中小學(xué)編程教學(xué)困境與解決對(duì)策

時(shí)間:2022-06-15 15:12:44

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中小學(xué)編程教學(xué)困境與解決對(duì)策

中小學(xué)信息技術(shù)教師應(yīng)當(dāng)全面提升對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”教育資源的重視程度,主動(dòng)聯(lián)合優(yōu)秀的編程教師群體就當(dāng)下的教育資源展開(kāi)交流和討論,逐步建構(gòu)出一套完善的“互聯(lián)網(wǎng)+”教育資源體系,使得編程課堂因?yàn)槎嘣逃Y源的滲透而走向高效,為學(xué)生信息素養(yǎng)的發(fā)展和實(shí)踐操作能力的提升奠定良好的基礎(chǔ)。自2017年7月國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一2021增刊79代人工智能發(fā)展規(guī)劃》開(kāi)始,每年都有重磅文件不斷推進(jìn)在中小學(xué)階段開(kāi)展人工智能和編程教育。在這種新的時(shí)代背景下,學(xué)校教育需要做出相應(yīng)的改變,才能滿(mǎn)足社會(huì)需求和學(xué)生發(fā)展需要。[1]最好的切入點(diǎn)則是將其納入到現(xiàn)有的科技教育體系中,結(jié)合學(xué)校的學(xué)情和校情,有針對(duì)性地完善課程體系,開(kāi)展“人工智能+編程”項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng),為科技教育注入新的發(fā)展活力。[2]

中小學(xué)編程教學(xué)中存在的困境

1.教學(xué)設(shè)備不完善通過(guò)實(shí)地考察、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查等獲知,編程教學(xué)設(shè)備主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:中小學(xué)階段沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的機(jī)房可以讓學(xué)生上機(jī)操作,就算有機(jī)房也不對(duì)學(xué)生開(kāi)放,只是為了應(yīng)付上級(jí)部門(mén)的檢查;編程課程,東部地區(qū)要好于中西部地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)要好于欠發(fā)達(dá)地區(qū);大部分地區(qū)都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的機(jī)房,而是在課程中只給學(xué)生講授一些理論知識(shí);大部分地區(qū)的教學(xué)設(shè)備都比較老化,也沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行維護(hù),有的學(xué)校運(yùn)用的還是多年的老機(jī)器。[3]2.課堂教學(xué)松散,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣編程課缺乏專(zhuān)業(yè)的編程教師,導(dǎo)致教學(xué)的內(nèi)容和質(zhì)量不高。有的教師因?yàn)槿狈ο冗M(jìn)的教學(xué)理念,在課前沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的備課,沒(méi)有規(guī)劃出教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在上編程課時(shí)只是簡(jiǎn)單地演示一遍,然后讓學(xué)生自己模仿和學(xué)習(xí),硬生生把一節(jié)教學(xué)課變成了學(xué)生的自學(xué)課。對(duì)現(xiàn)在普遍推廣的情境教學(xué)、生活化教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等教學(xué)或?qū)W習(xí)方式的應(yīng)用更是空白。這種單調(diào)、松散的學(xué)習(xí)方式直接導(dǎo)致了學(xué)生抓不住學(xué)習(xí)的重點(diǎn),因?yàn)槟承┙處煹牟回?fù)責(zé),學(xué)生更是在編程課上出現(xiàn)打游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天、看視頻等行為,把課堂變成了個(gè)人娛樂(lè)的地方,使編程課落到一個(gè)比較尷尬的境地。在當(dāng)前中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中,也會(huì)有不少一線教師在涉及一些程序設(shè)計(jì)、算法編程類(lèi)的內(nèi)容單元上,大膽滲透了計(jì)算思維的培養(yǎng)和實(shí)踐。他們最常用的方法包括項(xiàng)目式、主題式、范例式、游戲式等。盡管這些教學(xué)方法設(shè)計(jì)意圖良好,教師運(yùn)用時(shí)也各不相同,但由于在大多數(shù)情況下受制于教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)目標(biāo)的完成,難以很好地支持深層次計(jì)算思維培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。[4]3.學(xué)生以主課業(yè)為重,對(duì)不納入考核的編程學(xué)習(xí)用時(shí)較少我國(guó)的信息技術(shù)教育應(yīng)用起步較晚,比美國(guó)落后了近21年,而且我國(guó)教育界歷來(lái)受“以教為主”的傳統(tǒng)教育思想影響,往往只重視教師的教,忽視學(xué)生自主地學(xué),往往注重主科成績(jī)的應(yīng)試教育,忽視綜合課程課外拓展的素質(zhì)教育。這已經(jīng)成為制約綜合實(shí)踐應(yīng)用的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的“瓶頸”。迄今為止,廣大中小學(xué)學(xué)生群體(甚至是家長(zhǎng)群體)對(duì)“中小學(xué)普及編程課程”仍存在種種片面甚至是錯(cuò)誤的理解和認(rèn)識(shí)。例如,有少數(shù)家長(zhǎng)和學(xué)生至今還把編程教學(xué)看做是一種時(shí)尚,不清楚普及編程課程是為了什么目的,只是因?yàn)榇蠹液孟穸纪﹃P(guān)注人工智能,或者是學(xué)校或教育機(jī)構(gòu)的號(hào)召,才不得不開(kāi)始嘗試學(xué)習(xí)。

中小學(xué)編程教學(xué)優(yōu)化措施及對(duì)策

1.學(xué)校和教師要完善教學(xué)設(shè)備一方面,行政部門(mén)應(yīng)該投入一定的資金。編程課程在中小學(xué)階段是非常重要的一門(mén)課程,關(guān)系到義務(wù)教育的發(fā)展,義務(wù)教育的發(fā)展又需要政府的財(cái)力支持,但是行政部門(mén)的經(jīng)費(fèi)又比較緊張,這時(shí)候就需要校長(zhǎng)等學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)向教育部門(mén)爭(zhēng)取教育資金。行政部門(mén)的投入可以借助專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)調(diào)研,科學(xué)分配教育資金,在資金中爭(zhēng)取教育部門(mén)的投入。另一方面,學(xué)校也應(yīng)該爭(zhēng)取社會(huì)力量的支持。這方面的投入應(yīng)該占總投入的20%,或者爭(zhēng)取更大的商業(yè)投資,這樣才能保證編程的發(fā)展。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,教育的發(fā)展已經(jīng)不單單是學(xué)校的事情,還關(guān)系到社會(huì)的發(fā)展。因此,在編程的發(fā)展進(jìn)程中,應(yīng)該從各方面籌集資金,吸收社會(huì)力量。社會(huì)力量可以推動(dòng)編程的建設(shè),它不僅可以推動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展,還能提高產(chǎn)品的知名度,學(xué)生是比較大的群體,也是家庭的核心,孩子的發(fā)展是非常重要的。[5]2.趣味導(dǎo)入,實(shí)現(xiàn)靈動(dòng)講解課堂導(dǎo)入是教師講解知識(shí)的引導(dǎo)性環(huán)節(jié),趣味性的導(dǎo)入可以讓學(xué)生迅速地從課下的休憩狀態(tài),向積極的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)移,從而在較大程度上激活學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)新課內(nèi)容進(jìn)行探索的主觀意愿。人工智能是一門(mén)交叉學(xué)科,相比中學(xué)的其他課程,人工智能課程學(xué)習(xí)起來(lái)具有一定的難度。為了保證人工智能課程的教學(xué)質(zhì)量,教師可在課前從優(yōu)酷或網(wǎng)易公開(kāi)課上查找相關(guān)的AI視頻資料,作為課堂的情境導(dǎo)入,調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心。[6]所以,為了讓學(xué)生在課堂一開(kāi)始就對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生積極探究的主觀意愿,教師不妨利用“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的教育資源進(jìn)行導(dǎo)入環(huán)節(jié)的優(yōu)化,全面提升導(dǎo)入環(huán)節(jié)的趣味性,以便達(dá)到吸引學(xué)生注意力的效果。例如,在教學(xué)《偵測(cè)模塊》時(shí),偵測(cè)是核桃提供的特殊功能,它可以檢測(cè)和判斷游戲中的各種值和情況。核桃提供了很多與偵測(cè)相關(guān)的積木,如偵測(cè)鼠標(biāo)、偵測(cè)鍵盤(pán)輸入、偵測(cè)顏色和角色的碰撞等。首先,教師可以使用多媒體視頻向?qū)W生形象地展示一個(gè)游戲片段,如《水果切切樂(lè)》的片花介紹和游戲畫(huà)面。之后,教師向?qū)W生詢(xún)問(wèn)“你們是否玩過(guò)這個(gè)游戲呢”?以便在聲情并茂的學(xué)習(xí)環(huán)境中與學(xué)生建立對(duì)話,喚起學(xué)生的記憶,使其主動(dòng)地將目光放在課堂上。在該實(shí)例中,教師充當(dāng)玩家演示用鼠標(biāo)指針切割掉落的蘋(píng)果與草莓。其次,教師可以借用交互式電子白板來(lái)呈現(xiàn)本節(jié)課的課例中會(huì)使用到的內(nèi)容,如“碰到鼠標(biāo)指針”積木——該積木可以監(jiān)控鼠標(biāo)指針是否與指定角色碰撞。隨后,在這些清晰的學(xué)習(xí)任務(wù)指引下,學(xué)生能夠直接產(chǎn)生出學(xué)習(xí)的欲望。最后,教師也可以設(shè)計(jì)一個(gè)水果的動(dòng)畫(huà)形象,并讓這一動(dòng)畫(huà)形象說(shuō)出“小朋友們,跟我一起學(xué)習(xí)如何偵測(cè)鼠標(biāo)的活動(dòng)吧”的話語(yǔ),進(jìn)一步增強(qiáng)課堂的趣味性。3.通過(guò)多樣化的教學(xué)模式有效提升課堂質(zhì)量編程課不只是單純的演示和模仿,教師也可以探究更加多樣化的教學(xué)模式,使編程課的趣味性增強(qiáng),讓學(xué)生更加樂(lè)于學(xué)習(xí)。編程教育不應(yīng)僅僅停留在針對(duì)硬件的編程及功能的實(shí)現(xiàn)上,在人工智能時(shí)代,數(shù)學(xué)是編程學(xué)習(xí)走向智能化生活的基礎(chǔ),編程作為及時(shí)反饋的表現(xiàn)形式,應(yīng)該承載更多的學(xué)科融合內(nèi)容。人工智能編程教育不應(yīng)只停留在對(duì)接口的調(diào)用上,而應(yīng)在算法層面進(jìn)行深入的思考與研究,使學(xué)生從興趣入手,著眼未來(lái),將人工智能算法與思想理解得更加深刻。[7](1)小組合作學(xué)習(xí)。將學(xué)生分為不同的小組,教師在進(jìn)行演示操作后,為每一組的隊(duì)員設(shè)置完成目標(biāo)。由小組隊(duì)員合作完成實(shí)踐操作目標(biāo),并且給每一個(gè)小組進(jìn)行評(píng)分,這樣可以提升所有學(xué)生的課堂參與度,同時(shí)也能讓小組中的每一位隊(duì)員互相督促與進(jìn)步,培養(yǎng)學(xué)生的比拼精神。有了這樣的合作學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)習(xí)者群體(包括教師和每一位學(xué)生)的思維與智慧就可以被整個(gè)群體共享,整個(gè)學(xué)習(xí)群體也因此共同完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)。[8](2)視頻演示學(xué)習(xí)??梢酝ㄟ^(guò)播放多媒體視頻的方式,讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)實(shí)操中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于教師不可能為所有學(xué)生演示多遍,通過(guò)視頻演示的方式,可以讓學(xué)生無(wú)限次觀看視頻,研究視頻中的操作內(nèi)容,從而提升自身掌握知識(shí)的水平和層次。(3)情境教學(xué)法。情境教學(xué)法也可以應(yīng)用于編程教學(xué),如可以設(shè)置問(wèn)題情境,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)編程知識(shí)的過(guò)程中尋找問(wèn)題答案,加深對(duì)問(wèn)題的理解和認(rèn)知。[9](4)“假設(shè)—推理”策略。這是一種注重培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的教學(xué)策略。在“問(wèn)題”階段,教師通過(guò)情景導(dǎo)入,或以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式,拋出待解決的問(wèn)題,使學(xué)生明確問(wèn)題的指向性;然后在“假設(shè)”階段,教師將引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論分析,圍繞假設(shè)進(jìn)行“推理”,從而逐步形成當(dāng)下教學(xué)內(nèi)容中要求掌握的概念;在“驗(yàn)證”階段,可以通過(guò)上機(jī)求證,最后得出“結(jié)論”。例如,在教學(xué)《核桃創(chuàng)意編程——角色移動(dòng)》一課時(shí),教師在拓展提升環(huán)節(jié),結(jié)合生活情境展示貓博士回家的路線圖,一共有三條路線,如右圖所示。這時(shí)候,教師將結(jié)合生活情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“假設(shè)”編程環(huán)節(jié),根據(jù)在實(shí)際生活中出現(xiàn)的問(wèn)題,與學(xué)生分析不同路線的需求,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)需求合理選擇指令完成“推理”編程環(huán)節(jié),為自己所選擇的路線編寫(xiě)程序,模擬貓博士的回家過(guò)程,“驗(yàn)證”自己的假設(shè)觀點(diǎn),最后通過(guò)展示評(píng)價(jià)分享自己的“結(jié)論”和設(shè)計(jì)意圖。本課著重解決通過(guò)編程完成角色移動(dòng)問(wèn)題,選擇模擬學(xué)生放學(xué)回家路線的情境,通過(guò)生活中的重復(fù)行為,讓學(xué)生理解編程中的循環(huán)結(jié)構(gòu),在多路線選擇、多方式編程的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的多種途徑,并對(duì)比不同途徑的優(yōu)缺點(diǎn),體會(huì)合理優(yōu)化的意義,從而拓展了學(xué)生的編程思路,培養(yǎng)了學(xué)生的多元化思維,也讓學(xué)生感悟到一題多解和程序優(yōu)化對(duì)解決自己的生活問(wèn)題具有指導(dǎo)意義。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,當(dāng)下中小學(xué)編程教學(xué)除了應(yīng)強(qiáng)化重視程度外,還需要重點(diǎn)優(yōu)化其內(nèi)容和方法,在內(nèi)容上應(yīng)注意基于教材的拓展,在方法上應(yīng)指向?qū)W(xué)生情感的調(diào)動(dòng)和素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)。在人工智能時(shí)代,編程已成為中小學(xué)生必備的技能,信息技術(shù)及人工智能等高新技術(shù)在不斷發(fā)展,相應(yīng)的編程教育內(nèi)容、方法、模式等也始終處在動(dòng)態(tài)發(fā)展中,這就要求傳授編程教育的教師必須堅(jiān)持在探索中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新,發(fā)揮學(xué)生的想象力,引導(dǎo)他們搭建屬于自己的有趣的小程序,將培養(yǎng)兒童和青少年編程的興趣與意識(shí),以及編程算法的邏輯運(yùn)算思維作為長(zhǎng)效目標(biāo)去完成。

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作者:何遠(yuǎn)翾 單位:江西省南昌三中高新校區(qū)