全民智能教育视角下小学Python课程体系构建研究

周金花

随着新课程的持续推进，中小学各学段对编程教育的重视程度越来越高，如何适应地方特色实施校本化的编程教学也受到一线教师的广泛关注，本期解码我们将从智能教育与人文关怀两个视角，发掘一线校本化编程教学的经验。

国务院《新一代人工智能发展规划》提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”。这一规划要求构建适合小学生学习的人工智能相关课程，为人工智能教育播撒种子，将新一代的学生培养成为人工智能时代的原住民，为未来相关国家战略的实施夯实智力基础，培育后备人才。

● 构建Python编程课程体系，给予学生探索人工智能的钥匙

人工智能的知识体系包括统计学、机器学习、数据挖掘、高性能计算、程序设计语言等众多学科领域。编程课程是小学生学习人工智能的重要启蒙课程之一，而大部分学校从一年级或三年级就开设了英语课，这为学生学习Python提供了良好的自然语言基础。Python是目前人工智能领域最常用的编程语言之一，它不仅是学生步入人工智能时代的第一级台阶，更是学生未来深入探索人工智能世界的一把钥匙。

● 构建Python编程课程体系，旨向培养学生的计算思维

着眼于“全民智能教育”的需求，以小学四至六年级编程课为切入点，以适应四至五年级小学生认知能力的特点为目标，构建Python编程课程体系，旨在培养学生的计算思维，培养学生用自己的语言来描述编程与真实世界之间的联系，实现一定的创意功能。通过课程的学习，学生将对日常生活中与计算机、编程相关的物品与现象建立起自己的相对深入的理解。

1.以编程视角引导学生认知计算思维

编程语言必须以计算机软硬件平台为基础才能发挥作用，编程语言提供了人类与计算机交互的底层途径。如果脱离软硬件平台而单纯讲授编程语言，难免会本末倒置。因此，有必要培养学生的计算思维，从而为编程语言的学习奠定基础。传统的小学数学课程更偏重纯粹的数学知识，采取的是人类的现实世界视角，即“让人算该怎么算”，而计算思维是人类的机器视角，即“让计算机算该怎么算”，这样就可以从小改变学生的思维方式与认知方式。

2.将编程知识还原到真实世界的场景下理解

编程技术归根到底要解决真实世界中的问题，面向小学生的编程课应避免仅仅学习编程语法，应强调使学生体验更具体的问题解决方法，如Python程序对世界问题的解决方法等。通过讲解问题，力求达成启发思维、激发兴趣的目的，让编程与真实问题融合，增强学生对编程的理解。

3.构建适合学生的编程语境

语言的学习依赖语境，编程语言的语境包括技术语境和业务语境。前者是指编程语言发挥其所依靠的硬件软件环境;后者是真实世界中借助编程语言能解决的具体问题。在四年级，采用类比法引导学生理解技术语境，如列表类比成表（一维）和格（二维），契合本阶段学生类比思维的发展。五年级，采用问题探究式方法引导学生理解业务语境下的若干个典型的真实应用需求，如聊天机器人的知识库的构造（字典的应用），进一步锻炼学生的逻辑思维能力。六年级，基于心理学中具体性消退理论，在技术语境之下将学生的日常生活知识映射为编程语法知识，并在业务语境下编程解决最简单的问题。

● 构建Python编程课程体系，培育学生逻辑思维能力和知识迁移能力

1.用问题探究法讲解编程语言的实际应用案例

问题导向的教学方法，要着眼于启发学生的学术思维和工程思维萌芽。因此，笔者以编程思维为载体，培养学生的开放式、探索式思维，尝试“理解实际问题—对标现有知识—提出合理猜想—实践验证猜想—不断试错迭代”的思路。

例如，借助课堂提问随机产生学生姓名，避免教师在教学中总是提问个别学生。提问是随机产生的，配合学生名字的快速滚动切换，学生都很紧张下一个会不会是自己，这样很好地调动了学生的积极性，使学生能更好地融入到课堂中。

2.基于心理学“具体性消退”理论讲解编程知识

基于心理学中的具体性消退理论，将Python编程相关的核心概念形象化、具体化，由表及里，由浅入深，逐次推进，真正掌握核心概念的内涵。六年级阶段的教学，要求学生在一定程度上掌握抽象的、符号化的Python语言并编写程序，基于具体性消退理论组织课程内容，有助于达成更佳的教学效果。

例如，讲编程的处理，结合前例繼续强化、深化学习，可以根据列表的动态存储的类比，帮助教师编写一个学籍管理系统或者学生自主创作通信录系统，实现转入、转出学生姓名的管理。这是一种增强式深入学习。

3.用清晰的技术思维模型，提炼必需的技术概念

采用具体性消退理论讲解概念的目的在于，从生活常识切入，向学生传授概念的核心内涵，避免理论性过强造成学习门槛过高。以这些概念为基本单位，学生才能展开思维过程，理解编程语法，实际编写程序。

例如，“你来比画我来猜”游戏的规则是一个人看词语比画相应动作和说一些提示，另一个人看不到词语要通过比画的动作猜出来，猜的过程中主持人判断是否符合规则。请编写一个“你来比画我来猜”的计分小游戏吧。

问题分析：①运行程序→②猜词语→③答对则正确数加1并回到②，答错或跳过回到②→④循环10次后或时间结束后统计答对的题数。有num组玩家就进行以上流程的num次循环，当然也要准备x组词语，因为每组玩家猜的词语是不同的。模型构建如上页图1所示。

数据分析：将数组存入列表，guessWord[0]=['哪吒'，'海绵宝宝'，'思考的智慧'，'金鸡独立'，'狼吞虎咽'，'礼貌'，'鹤立鸡群'，'手舞足蹈'，'卓别林'，'穿越火线']

结果呈现：输出“第x组答对数目：y”，代码如上页图2所示。

全民智能教育视角下的小学Python课程体系研究与构建，要求使用适应小学生认知特点的方法讲授编程知识和技能。从构建课程内容的静态角度看，编程知识技能是内在的根本，相应的讲授方法是外在的呈现形式。而从评价课程实施效果的动态角度来看，是否能激发学生的学习兴趣、真正树立起初级的计算思维才是课程需要关注的核心。

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