智能教學(xué)環(huán)境下小學(xué)編程教育教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐探究

文｜辜錦雄，梁神娣，吳照龍

由深圳點(diǎn)貓科技有限公司開(kāi)發(fā)的圖形化編程軟件編程貓?jiān)创a編輯器Kitten 已經(jīng)在中小學(xué)生信息技術(shù)課堂中廣泛使用，深受中小學(xué)生以及中小學(xué)編程教師的喜愛(ài)。源碼編輯器Kitten 專(zhuān)門(mén)為中小學(xué)的編程教學(xué)量身定制，它通過(guò)可視化的編程界面、游戲化的學(xué)習(xí)情境、積木式的編程方式、簡(jiǎn)單易懂的操作特點(diǎn)，讓中小學(xué)的編程教學(xué)除了復(fù)雜的代碼學(xué)習(xí)外，還可以通過(guò)拖曳相應(yīng)的程序模塊，采用搭積木的方式快速實(shí)現(xiàn)程序的編寫(xiě)，有利于充分激發(fā)中小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，同時(shí)也促使中小學(xué)信息技術(shù)課程的內(nèi)容由以往重應(yīng)用軟件的操作學(xué)習(xí)向當(dāng)前重編程思維、創(chuàng)新思維培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

在萬(wàn)物互聯(lián)的人工智能時(shí)代，創(chuàng)客教育、編程教育在全國(guó)各地的中小學(xué)都已經(jīng)廣泛開(kāi)展，完全顛覆了傳統(tǒng)的中小學(xué)信息技術(shù)課程的課堂教學(xué)模式。以往傳統(tǒng)的中小學(xué)信息技術(shù)課程基本上是在教學(xué)生學(xué)習(xí)各種應(yīng)用軟件、工具、系統(tǒng)的操作使用，枯燥無(wú)味、缺乏創(chuàng)新，不能充分激發(fā)學(xué)生的邏輯創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造能力，與當(dāng)前AI 人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智慧教育、大數(shù)據(jù)、云教學(xué)、無(wú)人駕駛等應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)脫節(jié)。因此，傳統(tǒng)的中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)創(chuàng)新、創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的需求，而與AI、創(chuàng)新、創(chuàng)造、智慧等密切相關(guān)的編程教育、創(chuàng)客教育隨之興起，完美契合當(dāng)前中小學(xué)對(duì)創(chuàng)新、創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的課程需求。

提到編程教育，人們往往想到的就是復(fù)雜的編程語(yǔ)言、編程代碼的學(xué)習(xí)，然而編程貓?jiān)创a編輯器Kitten 的出現(xiàn)，完全顛覆了人們對(duì)編程教育的認(rèn)識(shí)，功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易懂、素材豐富、云端存儲(chǔ)等特點(diǎn)給中小學(xué)信息技術(shù)課程教育注入了新的活力。通過(guò)Kitten 進(jìn)行中小學(xué)編程教學(xué)，能夠有力培養(yǎng)學(xué)生的邏輯創(chuàng)新思維、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，能夠很好地提升學(xué)生的計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生的信息意識(shí)和信息社會(huì)責(zé)任，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、點(diǎn)貓編程平臺(tái)的智能教學(xué)環(huán)境———“未來(lái)教室”

編程貓作為一款新興的國(guó)產(chǎn)圖形化編程軟件，具有強(qiáng)大的功能、簡(jiǎn)單易懂的編程積木模塊、非常豐富的編程素材、云端存儲(chǔ)等特點(diǎn)。除此之外，編程貓還有多個(gè)編程平臺(tái)，包括2D 創(chuàng)作工具（源碼編輯器Kitten）、3D 創(chuàng)作工具（代碼島）、Python（海龜編輯器）、手機(jī)學(xué)編程（編程貓Nemo）。（如圖1）

圖1

編程貓平臺(tái)通過(guò)將平面與立體、軟件與硬件、虛擬與現(xiàn)實(shí)有效結(jié)合，使學(xué)生可以不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的代碼編程，只需拖動(dòng)圖形化的編程積木即可進(jìn)行編程，極大地降低了編程學(xué)習(xí)的門(mén)檻，提高了中小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。

編程貓平臺(tái)除了讓學(xué)生體驗(yàn)到良好的編程環(huán)境，還為教師提供了編程平臺(tái)的教學(xué)管理系統(tǒng)（點(diǎn)貓編程平臺(tái)或“未來(lái)教室”）。在編程貓“未來(lái)教室”中，教師通過(guò)班級(jí)管理、學(xué)生管理、作品管理、學(xué)情報(bào)告等欄目，能夠非常詳細(xì)地跟進(jìn)了解所教的班級(jí)和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為后續(xù)編程課程的教學(xué)提供學(xué)情依據(jù)。另外，還可以通過(guò)課程中心把已開(kāi)通的課程發(fā)送到學(xué)生的賬號(hào)下，讓學(xué)生能夠在課余時(shí)間更好地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

點(diǎn)貓編程平臺(tái)的智能教學(xué)環(huán)境是編程貓與其他圖形化編程軟件相比最大的優(yōu)勢(shì)，“未來(lái)教室”集管理、資源、數(shù)據(jù)、工具、云端存儲(chǔ)、賽事組織等為一體，把編程教學(xué)中的教師、學(xué)生、教學(xué)、學(xué)習(xí)、作業(yè)、競(jìng)賽等更多的課堂元素很好地結(jié)合在一起，使得中小學(xué)的編程教育課堂教學(xué)更加高效，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的編程意識(shí)和邏輯創(chuàng)新思維。

二、智能教學(xué)環(huán)境（“未來(lái)教室”）下的編程教學(xué)模式探究

編程貓Kitten 采用契合中小學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律的特有設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)圖形化的界面、積木式的編程模塊、豐富的卡通式編程素材，使學(xué)生能夠在情境化、游戲化的學(xué)習(xí)過(guò)程中邊玩邊學(xué)，在輕松愉悅的課堂氛圍中學(xué)習(xí)編程，把復(fù)雜難懂的程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單易懂的積木搭建，把抽象的編程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為直觀有趣的卡通游戲設(shè)計(jì)，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效培養(yǎng)了中小學(xué)生的編程意識(shí)和邏輯創(chuàng)新思維，提升了學(xué)生的創(chuàng)造力和動(dòng)手實(shí)踐能力，增強(qiáng)了學(xué)生在AI 智能時(shí)代適應(yīng)社會(huì)生存與競(jìng)爭(zhēng)的能力。

（一）通過(guò)游戲化的情境創(chuàng)設(shè)導(dǎo)入，提升編程教學(xué)的趣味性

在使用編程貓授課時(shí)，可先結(jié)合學(xué)生已經(jīng)掌握的編程知識(shí)與技能，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生實(shí)際生活的游戲化的有趣情境，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。如在五年級(jí)上冊(cè)“接蘋(píng)果”一課中，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境：當(dāng)蘋(píng)果成熟時(shí)就會(huì)往下掉，所以我們要想辦法把蘋(píng)果接住，隨之提出本節(jié)課的問(wèn)題：如何才能讓蘋(píng)果隨機(jī)出現(xiàn)在蘋(píng)果樹(shù)上，然后掉落？如何改變蘋(píng)果掉落的速度？如何統(tǒng)計(jì)接住蘋(píng)果的數(shù)量？接著再讓學(xué)生或教師進(jìn)行編程作品的演示操作。游戲化的情境創(chuàng)設(shè)與演示，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，促使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

另外，還可以讓學(xué)生觀看點(diǎn)貓編程平臺(tái)“課程中心”里的精彩課程微視頻（如圖2），讓學(xué)生提前了解本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、要求達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過(guò)課程微視頻中的教學(xué)情境和學(xué)習(xí)目標(biāo)，并結(jié)合教案、任務(wù)單、學(xué)習(xí)情況等課程教學(xué)資源，驅(qū)動(dòng)學(xué)生去學(xué)習(xí)編程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生在快樂(lè)的情境化游戲中學(xué)習(xí)編程知識(shí)，提高編程水平。

圖2

（二）鼓勵(lì)嘗試模仿創(chuàng)作，通過(guò)開(kāi)放式的學(xué)習(xí)優(yōu)化編程思維

對(duì)于自己感興趣的事物，中小學(xué)生往往具有很強(qiáng)的探究欲，他們總喜歡問(wèn)為什么，喜歡去嘗試探索解決問(wèn)題的各種方法與途徑，他們有異想天開(kāi)的奇思妙想。在使用源碼編輯器Kitten 學(xué)習(xí)編程時(shí)，他們可以對(duì)喜歡的游戲作品進(jìn)行模仿創(chuàng)作，通過(guò)拖動(dòng)積木編程模塊去搭建程序，完成對(duì)編程作品的設(shè)計(jì)創(chuàng)作，這種開(kāi)放式的自主學(xué)習(xí)模式符合學(xué)生的思維習(xí)慣，他們可以創(chuàng)作出符合自身性格、興趣愛(ài)好的編程作品。比如，男孩子都喜歡創(chuàng)作射擊類(lèi)、格斗類(lèi)游戲，而女孩子則喜歡創(chuàng)作換裝類(lèi)、漫畫(huà)類(lèi)的編程作品。

當(dāng)學(xué)生對(duì)編程創(chuàng)作感興趣之后，他們就會(huì)把注意力集中到編程學(xué)習(xí)中，使用編程貓?jiān)创a編輯器Kitten 進(jìn)行編程作品的設(shè)計(jì)創(chuàng)作，從想法創(chuàng)意開(kāi)始，尋找不同的編程方法與思考方式，不斷優(yōu)化程序，在邊玩邊學(xué)邊創(chuàng)作的過(guò)程中逐步完善自己的編程作品，在整個(gè)作品創(chuàng)作設(shè)計(jì)過(guò)程中，編程思維、邏輯創(chuàng)新思維能夠得到很好的培養(yǎng)與提升，同時(shí)學(xué)生也會(huì)在不斷對(duì)比和學(xué)習(xí)過(guò)程中提升自己的編程技能。

（三）講授直觀實(shí)用的編程技能，學(xué)以致用，進(jìn)行知識(shí)的遷移創(chuàng)新

在使用點(diǎn)貓編程平臺(tái)進(jìn)行編程教學(xué)時(shí)，可以提供一些貼合學(xué)生學(xué)習(xí)生活的編程范例，講授直觀實(shí)用的編程技能，讓學(xué)生既有參考的作品案例，又有明確的創(chuàng)作思路和編程方法，通過(guò)模仿創(chuàng)作編程、學(xué)以致用進(jìn)行知識(shí)的遷移創(chuàng)新，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)編程創(chuàng)作的興趣，把自己獨(dú)特的、有創(chuàng)意的想法通過(guò)編程作品表現(xiàn)出來(lái)，最終把創(chuàng)意融入編程作品中，創(chuàng)作出充滿創(chuàng)意和富有個(gè)性的編程作品。

編程作品的創(chuàng)作是課堂教學(xué)內(nèi)容的拓展，是編程學(xué)習(xí)過(guò)程的延續(xù)，能夠讓學(xué)生超越已有的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移創(chuàng)新，從而構(gòu)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。大部分的學(xué)生通過(guò)嘗試體驗(yàn)、模仿創(chuàng)作，基本能掌握課堂教學(xué)的目標(biāo)任務(wù)，但學(xué)有余力的學(xué)生渴望掌握更深層次的編程知識(shí)，有更強(qiáng)烈的深入創(chuàng)作編程作品的欲望，因此，教師應(yīng)該多鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)體系的遷移創(chuàng)新，通過(guò)開(kāi)放式的自主學(xué)習(xí)探究，提升自身的知識(shí)水平與編程技能。如在“接蘋(píng)果”一課的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)課堂上的學(xué)習(xí)創(chuàng)作，學(xué)生都能掌握使用鍵盤(pán)控制角色“籃子”進(jìn)行左右移動(dòng)去接住蘋(píng)果，這時(shí)就可以引導(dǎo)學(xué)生思考：除了使用鍵盤(pán)控制角色移動(dòng)外，還可以使用編程貓硬件去控制角色的變化，包括位置移動(dòng)、造型切換、大小、速度、方向等各種變化，這樣就能比較自然地引導(dǎo)學(xué)生過(guò)渡到編程貓硬件模塊的學(xué)習(xí)，從而學(xué)會(huì)搖桿、旋鈕電位器等編程貓硬件的使用方法與硬件編程技能。

學(xué)生通過(guò)新舊知識(shí)的遷移創(chuàng)新、綜合運(yùn)用，從現(xiàn)象到想象，從創(chuàng)意到創(chuàng)作，從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，編程思維、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)作能力不斷得到提升。同時(shí)，學(xué)生在編程作品的創(chuàng)作過(guò)程中能夠獲得極強(qiáng)的成就感，有利于增強(qiáng)自信心，激發(fā)對(duì)編程學(xué)習(xí)的求知欲和探索精神，保持對(duì)編程學(xué)習(xí)的興趣與熱情，深化編程知識(shí)與技能。

（四）多維度的作品分享展示，思維碰撞交流，共同提升

編程作品的展示分享是中小學(xué)編程教學(xué)非常重要的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生最期待、過(guò)程最精彩的階段，更能夠激起學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)作的動(dòng)力。

通過(guò)在課堂上展示具有代表性的作品，學(xué)生分享交流創(chuàng)作的過(guò)程，探討編程積木腳本設(shè)計(jì)的思路，在思維的相互碰撞交流中從不同的角度思考問(wèn)題，吸取大家的建議，通過(guò)不斷改進(jìn)創(chuàng)意及功能，最終創(chuàng)作出完美的作品，從而明白編程的過(guò)程其實(shí)就是在不斷更新迭代過(guò)程中提煉算法，進(jìn)而找到解決問(wèn)題的最優(yōu)途徑。學(xué)生在課堂上進(jìn)行作品的展示交流，分享制作過(guò)程與心得，能夠提升他們語(yǔ)言表達(dá)、邏輯思維、歸納總結(jié)的能力。同時(shí)教師也可以在課堂上通過(guò)鼓勵(lì)、贊賞等多種方式對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出建議，讓學(xué)生不斷地完善作品，提升編程技能。

在源碼編輯器Kitten 中，編程作品在保存時(shí)會(huì)同步保存到云端學(xué)生的編程貓賬號(hào)中，另外發(fā)布的作品還能通過(guò)二維碼的形式同其他人進(jìn)行分享，同學(xué)、教師或者家長(zhǎng)只需要使用手機(jī)、平板電腦掃描作品分享二維碼就可以打開(kāi)編程作品欣賞。

通過(guò)多種形式展示、分享作品，學(xué)生非常在意自己的作品能否得到更多人的關(guān)注與贊賞，這樣能夠提升他們的成就感和自信心，促使他們有針對(duì)性地去創(chuàng)作更有創(chuàng)意和挑戰(zhàn)性的編程作品并與他人分享體驗(yàn)，從以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。多元化的評(píng)價(jià)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維，有力提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。

在AI 智能時(shí)代，中小學(xué)編程教學(xué)凸顯了其適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的思維培養(yǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而點(diǎn)貓公司開(kāi)發(fā)的點(diǎn)貓編程平臺(tái)，以其獨(dú)特的智能教學(xué)環(huán)境和集成資源、工具、素材、教與學(xué)等優(yōu)勢(shì)，為中小學(xué)編程教師提供了豐富多樣的教育教學(xué)模式，同時(shí)也有效培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性編程思維和邏輯創(chuàng)新思維，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)作的能力。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。隨著中小學(xué)編程教育教學(xué)的廣泛開(kāi)展，教師要逐步提升學(xué)生的邏輯創(chuàng)新思維和動(dòng)手解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生在AI 智能時(shí)代的生活中可以更快速高效地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。