶交互的“偵測”模塊中的“詢問并等待”“回答”等指令的使用方法，教師可以制作微課課件演示整個操作過程，學生在不同的學習小組內，一個角色設計完成后，再對第二個角色的設計進行探討和交流，互相說出自己的對程序設計心得，然后就設計思路進行討論，在這樣的過程中形成信息意識，公共體驗成功的快樂。在上述程序的設計中，因為設計本身還存在一定的難度，小學生難免會產(chǎn)生一些畏難的情緒。所以，在程序設計開始前，教師要提前把全班學生分組，讓他們在設計編程的過程中，可以互相溝通和交流，不僅在技術操作方面互通有無，還可以互相激勵和幫助克服畏難情緒，學生在整個溝通和交流過程中，他們互相之間可以形成合力，充分思考和運用畫圖、文字、思維導圖等形式，把自己的程序設計思路清晰地梳理出來。教師可以借助微課、導學單等形式從中起到引導作用，使合作式程序教學取得一個較好的效果。

（四）評價式教學

在小學生計算機程序的整個教學中，僅依靠上述教學方法其實還是遠遠不夠的，教師還應結合多元化的評價方式，對學生在編程中的表現(xiàn)作出一個合理的評價，進一步激發(fā)學生的學習興趣，調動他們主動鉆研的主動性以及積極性，更好地把他們的編程思維真正地培養(yǎng)出來。目前，小學信息技術教學對編程的評價方式相對來說比較單一，且評價標準不能實現(xiàn)多樣化，形成性評價是主要的評價方式。大家都知道，小學生學習編程，編程代碼學習和編程語言的掌握其實并不是關鍵的點，培養(yǎng)他們的編程思維才是最關鍵的目的，即培養(yǎng)他們在編程過程中發(fā)現(xiàn)、思考和解決的思維能力才是關鍵。另外，通過小組合作的這種模式，也可把他們的團隊協(xié)作能力，溝通表達能力等培養(yǎng)出來；學生在調試代碼的過程中，還可以把他們的自信心、耐心以及專注力培養(yǎng)出來。對這些能力來說，傳統(tǒng)的診斷性評價很難得出一個有效的結果。目前，在各個地區(qū)的教育云人人通的平臺中，小學生都可以有自己的專屬賬號，他們的學習動態(tài)和成果都可以及時進行上傳，使用文字、圖片、視頻方式在平臺上共享，學生、家長和教師隨時可掌握這些信息，并對其做出一個合理的評價，這就是學生的動態(tài)成長檔案，教師針對學生的成長過程對他們做出綜合評價。學生也可以借助截圖、錄屏方式，將編好的程序在個人空間展示出來，重復整合運用文字、圖片、語音和視頻手段，編程效果可以更好地得以體現(xiàn)，教師和家長不用通過運行、調試就可以瀏覽學生的學習動態(tài)，并對他們的學習成果進行賞析和評價。

三、結語

由以上的內容可知，目前小學階段編程教學的普及已經(jīng)可以說是大勢所趨，小學階段的編程教育主要側重于學生思維的培養(yǎng)以及學生能力的提升。這就要求教師在教學過程中充分考慮不同年齡段小學生的心智特點，采取有效的措施，把廣闊的思考和實踐空間提供給小學生，鍛煉他們的編程思維以及操作能力，激發(fā)他們對編程的興趣，提高小學程序教學的效果。目前。小學階段的編程教育在我國還處于一個起步的階段，未來的發(fā)展依舊任重而道遠，這就要求我們在實踐中不斷探索，順應整個時代的發(fā)展潮流，對小學生編程教學不斷改革和創(chuàng)新，把效果更好的編程教學模式創(chuàng)造出來。