人工智能发展规划下的小学信息技术程序教学

□徐州普学汇志学校 高洋

徐州市教育局《关于全市普通高中开展“三新四行动”的实施意见》已经正式下发，为了深入落实“三新四行动”的计划，全市各个学校内部的不同学科在教学方面都开展了一系列活动，以整个课堂教学、教研活动、业务竞赛、课例评比为主要切入点调动全体教师对教研活动的积极性，使每一位教师能更深入地明晰课标、熟悉教材、精于习题、做好课例，打造出真正意义上适应新形势的教师队伍，进而更好地诠释“四有”好教师的真正内涵。目前，随着《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》）的颁布，编程学习已经正式开始进入到小学信息技术课堂中。逐步推广编程教育是国家教育整体规划提出的要求，可以有效提高小学生自身的综合信息技术素养。随着科技的发展，人工智能开始真正成为国际竞争的一个新焦点，我国这方面出现了一个较大的人才缺口。为了让小学生能跟上人工智能社会的这个发展潮流，必须让小学生从小就养成利用编程解决问题的能力。

一、小学信息技术教学中学习计算机编程的必要性

人工智能主要指的是通过模拟人类能力和智慧服务于人类的机器。人工智能可以对人类智能活动的规律进行一个深入探索以及剖析，并按照这些规律把所有的智能系统模拟出来，使计算机代替人类进行很多方面的工作。《规划》中要求在小学信息技术教学中全面地安排人工智能这方面的课程，并通过程序设计软件激发所有小学生的学习兴趣，并使其通过自身的动手操作，发展他们的信息技术创新能力。因此，在小学信息技术教学活动中，可以就程序教学展开一个初步的探索，让小学生在参与编程过程中掌握信息技术智能化知识，全面提升自己的信息化素养。随着新课改的深入进行，编程教学因为具备简便并且易学的优势，受到了全国广大师生的一致青睐，在全国小学信息技术教学中都得到了一个广泛的应用。在编程教学中可以以此作为前提和基础，对传统的信息技术教学模式进行更深层次的创新，通过让小学生亲身体验编程来进行技术操作，扎实掌握信息技术人工智能知识，并在实践中学会灵活去运用，推动全国小学生信息化素质的发展。

随着人工智能时代的到来，世界各国对少儿编程这一模块引起了高度重视，并作为基础教育重要组成部分加以落实，这说明编程人才的培养对一个国家经济、科技、互联网产业发展是十分重要的，也说明编程已经是人们学习和工作的最基础的能力。目前，编程教育课程已经引起了国内有关部门的高度重视，少儿编程必须像语文、数学以及其他学科一样，成为全国小学生的一个必修基础课程。编程已经成了继口语语言和书面语言之后的“第三语言”，目前我国的小学信息技术课程主要由计算机基础知识、Windows、网络应用等基础内容组成，这些以知识与技能学习为主基础性的计算机知识，其中都蕴涵着一定的程序思想。调查研究表明，目前的小学信息技术教学对学生的技能学习可以说是比较重视的，每天的上机学习程序性操作训练也在不断进行，这一过程中其实也充分渗透着程序思想。事实上，由于计算机编程是一项相对比较单调并且枯燥的工作，因此小学生对此可以说是很难产生兴趣的，但是那些类似于Flash 动画内容，就很容易调动小学生的学习热情。计算机编程思维对小学生掌握程序设计能力可以产生一个决定性的影响，在信息技术教学中培养小学生自身的程序设计能力，可以真正意义上帮助小学生形成观察、认知、思考和解决问题的这种逻辑方式，培养他们形成严谨的思维，这种严谨的思维能力在编程学习中的渗透，可以使小学生运用逻辑语言进行程序设计的思路更清晰和充满逻辑性，当他们在学习和生活中遇到一些难题的时候，他们可以冷静地观察以及分析，进而最快地拿出问题的解决方案，树立他们的自信心，让他们带着愉悦的心情进入学习以及生活中。计算机知识更新和换代的速度可以说是非常迅速的，一些传统的知识正在被迅速地淘汰。但是，如果小学生能真正意义上熟练掌握有关程序设计的这些基础知识，他们就会更快地接受计算机内部的新知识，进而跟上计算机不断快速更新的这个步伐。由此可见，计算机程序学习是小学生最基本的信息素养内容之一，对小学生深入学习信息化知识、跟上人工智能的时代潮流都有着极为重要的意义。

二、人工智能发展规划下的小学信息技术程序教学建议

（一）创作式教学

所谓创作式的程序教学，具体指的是在尊重所有学生的创作意愿这种基础上，鼓励他们主动对程序编写进行思考和探究的一个教学方法。创作式程序教学主要是根据一些简单的顺序结构的程序设计，具体来说：第一，教师可以把自己编写的小动画展示给所有的学生，激发他们参与学习编程的兴趣；第二，可以让学生借助“说一说”版块叙述自己内心的想法，进而形成学生自己的编程思路；第三，在编程思路的引导下，在寻找合适的模块中对应的指令；第四，使用“做一做”模块把小动画程序设计出来。在初学编程使用这一教学方法，可以充分激发小学生的学习热情，让他们通过主动观察、尝试体验程序编写的奇妙之处，而且可以让他们把自己的程序设计创意落实于程序编写的过程中，让他们很快融入编程的整个学习中。在“一带一路小导游”的这个程序中，小导游在场景不断变化的过程中，介绍一带一路国家的一些风土人情。小导游角色的设计要使用“外观模块”中“说”的指令，再与“控制模块”中的“等待”指令相结合，景色变化要用到“外观模块”中“背景切换为”指令。这样通过创作式程序教学可以厘清学生的思路，他们就可以自主探索的完成这一程序的制作。在创作式程序教学模式中，教师对学生的创意要做好鼓励、启发和引导，不能要求小学生一味地进行模仿。尤其要从心理梳理所有小学生的自信心。这样，当小学生的创意和想法真正形成以后，教师再借助微视频、导学卡帮助小学生形成自己的编程思路，然后找到小学生相应的伪代码，按照程序中指令，把相应的程序真正编写出来。小学生在创作的整个过程中，教师要对他们的创意和兴趣尤其要加以重视起来，帮助小学生把自己的思路以及创意通过编程系统设计出来。

（二）项目式教学

项目式的程序教学，可以把要编写的程序作为一个项目来看待，根据完成项目的流程对程序进行优化设计，具体可以把这个项目划分为界面分析、角色规划、脚本编写、调整测试等四个环节。在设计编制程序的整个过程中，通过这四个环节完成程序设计，不仅可以在真正意义上发展设计思路，而且还可以有效地降低小学生学习的难度。学生在选择完成程序方式过程中，可以结合自身的能力，既可以选择独立编写完成程序项目设计，也与其他学生合作编程完成项目设计。在教学开始的时候，教师可以借助微课课件讲解演示和导学单引导的这两种方式，让小学生真正融入项目式程序编制的整个过程中。当学生真正意义上进入状态以后，教师可以再导学单安排关键性问题，让学生思考和探究程序设计中那些难点的破解方法。在这种教学模式下，学生的编程思维可以被很好地激发出来，不同能力的学生都可以形成自己解决问题的一种思路。而且这一模式相对来说具体操作起来灵活性较大，不仅可以激发学生对程序设计的热情，树立他们的自信，而且可以锻炼他们整合运用不同模块中各种指令的整合运用的这种能力。例如，在“小小游戏设计师”程序的设计中，程序中有的角色相对来说比较复杂，部分角色间甚至还存在着交互现象。对这种类似游戏的程序设计，学生的学习热情可以说是很高，充满了挑战的欲望。因此，教师可以将游戏设计的流程提前梳理出来，让学生通过四个环节完成程序编制，在设计比较复杂的程序时都能套用这一模式，让更多学生都能找到编程的切入点，让能力较高的的学生有更大的发挥空间。在这种教学模式中，教师要引导学生程序的设计方法，不同环节和角色可以借助思维导图、流程图等形式梳理出来，并充分展示给学生。当学生在编程过程中遇到一些难题的时候，教师应及时给学生进行讲解，使学生顺利突破项目自身的瓶颈，进而把程序高质量的编制出来。

（三）合作式教学

所谓的合作式程序教学，主要指的是在程序设计编写前，要把学生分为不同的学习小组，让他们对将要编写的程序进行讨论、分析以及深入性的探究，针对各自的角色对程序实施编写以及调试，程序调试完成结束后，再把相应的程序组合起来的这种教学模式。合作式程序教学往往适用于编程初学者的进阶阶段，这种简单的程序设计可以包含多个角色。教师将设计程序演示结束之后，学生分组按照导学单列举的要求展开深层次的交流互动，通过分角色对程序编写思路进行细致梳理，然后进行编写和调试程序，再与小组成员进行交流，对各自的设计的程序进行修改以及完善，这样通过小组成员之间的集思广益，多个角色的程序编写的难度就可以有效降低。每个学生都可以针对自身的实际情况，选择编写与调试自己可以完成的任务。在这种模式下，更多学生不仅可以独立的编写完成程序，也能在完成任务的过程中与小组成员交流探讨自己的思路以及自己的想法，并随时加以修改、完善以及创新，使他们的设计思路得到一个极大的拓展与延伸，并且通过这样的形式他们可以共同进步。例如，在“正方形、长方形面积的计算工具”这一程序的设计中，用户可以通过点击正方形或长方形进入要计算面积的界面，把有关的数据进行输入后，面积就可以被自动程序计算出来。这一程序可分别设计两个角色，并运用合作式编程模式来实施，学生可以自行选择一个自己想要的图形，形成自己的思路，然后把程序设计出来，这样设计的难度就会大大降低，又能给学生提供拓展自己思维空间的一个方法，让他们各自形成自己专属的程序设计思路。在具体的操作中，对那些牵涉到的新的知识点，如用户交互的“侦测”模块中的“询问并等待”“回答”等指令的使用方法，教师可以制作微课课件演示整个操作过程，学生在不同的学习小组内，一个角色设计完成后，再对第二个角色的设计进行探讨和交流，互相说出自己的对程序设计心得，然后就设计思路进行讨论，在这样的过程中形成信息意识，公共体验成功的快乐。在上述程序的设计中，因为设计本身还存在一定的难度，小学生难免会产生一些畏难的情绪。所以，在程序设计开始前，教师要提前把全班学生分组，让他们在设计编程的过程中，可以互相沟通和交流，不仅在技术操作方面互通有无，还可以互相激励和帮助克服畏难情绪，学生在整个沟通和交流过程中，他们互相之间可以形成合力，充分思考和运用画图、文字、思维导图等形式，把自己的程序设计思路清晰地梳理出来。教师可以借助微课、导学单等形式从中起到引导作用，使合作式程序教学取得一个较好的效果。

（四）评价式教学

在小学生计算机程序的整个教学中，仅依靠上述教学方法其实还是远远不够的，教师还应结合多元化的评价方式，对学生在编程中的表现作出一个合理的评价，进一步激发学生的学习兴趣，调动他们主动钻研的主动性以及积极性，更好地把他们的编程思维真正地培养出来。目前，小学信息技术教学对编程的评价方式相对来说比较单一，且评价标准不能实现多样化，形成性评价是主要的评价方式。大家都知道，小学生学习编程，编程代码学习和编程语言的掌握其实并不是关键的点，培养他们的编程思维才是最关键的目的，即培养他们在编程过程中发现、思考和解决的思维能力才是关键。另外，通过小组合作的这种模式，也可把他们的团队协作能力，沟通表达能力等培养出来；学生在调试代码的过程中，还可以把他们的自信心、耐心以及专注力培养出来。对这些能力来说，传统的诊断性评价很难得出一个有效的结果。目前，在各个地区的教育云人人通的平台中，小学生都可以有自己的专属账号，他们的学习动态和成果都可以及时进行上传，使用文字、图片、视频方式在平台上共享，学生、家长和教师随时可掌握这些信息，并对其做出一个合理的评价，这就是学生的动态成长档案，教师针对学生的成长过程对他们做出综合评价。学生也可以借助截图、录屏方式，将编好的程序在个人空间展示出来，重复整合运用文字、图片、语音和视频手段，编程效果可以更好地得以体现，教师和家长不用通过运行、调试就可以浏览学生的学习动态，并对他们的学习成果进行赏析和评价。

三、结语

由以上的内容可知，目前小学阶段编程教学的普及已经可以说是大势所趋，小学阶段的编程教育主要侧重于学生思维的培养以及学生能力的提升。这就要求教师在教学过程中充分考虑不同年龄段小学生的心智特点，采取有效的措施，把广阔的思考和实践空间提供给小学生，锻炼他们的编程思维以及操作能力，激发他们对编程的兴趣，提高小学程序教学的效果。目前。小学阶段的编程教育在我国还处于一个起步的阶段，未来的发展依旧任重而道远，这就要求我们在实践中不断探索，顺应整个时代的发展潮流，对小学生编程教学不断改革和创新，把效果更好的编程教学模式创造出来。