AI編程游戲與幼兒園科學領域融合的思考

葉華 徐超

學前教育是基礎教育的重要組成部分，這一階段的教育成果直接影響著一個人的終身發展，將編程教育與幼兒園活動相結合，不僅能夠有效提高教師的教學水平，而且有助于提升學生的信息化素養。基于此，本文展開關于AI編程游戲課程與幼兒科學領域融合的路徑研究與思考，分析了科學領域背景下編程教育存在的問題，結合教學實踐案例，提出關于AI編程游戲課程與科學領域融合的建議，以進一步提高學前教育水平。

一、編程教育融入幼兒園活動的意義

（一）當前國家編程教育發展現狀

近年來我國高度重視編程教育，并將其納入中小學必修課程。2017年8月，國務院發布《新一代人工智能發展規劃》，明確指出要在中小學階段設置人工智能相關課程，并逐步推廣編程教育。2018年初，教育部頒發的《新課標》指出，信息技術將從興趣課程變為必修課程，并大幅度提升了學生在編程、計算思維、算法方面的思維要求。2020年7月15日，教育部發布最新通知《大中小學勞動教育指導綱要（試行）》，明確提出從9月份起，全國大中小學將新增3門必修課，分別為書法、編程、勞動教育課程。這意味著編程教育將在全國范圍內正式推行。

（二）幼兒園活動與編程教育融合的必要性與意義

學前教育是基礎教育的重要組成部分，在國民教育體系中也占有重要地位。《幼兒園工作規程》明確指出，幼兒園的教育活動應是有目的、有計劃引導幼兒生動、活潑、主動、多種形式的教育過程。在國家大力發展編程教育的大背景下，編程教育的智能性、多元性、個性化等優勢能夠更好地推動幼兒園教學活動的發展，與幼兒園教學活動融合是未來學前教育的發展趨勢。

二、AI編程游戲課程與科學領域活動融合的現狀分析

《3—6歲兒童學習與發展指南》（以下簡稱《指南》）將幼兒園課程分為健康、語言、社會、科學、藝術五大領域，其中科學領域分為科學探究與數學認知，知識本身的抽象性和邏輯性使幼兒在學習過程中存在一定的困難。第一，3～6歲幼兒處于具體形象思維階段，對抽象性和邏輯性知識的理解相對困難；第二，與中小學不同，幼兒的學習方式主要為游戲，要求更為復雜；第三，幼兒生活接觸面窄，能為學習提供借鑒的經驗不多。

為響應教育部學前教育去小學化、課程游戲化、信息化的發展方向，2021年某園引入了AI編程游戲課程。本課程專注3～6歲兒童計算思維訓練，借助AI技術和智能機器人，配合教師開展游戲化教學。幼兒通過豐富多樣的編程模塊、操作材料及關卡地圖，通過具象化的思維游戲逐步建立計算思維，從而解決學習生活中的問題，為幼兒科學領域知識的學習提供助力。但是，隨著教師在AI編程游戲課程實際教學中深入與探究，兩者融合的問題日漸凸顯。AI編程游戲課程活動如圖1所示。

三、科學領域活動引入AI編程游戲課程存在的問題

（一）AI編程游戲課程內容的選擇缺乏生活性

AI編程游戲課程運用高科技的AI技術和智能機器人，通過生動有趣的動畫導入和智能的教學技術能在短時間內吸引幼兒的注意力，激發幼兒的學習興趣，同時配套的編程模塊、操作材料及關卡地圖節省了教師制作教具的時間，這種優勢在短時間內確實能對幼兒的科學領域學習起到很好的效果，但是不利于幼兒科學探究能力的培養。

《指南》中科學領域的基本理念明確提出，幼兒科學學習的核心是激發探究欲望與培養探究能力。成人要善于發現和保護幼兒的好奇心，充分利用自然和實際生活的機會，引導幼兒通過觀察、比較、操作、實驗等方法，學會發現問題、分析問題和解決問題，幫助幼兒不斷積累經驗，并運用于新的學習活動，形成終身受益的學習方法和能力。

從《指南》中可以看出，幼兒科學領域學習的內容應該是生活中熟悉的事物，引導幼兒將已有經驗與自己的親身經歷相聯系，對生活中的問題進行探索與研究，嘗試發現事物間的異同和聯系。幼兒在對身邊事物探究的過程中不僅獲得了豐富的感性經驗，而且充分發展了具體形象思維，同時為其他領域的學習做好了鋪墊。幼兒園教育活動應該根據幼兒自己的生活構建，讓幼兒在實際的、可觀察的生活情境中學習，從而不斷豐富幼兒的生活經驗。幼兒園實施課程的最終目的是解決幼兒生活中的問題，如果活動內容的選擇脫離了幼兒的生活，則不能激發幼兒主動探究的欲望，也不符合“從生活中學”的教育理念。

例如小班下學期的編程課程《迷你熱氣球》，本課通過動畫導入，并將熱氣球作為貫穿課程的線索，引導幼兒嘗試簡單分類。但是對小班幼兒來說，熱氣球在平時的生活中并不常見，幼兒不能與自己的生活經驗相聯系，也沒有足夠的直接經驗推動課程的發展，所以活動內容的選擇無法激發幼兒的探究欲望。為了推動活動發展，教師需要花費一部分時間向幼兒介紹熱氣球的作用，為幼兒提供相關經驗，增加了活動導入環節的時間，具體操作時間則相對減少。

（二）AI編程游戲課程環節設計缺乏動態性與延伸性

幼兒園科學領域活動具有動態性與延伸性的特點。動態性要求活動設計的目標與內容要隨時隨地根據幼兒的“最近發展區”進行調整，活動形式體現人與人、人與環境之間的積極有效互動。活動環境表現為不斷調整、修改、構成與再構成。另外，一次活動的時間和容量畢竟有限，不可能解決很多問題，也很難照顧到幼兒的個別差異，不能滿足所有幼兒的興趣和需要，所以要求教師按照不同形式開展延伸活動。

AI編程游戲課程的環節設計主要為故事導入、思維游戲、算法探索、編程優化、成果分享。課程環節設計過于固定，在實際教學中，教師無法實時根據幼兒的反饋及時調整活動環節和內容的難易程度，也無法滿足幼兒“最近發展區”的需要，只能根據設定的環節進行活動，缺乏動態性和延伸性。

活動案例：小班下學期編程課程《森林淹水了》，通過故事導入創設森林淹水的情境，并引出三只不同活動方式的小動物：天上飛的小鳥，水里游的小魚、地上跑的猴子。在思維游戲環節中，原有流程設定為：教師描述不同動物的活動方式和生活習性，并提問：“哪些動物怕淹水呢？”，從而引出地上跑的小猴子怕淹水。在實際教學中，幼兒根據已有經驗能回答出小鳥不怕淹水，因為小鳥會飛，小魚不怕淹水，因為小魚會游泳。到了小猴的時候，有的小朋友會說：“小猴也不怕淹水，因為小猴會爬樹，它可以爬到樹上。”聽到這樣的回答，由于固定的流程無法更改，授課教師一時不知道怎樣調整，只能說：“小猴今天受傷了不能爬樹，你覺得小猴怕淹水嗎？”這時幼兒才回答道小猴怕淹水。接下來的算法探索環節，由于只有兩臺智能機器人，為了讓每個幼兒都能體驗，教師只能輪流讓幼兒與機器人互動，沒有輪到的幼兒出現了坐不住、與別人說話的情況。成果分享環節，教師要求幼兒和機器人說一說自己今天做了什么游戲，學到了什么本領。有的小朋友立馬跑到機器人前積極發言，有的小朋友卻不說話，只在自己的座位上安靜地坐著。

從活動案例中可以看出，AI編程游戲課程教學內容的選擇缺乏嚴謹性，導致活動中出現模棱兩可的答案，而固有的環節設計讓教師在出現特殊情況時不能根據幼兒的回答及時調整，只能根據自己的教學經驗及時調整語言，活動才能繼續進行。在思維游戲與算法探索環節，由于智能機器人的數量有限，不能同時滿足全班幼兒的操作需求，增加了幼兒的無效等待時間，出現了課堂秩序混亂的情況。成果分享環節形式單一，只要求幼兒用語言表達本節課的核心經驗，對語言表達較弱的幼兒來說，很難滿足其經驗和情感內化的需要，整個活動的動態性與延伸性較弱。

四、兩者融合的路徑探究與思考

（一）從幼兒生活出發，完善AI 編程游戲課程內容

AI編程游戲課程涵蓋學前教育三個年齡段，共96節課，縱觀整個課程內容，有些教學內容的選擇并不完全從幼兒的生活出發，甚至超出幼兒的已有生活經驗。

作為教師，首先要對AI編程游戲課程內容進行深入研究與挖掘，從中獲取適合不同年齡段幼兒學習的、身邊熟悉以及社會環境中豐富有趣的科學內容，不斷激發幼兒的學習興趣。

其次，AI編程游戲課程通過一體機和智能機器人進行可視化呈現，活動形式單一，不利于幼兒科學探究能力的培養。教師要增強對活動中核心經驗的觀察性與互動性，幼兒通過多種感官進行科學活動的學習，運用視覺、嗅覺、味覺、聽覺、觸覺等，通過看一看、聞一聞、嘗一嘗、聽一聽、摸一摸的形式讓自己與周圍事物產生聯系與互動，從而引發他們對問題的思考與探索的興趣。只有從幼兒每天接觸的生活出發，選擇具體、可觀察的事物，使內容貼近幼兒的生活，才能激發幼兒的探究欲望，使幼兒保持長久的好奇心。

（二）跟隨幼兒腳步，打破與重組AI編程游戲課程環節

AI編程游戲課程環節的設計過于程序化，其中思維游戲與算法探索環節不能同時滿足全班幼兒操作的需要，增加了幼兒消極等待的時間，重復的操作環節和操作材料也無法尊重幼兒的個體差異。

首先，教師需要從固有的環節與思維中跳脫出來，打破與重組課程環節，加入自己的創新，增加面向全體幼兒、難度層層遞進的操作環節。其次，教師要遵循具體操作與發展性原則，讓幼兒動手操作具體的材料，進行探究式學習。幼兒的思維特點是具體形象，因此要為幼兒提供可觀察、可操作的材料，充分調動幼兒多種感官，培養幼兒的問題意識和解決問題的意向，讓幼兒養成積極動腦思考和表達的習慣，從而促進思維的發展。

例如，在AI編程游戲課例展示活動中，教師大膽創新，對原有活動環節進行了修改。小班編程《圖形魔法船》活動中，原有課程設定只是讓幼兒通過智能機器人找出魔法船中消失的圖形。而教師依據幼兒的學習特點，增強了活動的游戲性和操作性，自己制作圖形教具（如圖2所示），引導幼兒分組利用圖形拼貼魔法船（如圖3所示），幫助幼兒內化本次活動的核心經驗。雖然只是初步嘗試，但是小小的改變讓活動的游戲性與操作性變得更強。

五、結語

綜上所述，隨著信息技術的迅猛發展，未來在學前教育引入編程教育是必然趨勢，對學前教育工作者來說，可能面臨諸多挑戰。在兩者融合的過程中，教師切忌盲目追求高科技而偏離了教育工作中的主體——幼兒，而是要結合不同幼兒的發展需求和學習特點靈活地引入編程教育，幫助幼兒吸收知識、拓展能力、啟發智力，促進幼兒全面發展。

注：本文系安徽省教育信息研究課題“人工智能與幼兒園課程融合的實踐探索與研究”（項目編號：AH2021102）的研究成果。

（宋行軍）