中小学编程教学困境与解决对策

中小学信息技术教师应当全面提升对“互联网+”教育资源的重视程度，主动联合优秀的编程教师群体就当下的教育资源展开交流和讨论，逐步建构出一套完善的“互联网+”教育资源体系，使得编程课堂因为多元化教育资源的渗透而走向高效，为学生信息素养的发展和实践操作能力的提升奠定良好的基础。自2017年7月国务院印发《新一2021增刊79代人工智能发展规划》开始，每年都有重磅文件不断推进在中小学阶段开展人工智能和编程教育。在这种新的时代背景下，学校教育需要做出相应的改变，才能满足社会需求和学生发展需要。[1]最好的切入点则是将其纳入到现有的科技教育体系中，结合学校的学情和校情，有针对性地完善课程体系，开展“人工智能+编程”项目学习活动，为科技教育注入新的发展活力。[2]

中小学编程教学中存在的困境

1.教学设备不完善通过实地考察、网络调查等获知，编程教学设备主要存在以下几个方面的问题：中小学阶段没有专门的机房可以让学生上机操作，就算有机房也不对学生开放，只是为了应付上级部门的检查；编程课程，东部地区要好于中西部地区，经济发达的地区要好于欠发达地区；大部分地区都没有专门的机房，而是在课程中只给学生讲授一些理论知识；大部分地区的教学设备都比较老化，也没有及时进行维护，有的学校运用的还是多年的老机器。[3]2.课堂教学松散，难以调动学生的学习兴趣编程课缺乏专业的编程教师，导致教学的内容和质量不高。有的教师因为缺乏先进的教学理念，在课前没有进行认真的备课，没有规划出教学的重点和难点。在上编程课时只是简单地演示一遍，然后让学生自己模仿和学习，硬生生把一节教学课变成了学生的自学课。对现在普遍推广的情境教学、生活化教学、合作学习等教学或学习方式的应用更是空白。这种单调、松散的学习方式直接导致了学生抓不住学习的重点，因为某些教师的不负责，学生更是在编程课上出现打游戏、网络聊天、看视频等行为，把课堂变成了个人娱乐的地方，使编程课落到一个比较尴尬的境地。在当前中小学信息技术课堂教学中，也会有不少一线教师在涉及一些程序设计、算法编程类的内容单元上，大胆渗透了计算思维的培养和实践。他们最常用的方法包括项目式、主题式、范例式、游戏式等。尽管这些教学方法设计意图良好，教师运用时也各不相同，但由于在大多数情况下受制于教学内容或教学目标的完成，难以很好地支持深层次计算思维培养目标的实现。[4]3.学生以主课业为重，对不纳入考核的编程学习用时较少我国的信息技术教育应用起步较晚，比美国落后了近21年，而且我国教育界历来受“以教为主”的传统教育思想影响，往往只重视教师的教，忽视学生自主地学，往往注重主科成绩的应试教育，忽视综合课程课外拓展的素质教育。这已经成为制约综合实践应用的创新型人才培养的“瓶颈”。迄今为止，广大中小学学生群体（甚至是家长群体）对“中小学普及编程课程”仍存在种种片面甚至是错误的理解和认识。例如，有少数家长和学生至今还把编程教学看做是一种时尚，不清楚普及编程课程是为了什么目的，只是因为大家好像都挺关注人工智能，或者是学校或教育机构的号召，才不得不开始尝试学习。

中小学编程教学优化措施及对策

1.学校和教师要完善教学设备一方面，行政部门应该投入一定的资金。编程课程在中小学阶段是非常重要的一门课程，关系到义务教育的发展，义务教育的发展又需要政府的财力支持，但是行政部门的经费又比较紧张，这时候就需要校长等学校领导向教育部门争取教育资金。行政部门的投入可以借助专业的团队调研，科学分配教育资金，在资金中争取教育部门的投入。另一方面，学校也应该争取社会力量的支持。这方面的投入应该占总投入的20%，或者争取更大的商业投资，这样才能保证编程的发展。随着市场经济的不断发展，教育的发展已经不单单是学校的事情，还关系到社会的发展。因此，在编程的发展进程中，应该从各方面筹集资金，吸收社会力量。社会力量可以推动编程的建设，它不仅可以推动市场的发展，还能提高产品的知名度，学生是比较大的群体，也是家庭的核心，孩子的发展是非常重要的。[5]2.趣味导入，实现灵动讲解课堂导入是教师讲解知识的引导性环节，趣味性的导入可以让学生迅速地从课下的休憩状态，向积极的课堂学习状态转移，从而在较大程度上激活学生的学习热情，让学生产生对新课内容进行探索的主观意愿。人工智能是一门交叉学科，相比中学的其他课程，人工智能课程学习起来具有一定的难度。为了保证人工智能课程的教学质量，教师可在课前从优酷或网易公开课上查找相关的AI视频资料，作为课堂的情境导入，调动学生的好奇心。[6]所以，为了让学生在课堂一开始就对所学内容产生积极探究的主观意愿，教师不妨利用“互联网+”背景下的教育资源进行导入环节的优化，全面提升导入环节的趣味性，以便达到吸引学生注意力的效果。例如，在教学《侦测模块》时，侦测是核桃提供的特殊功能，它可以检测和判断游戏中的各种值和情况。核桃提供了很多与侦测相关的积木，如侦测鼠标、侦测键盘输入、侦测颜色和角色的碰撞等。首先，教师可以使用多媒体视频向学生形象地展示一个游戏片段，如《水果切切乐》的片花介绍和游戏画面。之后，教师向学生询问“你们是否玩过这个游戏呢”？以便在声情并茂的学习环境中与学生建立对话，唤起学生的记忆，使其主动地将目光放在课堂上。在该实例中，教师充当玩家演示用鼠标指针切割掉落的苹果与草莓。其次，教师可以借用交互式电子白板来呈现本节课的课例中会使用到的内容，如“碰到鼠标指针”积木——该积木可以监控鼠标指针是否与指定角色碰撞。随后，在这些清晰的学习任务指引下，学生能够直接产生出学习的欲望。最后，教师也可以设计一个水果的动画形象，并让这一动画形象说出“小朋友们，跟我一起学习如何侦测鼠标的活动吧”的话语，进一步增强课堂的趣味性。3.通过多样化的教学模式有效提升课堂质量编程课不只是单纯的演示和模仿，教师也可以探究更加多样化的教学模式，使编程课的趣味性增强，让学生更加乐于学习。编程教育不应仅仅停留在针对硬件的编程及功能的实现上，在人工智能时代，数学是编程学习走向智能化生活的基础，编程作为及时反馈的表现形式，应该承载更多的学科融合内容。人工智能编程教育不应只停留在对接口的调用上，而应在算法层面进行深入的思考与研究，使学生从兴趣入手，着眼未来，将人工智能算法与思想理解得更加深刻。[7]（1）小组合作学习。将学生分为不同的小组，教师在进行演示操作后，为每一组的队员设置完成目标。由小组队员合作完成实践操作目标，并且给每一个小组进行评分，这样可以提升所有学生的课堂参与度，同时也能让小组中的每一位队员互相督促与进步，培养学生的比拼精神。有了这样的合作学习环境，学习者群体（包括教师和每一位学生）的思维与智慧就可以被整个群体共享，整个学习群体也因此共同完成对所学知识的意义建构。[8]（2）视频演示学习。可以通过播放多媒体视频的方式，让学生掌握计算机实操中的重点和难点。由于教师不可能为所有学生演示多遍，通过视频演示的方式，可以让学生无限次观看视频，研究视频中的操作内容，从而提升自身掌握知识的水平和层次。（3）情境教学法。情境教学法也可以应用于编程教学，如可以设置问题情境，让学生在学习编程知识的过程中寻找问题答案，加深对问题的理解和认知。[9]（4）“假设—推理”策略。这是一种注重培养学生逻辑思维能力的教学策略。在“问题”阶段，教师通过情景导入，或以任务驱动的方式，抛出待解决的问题，使学生明确问题的指向性；然后在“假设”阶段，教师将引导学生通过讨论分析，围绕假设进行“推理”，从而逐步形成当下教学内容中要求掌握的概念；在“验证”阶段，可以通过上机求证，最后得出“结论”。例如，在教学《核桃创意编程——角色移动》一课时，教师在拓展提升环节，结合生活情境展示猫博士回家的路线图，一共有三条路线，如右图所示。这时候，教师将结合生活情境引导学生进入“假设”编程环节，根据在实际生活中出现的问题，与学生分析不同路线的需求，引导学生根据需求合理选择指令完成“推理”编程环节，为自己所选择的路线编写程序，模拟猫博士的回家过程，“验证”自己的假设观点，最后通过展示评价分享自己的“结论”和设计意图。本课着重解决通过编程完成角色移动问题，选择模拟学生放学回家路线的情境，通过生活中的重复行为，让学生理解编程中的循环结构，在多路线选择、多方式编程的过程中，发现解决问题的多种途径，并对比不同途径的优缺点，体会合理优化的意义，从而拓展了学生的编程思路，培养了学生的多元化思维，也让学生感悟到一题多解和程序优化对解决自己的生活问题具有指导意义。

结束语

综上所述，当下中小学编程教学除了应强化重视程度外，还需要重点优化其内容和方法，在内容上应注意基于教材的拓展，在方法上应指向对学生情感的调动和素养培养目标的落实。在人工智能时代，编程已成为中小学生必备的技能，信息技术及人工智能等高新技术在不断发展，相应的编程教育内容、方法、模式等也始终处在动态发展中，这就要求传授编程教育的教师必须坚持在探索中学习，在学习中创新，发挥学生的想象力，引导他们搭建属于自己的有趣的小程序，将培养儿童和青少年编程的兴趣与意识，以及编程算法的逻辑运算思维作为长效目标去完成。

参考文献：

[1]孙丹,李艳.国内外青少年编程教育的发展现状、研究热点及启示——兼论智能时代我国编程教育的实施策略[J].远程教育杂志,2019,37(03):47-60.

[2]谢忠新,曹杨璐,李盈.中小学人工智能课程内容设计探究[J].中国电化教育,2019(04):17-22.

[3]袁波.小学信息技术教学中学生创新能力的培养[J].考试周刊,2017(64):149.

[4]郁晓华,肖敏,王美玲,等.基于可视化编程的计算思维培养模式研究——兼论信息技术课堂中计算思维的培养[J].远程教育杂志,2017,35(06):12-20.

[5]杨橙．小学信息技术教学中学生创新能力培养[J].新课程,2017(01)：349-350.

[6]李铮,王守行.关于中学生人工智能教育的思考[J].科协论坛,2017(09):36-37.

[7][9]蔡荣啸,项华,吴俊杰.国际国内双循环背景下国产图形化编程平台的比较与趋势展望[J].中小学信息技术教育,2020,1(18).

[8]何克抗.信息技术与课程深层次整合理论：有效实现信息技术与学科教学深度融合[M]北京：北京师范大学出版社，2019.

作者：何远翾 单位：江西省南昌三中高新校区