全民智能教育視角下小學Python課程體系構建研究

周金花

隨著新課程的持續推進，中小學各學段對編程教育的重視程度越來越高，如何適應地方特色實施校本化的編程教學也受到一線教師的廣泛關注，本期解碼我們將從智能教育與人文關懷兩個視角，發掘一線校本化編程教學的經驗。

國務院《新一代人工智能發展規劃》提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程”。這一規劃要求構建適合小學生學習的人工智能相關課程，為人工智能教育播撒種子，將新一代的學生培養成為人工智能時代的原住民，為未來相關國家戰略的實施夯實智力基礎，培育后備人才。

● 構建Python編程課程體系，給予學生探索人工智能的鑰匙

人工智能的知識體系包括統計學、機器學習、數據挖掘、高性能計算、程序設計語言等眾多學科領域。編程課程是小學生學習人工智能的重要啟蒙課程之一，而大部分學校從一年級或三年級就開設了英語課，這為學生學習Python提供了良好的自然語言基礎。Python是目前人工智能領域最常用的編程語言之一，它不僅是學生步入人工智能時代的第一級臺階，更是學生未來深入探索人工智能世界的一把鑰匙。

● 構建Python編程課程體系，旨向培養學生的計算思維

著眼于“全民智能教育”的需求，以小學四至六年級編程課為切入點，以適應四至五年級小學生認知能力的特點為目標，構建Python編程課程體系，旨在培養學生的計算思維，培養學生用自己的語言來描述編程與真實世界之間的聯系，實現一定的創意功能。通過課程的學習，學生將對日常生活中與計算機、編程相關的物品與現象建立起自己的相對深入的理解。

1.以編程視角引導學生認知計算思維

編程語言必須以計算機軟硬件平臺為基礎才能發揮作用，編程語言提供了人類與計算機交互的底層途徑。如果脫離軟硬件平臺而單純講授編程語言，難免會本末倒置。因此，有必要培養學生的計算思維，從而為編程語言的學習奠定基礎。傳統的小學數學課程更偏重純粹的數學知識，采取的是人類的現實世界視角，即“讓人算該怎么算”，而計算思維是人類的機器視角，即“讓計算機算該怎么算”，這樣就可以從小改變學生的思維方式與認知方式。

2.將編程知識還原到真實世界的場景下理解

編程技術歸根到底要解決真實世界中的問題，面向小學生的編程課應避免僅僅學習編程語法，應強調使學生體驗更具體的問題解決方法，如Python程序對世界問題的解決方法等。通過講解問題，力求達成啟發思維、激發興趣的目的，讓編程與真實問題融合，增強學生對編程的理解。

3.構建適合學生的編程語境

語言的學習依賴語境，編程語言的語境包括技術語境和業務語境。前者是指編程語言發揮其所依靠的硬件軟件環境;后者是真實世界中借助編程語言能解決的具體問題。在四年級，采用類比法引導學生理解技術語境，如列表類比成表（一維）和格（二維），契合本階段學生類比思維的發展。五年級，采用問題探究式方法引導學生理解業務語境下的若干個典型的真實應用需求，如聊天機器人的知識庫的構造（字典的應用），進一步鍛煉學生的邏輯思維能力。六年級，基于心理學中具體性消退理論，在技術語境之下將學生的日常生活知識映射為編程語法知識，并在業務語境下編程解決最簡單的問題。

● 構建Python編程課程體系，培育學生邏輯思維能力和知識遷移能力

1.用問題探究法講解編程語言的實際應用案例

問題導向的教學方法，要著眼于啟發學生的學術思維和工程思維萌芽。因此，筆者以編程思維為載體，培養學生的開放式、探索式思維，嘗試“理解實際問題—對標現有知識—提出合理猜想—實踐驗證猜想—不斷試錯迭代”的思路。

例如，借助課堂提問隨機產生學生姓名，避免教師在教學中總是提問個別學生。提問是隨機產生的，配合學生名字的快速滾動切換，學生都很緊張下一個會不會是自己，這樣很好地調動了學生的積極性，使學生能更好地融入到課堂中。

2.基于心理學“具體性消退”理論講解編程知識

基于心理學中的具體性消退理論，將Python編程相關的核心概念形象化、具體化，由表及里，由淺入深，逐次推進，真正掌握核心概念的內涵。六年級階段的教學，要求學生在一定程度上掌握抽象的、符號化的Python語言并編寫程序，基于具體性消退理論組織課程內容，有助于達成更佳的教學效果。

例如，講編程的處理，結合前例繼續強化、深化學習，可以根據列表的動態存儲的類比，幫助教師編寫一個學籍管理系統或者學生自主創作通信錄系統，實現轉入、轉出學生姓名的管理。這是一種增強式深入學習。

3.用清晰的技術思維模型，提煉必需的技術概念

采用具體性消退理論講解概念的目的在于，從生活常識切入，向學生傳授概念的核心內涵，避免理論性過強造成學習門檻過高。以這些概念為基本單位，學生才能展開思維過程，理解編程語法，實際編寫程序。

例如，“你來比畫我來猜”游戲的規則是一個人看詞語比畫相應動作和說一些提示，另一個人看不到詞語要通過比畫的動作猜出來，猜的過程中主持人判斷是否符合規則。請編寫一個“你來比畫我來猜”的計分小游戲吧。

問題分析：①運行程序→②猜詞語→③答對則正確數加1并回到②，答錯或跳過回到②→④循環10次后或時間結束后統計答對的題數。有num組玩家就進行以上流程的num次循環，當然也要準備x組詞語，因為每組玩家猜的詞語是不同的。模型構建如上頁圖1所示。

數據分析：將數組存入列表，guessWord[0]=['哪吒'，'海綿寶寶'，'思考的智慧'，'金雞獨立'，'狼吞虎咽'，'禮貌'，'鶴立雞群'，'手舞足蹈'，'卓別林'，'穿越火線']

結果呈現：輸出“第x組答對數目：y”，代碼如上頁圖2所示。

全民智能教育視角下的小學Python課程體系研究與構建，要求使用適應小學生認知特點的方法講授編程知識和技能。從構建課程內容的靜態角度看，編程知識技能是內在的根本，相應的講授方法是外在的呈現形式。而從評價課程實施效果的動態角度來看，是否能激發學生的學習興趣、真正樹立起初級的計算思維才是課程需要關注的核心。

3139500589290