智能教学环境下小学编程教育教学模式的创新与实践探究

文｜辜锦雄，梁神娣，吴照龙

由深圳点猫科技有限公司开发的图形化编程软件编程猫源码编辑器Kitten 已经在中小学生信息技术课堂中广泛使用，深受中小学生以及中小学编程教师的喜爱。源码编辑器Kitten 专门为中小学的编程教学量身定制，它通过可视化的编程界面、游戏化的学习情境、积木式的编程方式、简单易懂的操作特点，让中小学的编程教学除了复杂的代码学习外，还可以通过拖曳相应的程序模块，采用搭积木的方式快速实现程序的编写，有利于充分激发中小学生学习编程的兴趣，同时也促使中小学信息技术课程的内容由以往重应用软件的操作学习向当前重编程思维、创新思维培养转变。

在万物互联的人工智能时代，创客教育、编程教育在全国各地的中小学都已经广泛开展，完全颠覆了传统的中小学信息技术课程的课堂教学模式。以往传统的中小学信息技术课程基本上是在教学生学习各种应用软件、工具、系统的操作使用，枯燥无味、缺乏创新，不能充分激发学生的逻辑创新思维、创新意识、创造能力，与当前AI 人工智能、物联网、智慧教育、大数据、云教学、无人驾驶等应用领域已经脱节。因此，传统的中小学信息技术课堂教学已经不能适应当前社会对创新、创造型人才培养的需求，而与AI、创新、创造、智慧等密切相关的编程教育、创客教育随之兴起，完美契合当前中小学对创新、创造型人才培养的课程需求。

提到编程教育，人们往往想到的就是复杂的编程语言、编程代码的学习，然而编程猫源码编辑器Kitten 的出现，完全颠覆了人们对编程教育的认识，功能强大、简单易懂、素材丰富、云端存储等特点给中小学信息技术课程教育注入了新的活力。通过Kitten 进行中小学编程教学，能够有力培养学生的逻辑创新思维、发现问题解决问题的能力，能够很好地提升学生的计算思维和数字化学习与创新能力，增强学生的信息意识和信息社会责任，实现信息技术学科核心素养的培养。

一、点猫编程平台的智能教学环境———“未来教室”

编程猫作为一款新兴的国产图形化编程软件，具有强大的功能、简单易懂的编程积木模块、非常丰富的编程素材、云端存储等特点。除此之外，编程猫还有多个编程平台，包括2D 创作工具（源码编辑器Kitten）、3D 创作工具（代码岛）、Python（海龟编辑器）、手机学编程（编程猫Nemo）。（如图1）

图1

编程猫平台通过将平面与立体、软件与硬件、虚拟与现实有效结合，使学生可以不用学习复杂的代码编程，只需拖动图形化的编程积木即可进行编程，极大地降低了编程学习的门槛，提高了中小学生学习编程的兴趣。

编程猫平台除了让学生体验到良好的编程环境，还为教师提供了编程平台的教学管理系统（点猫编程平台或“未来教室”）。在编程猫“未来教室”中，教师通过班级管理、学生管理、作品管理、学情报告等栏目，能够非常详细地跟进了解所教的班级和学生的学习情况，为后续编程课程的教学提供学情依据。另外，还可以通过课程中心把已开通的课程发送到学生的账号下，让学生能够在课余时间更好地进行自主学习。

点猫编程平台的智能教学环境是编程猫与其他图形化编程软件相比最大的优势，“未来教室”集管理、资源、数据、工具、云端存储、赛事组织等为一体，把编程教学中的教师、学生、教学、学习、作业、竞赛等更多的课堂元素很好地结合在一起，使得中小学的编程教育课堂教学更加高效，能够更好地培养学生的编程意识和逻辑创新思维。

二、智能教学环境（“未来教室”）下的编程教学模式探究

编程猫Kitten 采用契合中小学生身心发展规律的特有设计优势，通过图形化的界面、积木式的编程模块、丰富的卡通式编程素材，使学生能够在情境化、游戏化的学习过程中边玩边学，在轻松愉悦的课堂氛围中学习编程，把复杂难懂的程序设计转化为简单易懂的积木搭建，把抽象的编程设计转化为直观有趣的卡通游戏设计，很好地激发了学生的学习兴趣，有效培养了中小学生的编程意识和逻辑创新思维，提升了学生的创造力和动手实践能力，增强了学生在AI 智能时代适应社会生存与竞争的能力。

（一）通过游戏化的情境创设导入，提升编程教学的趣味性

在使用编程猫授课时，可先结合学生已经掌握的编程知识与技能，创设贴近学生实际生活的游戏化的有趣情境，吸引学生的注意力，激发学生学习编程的兴趣。如在五年级上册“接苹果”一课中，给学生创设情境：当苹果成熟时就会往下掉，所以我们要想办法把苹果接住，随之提出本节课的问题：如何才能让苹果随机出现在苹果树上，然后掉落？如何改变苹果掉落的速度？如何统计接住苹果的数量？接着再让学生或教师进行编程作品的演示操作。游戏化的情境创设与演示，既能激发学生的学习兴趣，又能引导学生进行思考，促使学生快速进入学习状态。

另外，还可以让学生观看点猫编程平台“课程中心”里的精彩课程微视频（如图2），让学生提前了解本节课需要学习的内容、要求达到的学习目标，通过课程微视频中的教学情境和学习目标，并结合教案、任务单、学习情况等课程教学资源，驱动学生去学习编程，充分调动学生学习的积极性，有力激发学生学习的主动性和创造性，让学生在快乐的情境化游戏中学习编程知识，提高编程水平。

图2

（二）鼓励尝试模仿创作，通过开放式的学习优化编程思维

对于自己感兴趣的事物，中小学生往往具有很强的探究欲，他们总喜欢问为什么，喜欢去尝试探索解决问题的各种方法与途径，他们有异想天开的奇思妙想。在使用源码编辑器Kitten 学习编程时，他们可以对喜欢的游戏作品进行模仿创作，通过拖动积木编程模块去搭建程序，完成对编程作品的设计创作，这种开放式的自主学习模式符合学生的思维习惯，他们可以创作出符合自身性格、兴趣爱好的编程作品。比如，男孩子都喜欢创作射击类、格斗类游戏，而女孩子则喜欢创作换装类、漫画类的编程作品。

当学生对编程创作感兴趣之后，他们就会把注意力集中到编程学习中，使用编程猫源码编辑器Kitten 进行编程作品的设计创作，从想法创意开始，寻找不同的编程方法与思考方式，不断优化程序，在边玩边学边创作的过程中逐步完善自己的编程作品，在整个作品创作设计过程中，编程思维、逻辑创新思维能够得到很好的培养与提升，同时学生也会在不断对比和学习过程中提升自己的编程技能。

（三）讲授直观实用的编程技能，学以致用，进行知识的迁移创新

在使用点猫编程平台进行编程教学时，可以提供一些贴合学生学习生活的编程范例，讲授直观实用的编程技能，让学生既有参考的作品案例，又有明确的创作思路和编程方法，通过模仿创作编程、学以致用进行知识的迁移创新，充分激发学生对编程创作的兴趣，把自己独特的、有创意的想法通过编程作品表现出来，最终把创意融入编程作品中，创作出充满创意和富有个性的编程作品。

编程作品的创作是课堂教学内容的拓展，是编程学习过程的延续，能够让学生超越已有的知识体系结构进行迁移创新，从而构建新的认知结构。大部分的学生通过尝试体验、模仿创作，基本能掌握课堂教学的目标任务，但学有余力的学生渴望掌握更深层次的编程知识，有更强烈的深入创作编程作品的欲望，因此，教师应该多鼓励学生进行知识体系的迁移创新，通过开放式的自主学习探究，提升自身的知识水平与编程技能。如在“接苹果”一课的教学过程中，通过课堂上的学习创作，学生都能掌握使用键盘控制角色“篮子”进行左右移动去接住苹果，这时就可以引导学生思考：除了使用键盘控制角色移动外，还可以使用编程猫硬件去控制角色的变化，包括位置移动、造型切换、大小、速度、方向等各种变化，这样就能比较自然地引导学生过渡到编程猫硬件模块的学习，从而学会摇杆、旋钮电位器等编程猫硬件的使用方法与硬件编程技能。

学生通过新旧知识的迁移创新、综合运用，从现象到想象，从创意到创作，从设计到实现，编程思维、创新意识和创作能力不断得到提升。同时，学生在编程作品的创作过程中能够获得极强的成就感，有利于增强自信心，激发对编程学习的求知欲和探索精神，保持对编程学习的兴趣与热情，深化编程知识与技能。

（四）多维度的作品分享展示，思维碰撞交流，共同提升

编程作品的展示分享是中小学编程教学非常重要的环节，也是学生最期待、过程最精彩的阶段，更能够激起学生创新创作的动力。

通过在课堂上展示具有代表性的作品，学生分享交流创作的过程，探讨编程积木脚本设计的思路，在思维的相互碰撞交流中从不同的角度思考问题，吸取大家的建议，通过不断改进创意及功能，最终创作出完美的作品，从而明白编程的过程其实就是在不断更新迭代过程中提炼算法，进而找到解决问题的最优途径。学生在课堂上进行作品的展示交流，分享制作过程与心得，能够提升他们语言表达、逻辑思维、归纳总结的能力。同时教师也可以在课堂上通过鼓励、赞赏等多种方式对学生的作品进行评价，提出建议，让学生不断地完善作品，提升编程技能。

在源码编辑器Kitten 中，编程作品在保存时会同步保存到云端学生的编程猫账号中，另外发布的作品还能通过二维码的形式同其他人进行分享，同学、教师或者家长只需要使用手机、平板电脑扫描作品分享二维码就可以打开编程作品欣赏。

通过多种形式展示、分享作品，学生非常在意自己的作品能否得到更多人的关注与赞赏，这样能够提升他们的成就感和自信心，促使他们有针对性地去创作更有创意和挑战性的编程作品并与他人分享体验，从以往的被动学习转变为主动学习。多元化的评价方式能够激发学生的学习兴趣，转变他们的学习习惯和思维，有力提升学生的信息技术学科核心素养。

在AI 智能时代，中小学编程教学凸显了其适应社会发展的思维培养和技术优势。而点猫公司开发的点猫编程平台，以其独特的智能教学环境和集成资源、工具、素材、教与学等优势，为中小学编程教师提供了丰富多样的教育教学模式，同时也有效培养了学生的发散性编程思维和逻辑创新思维，极大地调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生动手创作的能力。创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。随着中小学编程教育教学的广泛开展，教师要逐步提升学生的逻辑创新思维和动手解决问题的能力，让学生在AI 智能时代的生活中可以更快速高效地适应社会发展的需求。