□江蘇省淮安中學(xué) 尹志云
為了適應(yīng)科技時代的潮流,使我國在人工智能領(lǐng)域能夠在世界上占有一席之地,2017年國務(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)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢,加快建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國。與此相適應(yīng),越來越多的高校開設(shè)了人工智能專業(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)課程分為三個層級十個模塊,三個層級分別為:必修、選擇性必修和選修,“必修”是所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)并且能夠通過合格性考試,這個層級里包含兩個模塊:數(shù)據(jù)與計算以及信息系統(tǒng)與社會,其中,“數(shù)據(jù)與計算”模塊里涉及到編程語言和算法思想,并且確定將python作為高中階段的編程教學(xué)語言。[2]深入地看,三大類十個模塊之間有一個共同點(diǎn),就是都離不開編程,比如“選擇性必修”里增加的模塊,包括:人工智能初步、開源硬件項(xiàng)目設(shè)計等,以及“選修”里的算法初步和移動應(yīng)用設(shè)計,無不體現(xiàn)出學(xué)習(xí)編程的意義。
目前,全國很多地方的中小學(xué)都在開展編程教育,有基于Scratch的創(chuàng)意編程,有基于C++的競賽編程等。有的發(fā)達(dá)地區(qū)從小學(xué)四年級開始就開設(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)奧賽的刺激下開展了針對競賽生的編程教育??v然情況不一,但無疑都在前進(jìn),編程教育勢不可擋。
針對如此洶涌的改革浪潮,高中一線信息技術(shù)教師更需要思考的應(yīng)該是如何有效地開展編程教育。在高中針對所有學(xué)生開展編程教育,這史無前例。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)生的知識技能。結(jié)合實(shí)際情況,我主要從以下兩方面入手:
學(xué)習(xí)一個新的知識甚至學(xué)科,最重要的就是要理清概念,概念不清對后續(xù)的深入學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生巨大的障礙,直接影響到新知識的吸收甚至學(xué)生對該門學(xué)科的興趣以及信心。特別是編程的內(nèi)容,可以說對絕大部分學(xué)生(可能有極少學(xué)生在小學(xué)或者初中接觸過)來講是聞所未聞、毫無基礎(chǔ)的全新內(nèi)容。在課堂上,學(xué)生的表現(xiàn)往往會一臉茫然,不知所措。因此,編程課的首要任務(wù)就是幫助學(xué)生理清這門課的知識脈絡(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,在python數(shù)據(jù)類型時,由于類型眾多,所以等到最后一個類型講完時,學(xué)生可能已經(jīng)糊涂了,這個時候,教師要及時帶領(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,且可以在線分享,所以我的課堂使用頻率較高。
“畫程”這個工具是湖北的伍先軍[3]老師開發(fā)的,這個工具能夠很好地幫助學(xué)生將算法思想和程序設(shè)計鏈接起來。我們在教學(xué)中常常發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生甚至包括一些老師經(jīng)常會不自覺地將“算法”和“程序”的概念割裂開來。主要體現(xiàn)在兩方面:首先,當(dāng)一個問題出來時,學(xué)生們可以用紙和筆寫出解決問題的步驟(即算法),卻無法變成程序,上機(jī)驗(yàn)證自己的想法;其次,學(xué)生面對問題,啟動編程軟件時,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償分享的“畫程”軟件,將“程序”和“算法”完美地“結(jié)合”在一起,通過拖拽不同的圖標(biāo),實(shí)現(xiàn)算法思想,同時還會自動生成對應(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,我們一線教師切記一條,高中階段的編程教育主要目標(biāo)是教會孩子解決問題的方法,鍛煉孩子的計算思維以及培養(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)在的孩子都是生長在數(shù)字時代的土著,他們對數(shù)字時代的很多事物并不陌生,然而“數(shù)字土著”們?nèi)绻唤?jīng)過系統(tǒng)的培養(yǎng),他們可能無法擁有這個時代要求的“計算思維”能力,不能成為真正的數(shù)字公民。作為一線教師,我們要牢記這一點(diǎn),時刻關(guān)注學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)以及關(guān)鍵能力的提升。