AI编程游戏与幼儿园科学领域融合的思考

叶华 徐超

学前教育是基础教育的重要组成部分，这一阶段的教育成果直接影响着一个人的终身发展，将编程教育与幼儿园活动相结合，不仅能够有效提高教师的教学水平，而且有助于提升学生的信息化素养。基于此，本文展开关于AI编程游戏课程与幼儿科学领域融合的路径研究与思考，分析了科学领域背景下编程教育存在的问题，结合教学实践案例，提出关于AI编程游戏课程与科学领域融合的建议，以进一步提高学前教育水平。

一、编程教育融入幼儿园活动的意义

（一）当前国家编程教育发展现状

近年来我国高度重视编程教育，并将其纳入中小学必修课程。2017年8月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，明确指出要在中小学阶段设置人工智能相关课程，并逐步推广编程教育。2018年初，教育部颁发的《新课标》指出，信息技术将从兴趣课程变为必修课程，并大幅度提升了学生在编程、计算思维、算法方面的思维要求。2020年7月15日，教育部发布最新通知《大中小学劳动教育指导纲要（试行）》，明确提出从9月份起，全国大中小学将新增3门必修课，分别为书法、编程、劳动教育课程。这意味着编程教育将在全国范围内正式推行。

（二）幼儿园活动与编程教育融合的必要性与意义

学前教育是基础教育的重要组成部分，在国民教育体系中也占有重要地位。《幼儿园工作规程》明确指出，幼儿园的教育活动应是有目的、有计划引导幼儿生动、活泼、主动、多种形式的教育过程。在国家大力发展编程教育的大背景下，编程教育的智能性、多元性、个性化等优势能够更好地推动幼儿园教学活动的发展，与幼儿园教学活动融合是未来学前教育的发展趋势。

二、AI编程游戏课程与科学领域活动融合的现状分析

《3—6岁儿童学习与发展指南》（以下简称《指南》）将幼儿园课程分为健康、语言、社会、科学、艺术五大领域，其中科学领域分为科学探究与数学认知，知识本身的抽象性和逻辑性使幼儿在学习过程中存在一定的困难。第一，3～6岁幼儿处于具体形象思维阶段，对抽象性和逻辑性知识的理解相对困难；第二，与中小学不同，幼儿的学习方式主要为游戏，要求更为复杂；第三，幼儿生活接触面窄，能为学习提供借鉴的经验不多。

为响应教育部学前教育去小学化、课程游戏化、信息化的发展方向，2021年某园引入了AI编程游戏课程。本课程专注3～6岁儿童计算思维训练，借助AI技术和智能机器人，配合教师开展游戏化教学。幼儿通过丰富多样的编程模块、操作材料及关卡地图，通过具象化的思维游戏逐步建立计算思维，从而解决学习生活中的问题，为幼儿科学领域知识的学习提供助力。但是，随着教师在AI编程游戏课程实际教学中深入与探究，两者融合的问题日渐凸显。AI编程游戏课程活动如图1所示。

三、科学领域活动引入AI编程游戏课程存在的问题

（一）AI编程游戏课程内容的选择缺乏生活性

AI编程游戏课程运用高科技的AI技术和智能机器人，通过生动有趣的动画导入和智能的教学技术能在短时间内吸引幼儿的注意力，激发幼儿的学习兴趣，同时配套的编程模块、操作材料及关卡地图节省了教师制作教具的时间，这种优势在短时间内确实能对幼儿的科学领域学习起到很好的效果，但是不利于幼儿科学探究能力的培养。

《指南》中科学领域的基本理念明确提出，幼儿科学学习的核心是激发探究欲望与培养探究能力。成人要善于发现和保護幼儿的好奇心，充分利用自然和实际生活的机会，引导幼儿通过观察、比较、操作、实验等方法，学会发现问题、分析问题和解决问题，帮助幼儿不断积累经验，并运用于新的学习活动，形成终身受益的学习方法和能力。

从《指南》中可以看出，幼儿科学领域学习的内容应该是生活中熟悉的事物，引导幼儿将已有经验与自己的亲身经历相联系，对生活中的问题进行探索与研究，尝试发现事物间的异同和联系。幼儿在对身边事物探究的过程中不仅获得了丰富的感性经验，而且充分发展了具体形象思维，同时为其他领域的学习做好了铺垫。幼儿园教育活动应该根据幼儿自己的生活构建，让幼儿在实际的、可观察的生活情境中学习，从而不断丰富幼儿的生活经验。幼儿园实施课程的最终目的是解决幼儿生活中的问题，如果活动内容的选择脱离了幼儿的生活，则不能激发幼儿主动探究的欲望，也不符合“从生活中学”的教育理念。

例如小班下学期的编程课程《迷你热气球》，本课通过动画导入，并将热气球作为贯穿课程的线索，引导幼儿尝试简单分类。但是对小班幼儿来说，热气球在平时的生活中并不常见，幼儿不能与自己的生活经验相联系，也没有足够的直接经验推动课程的发展，所以活动内容的选择无法激发幼儿的探究欲望。为了推动活动发展，教师需要花费一部分时间向幼儿介绍热气球的作用，为幼儿提供相关经验，增加了活动导入环节的时间，具体操作时间则相对减少。

（二）AI编程游戏课程环节设计缺乏动态性与延伸性

幼儿园科学领域活动具有动态性与延伸性的特点。动态性要求活动设计的目标与内容要随时随地根据幼儿的“最近发展区”进行调整，活动形式体现人与人、人与环境之间的积极有效互动。活动环境表现为不断调整、修改、构成与再构成。另外，一次活动的时间和容量毕竟有限，不可能解决很多问题，也很难照顾到幼儿的个别差异，不能满足所有幼儿的兴趣和需要，所以要求教师按照不同形式开展延伸活动。

AI编程游戏课程的环节设计主要为故事导入、思维游戏、算法探索、编程优化、成果分享。课程环节设计过于固定，在实际教学中，教师无法实时根据幼儿的反馈及时调整活动环节和内容的难易程度，也无法满足幼儿“最近发展区”的需要，只能根据设定的环节进行活动，缺乏动态性和延伸性。

活动案例：小班下学期编程课程《森林淹水了》，通过故事导入创设森林淹水的情境，并引出三只不同活动方式的小动物：天上飞的小鸟，水里游的小鱼、地上跑的猴子。在思维游戏环节中，原有流程设定为：教师描述不同动物的活动方式和生活习性，并提问：“哪些动物怕淹水呢？”，从而引出地上跑的小猴子怕淹水。在实际教学中，幼儿根据已有经验能回答出小鸟不怕淹水，因为小鸟会飞，小鱼不怕淹水，因为小鱼会游泳。到了小猴的时候，有的小朋友会说：“小猴也不怕淹水，因为小猴会爬树，它可以爬到树上。”听到这样的回答，由于固定的流程无法更改，授课教师一时不知道怎样调整，只能说：“小猴今天受伤了不能爬树，你觉得小猴怕淹水吗？”这时幼儿才回答道小猴怕淹水。接下来的算法探索环节，由于只有两台智能机器人，为了让每个幼儿都能体验，教师只能轮流让幼儿与机器人互动，没有轮到的幼儿出现了坐不住、与别人说话的情况。成果分享环节，教师要求幼儿和机器人说一说自己今天做了什么游戏，学到了什么本领。有的小朋友立马跑到机器人前积极发言，有的小朋友却不说话，只在自己的座位上安静地坐着。

从活动案例中可以看出，AI编程游戏课程教学内容的选择缺乏严谨性，导致活动中出现模棱两可的答案，而固有的环节设计让教师在出现特殊情况时不能根据幼儿的回答及时调整，只能根据自己的教学经验及时调整语言，活动才能继续进行。在思维游戏与算法探索环节，由于智能机器人的数量有限，不能同时满足全班幼儿的操作需求，增加了幼儿的无效等待时间，出现了课堂秩序混乱的情况。成果分享环节形式单一，只要求幼儿用语言表达本节课的核心经验，对语言表达较弱的幼儿来说，很难满足其经验和情感内化的需要，整个活动的动态性与延伸性较弱。

四、两者融合的路径探究与思考

（一）从幼儿生活出发，完善AI 编程游戏课程内容

AI编程游戏课程涵盖学前教育三个年龄段，共96节课，纵观整个课程内容，有些教学内容的选择并不完全从幼儿的生活出发，甚至超出幼儿的已有生活经验。

作为教师，首先要对AI编程游戏课程内容进行深入研究与挖掘，从中获取适合不同年龄段幼儿学习的、身边熟悉以及社会环境中丰富有趣的科学内容，不断激发幼儿的学习兴趣。

其次，AI编程游戏课程通过一体机和智能机器人进行可视化呈现，活动形式单一，不利于幼儿科学探究能力的培养。教师要增强对活动中核心经验的观察性与互动性，幼儿通过多种感官进行科学活动的学习，运用视觉、嗅觉、味觉、听觉、触觉等，通过看一看、闻一闻、尝一尝、听一听、摸一摸的形式让自己与周围事物产生联系与互动，从而引发他们对问题的思考与探索的兴趣。只有从幼儿每天接触的生活出发，选择具体、可观察的事物，使内容贴近幼儿的生活，才能激发幼儿的探究欲望，使幼儿保持长久的好奇心。

（二）跟随幼儿脚步，打破与重组AI编程游戏课程环节

AI編程游戏课程环节的设计过于程序化，其中思维游戏与算法探索环节不能同时满足全班幼儿操作的需要，增加了幼儿消极等待的时间，重复的操作环节和操作材料也无法尊重幼儿的个体差异。

首先，教师需要从固有的环节与思维中跳脱出来，打破与重组课程环节，加入自己的创新，增加面向全体幼儿、难度层层递进的操作环节。其次，教师要遵循具体操作与发展性原则，让幼儿动手操作具体的材料，进行探究式学习。幼儿的思维特点是具体形象，因此要为幼儿提供可观察、可操作的材料，充分调动幼儿多种感官，培养幼儿的问题意识和解决问题的意向，让幼儿养成积极动脑思考和表达的习惯，从而促进思维的发展。

例如，在AI编程游戏课例展示活动中，教师大胆创新，对原有活动环节进行了修改。小班编程《图形魔法船》活动中，原有课程设定只是让幼儿通过智能机器人找出魔法船中消失的图形。而教师依据幼儿的学习特点，增强了活动的游戏性和操作性，自己制作图形教具（如图2所示），引导幼儿分组利用图形拼贴魔法船（如图3所示），帮助幼儿内化本次活动的核心经验。虽然只是初步尝试，但是小小的改变让活动的游戏性与操作性变得更强。

五、结语

综上所述，随着信息技术的迅猛发展，未来在学前教育引入编程教育是必然趋势，对学前教育工作者来说，可能面临诸多挑战。在两者融合的过程中，教师切忌盲目追求高科技而偏离了教育工作中的主体——幼儿，而是要结合不同幼儿的发展需求和学习特点灵活地引入编程教育，帮助幼儿吸收知识、拓展能力、启发智力，促进幼儿全面发展。

注：本文系安徽省教育信息研究课题“人工智能与幼儿园课程融合的实践探索与研究”（项目编号：AH2021102）的研究成果。

（宋行军）