中小學Python教學的幾點建議

苗海榮

【內容摘要】隨著信息化的不斷深入和人工智能的興起，Python逐漸取代其它編程語言走進中小學教材。如何利用這一工具鍛煉學生的邏輯思維、增強信息技術意識和數據處理能力成為當前信息技術老師面臨的一大課題。文章結合中學生身心發展特點和課程標準，說明中小學教師如何發揮它的優勢展開教學，如何克服初學者學習編程的障礙，突破語言難點，增加學生興趣，達到課程標準。

【關鍵詞】Python 項目學習 課程標準

2018年，Python語言出現在山東省小學信息技術六年級教材中，其余省份如浙江也將陸續出現，現在的中小學校教材逐漸摒棄VB而把Python納入信息技術課程和高考的內容體系。Python成為很受歡迎的語言，相比其他語言，它的優點在哪兒？編程是一件枯燥且略帶難度的事情，Python能夠解決家長擔心學生學不懂、不想學的問題嗎？

根據2012年修訂的《基礎教育信息技術課程表準》[1]，中小學部分其中包含以下要求：（1）熟悉一種積木式程序設計工具的圖形化編程環境，（2）結合實例使用積木程序設計工具，體驗程序設計作為一種特殊的信息加工方式的特點和優勢。其中第一點在泰山版小學五年級教材用scratch軟件就已實現。相較其他語言，Python作為一種“弱類型”的語言，是簡潔主義思想語言的代表，是最接近自然語言的通用編程語言，其語法簡潔、清晰易讀且具有豐富強大的類庫，使得學生可以將注意力集中于算法本身和程序的思想上而忽略存儲空間、內存等計算機系統知識，從而能夠體驗程序的優美，領悟計算機處理數據的方式。所以第二點在學生掌握scratch語言的基礎上，能夠實現。現在筆者結合中小學生初學編程的需求，課程標準的要求，結合自身的教學實際，談一下如何利用Python的優勢在教學中培養學生的信息素養、計算思維等一些建議。

編程能力正在與閱讀、寫作、算術成為學生從小具備的能力之一[2]。但義務教育階段編程的學習并不是為了讓學生將來搞程序開發，而是為了培養學生的計算思維，鍛煉孩子的邏輯思維，增強信息技術意識，培養他們處理數據的能力，當今計算思維已經是面向未來的必備的基礎素養。所以在教學中，技術上不用講的太深，重點要放在演示程序的工作放肆，介紹算法的原理，在教學中多列舉一些數字計算的例子。因為小學高年級階段學生已經具備了一定的數學基礎，但快速的數字計算是學生的弱項，而這恰恰是計算機程序的強項。所以在教學中可以讓學生先按照自己的方式計算，然后應用建構主義理論，用程序去演示，通過對比教學，讓同學被計算機程序的神奇而吸引，從而產生極大的興趣。Python語言規則障礙低，功能性強，不拘泥于某種語言，是教師培養學生信息素養的最佳途徑。

但作為教師來講，怎樣教授學生編程呢？

從學習角度分析，編程屬于技能領域。編程的學習就要遵循技能的學習規律，刻意練習是學習技能的不二法門。但不能簡單粗暴的練習，導致學生對編程產生畏難情緒。根究中小學生特有的認知和心理特點，通過以往的教學經驗，融入項目教學法，總結出如下的教學模式流程：

1.拋出概念問題（項目活動1）

概念問題盡量和學生已有認知結構相關聯，和學生日常生活息息相關的案例更能激發他們興趣和解決問題的動力。

教學中可以借鑒scratch的可視化編程作為入門課程，比如選擇Python里面的turtle模塊。可視化編程可以提供即時反饋，降低初學者入門門檻，學習過渡會順利一些，另外，可視化編程可以持續激發學生的興趣。為后面的學習提供動力基礎。

2.學生手動體驗活動（項目活動2）

具體的體驗為后面的抽象提供了實踐來源，只有這樣才不至于跨度大，進而降低學習難度。相當于為學生提供了實踐活動機會，體會具體的操作過程，順利過渡到抽象階段。我們學習一項新的技能，最好的方式就是在學生已有的認知和經驗范圍基礎進行建構。從直觀的體驗和觀察過渡到后面的抽象，認知負荷會小很多。比如讓學生通過卡牌來展示各類排序過程，讓學生通過角色扮演和實物演示來體驗各種問題及解決思路。為學生后面的抽象建模過程提供了體驗基礎，符合認知建構過程。

3.編程實現解決問題（項目活動3）

給學生們探究時間，允許犯錯，及時反饋，迭代改進。這個時候就是從具體到抽象的提升階段。學生們往往會不知如何下手，兩眼一抹黑。剛才聽得挺明白的，就是不知道怎么通過計算機抽象模擬問題情境，并解決問題。首先要明確問題，理出輸入是什么，輸出是什么？然后，分析如何能處理輸入才能得到輸出的結果;其次，根據需要選取合適的數據類型或數據結構存放數據。最后，通過編程實現問題解決并測試。

4.迭代完善（項目活動4）

時間充足情況下，需給學生迭代進行完善的機會。這也是符合基本的工程原則，學生體驗了解了工程思維。一個產品都是從一個稚嫩的雛形開始，經過打磨完善，誕生出來獨一無二的產品。可以讓學生在這個過程記錄迭代過程，文字、圖片或視頻形式都可以。一開始就給學生評價標準，然后按照評價標準去完成任務，這樣他們有的放矢，不至于浪費時間。

5.綜合評價[3]（項目活動5）

總結反思實踐過程中遇到的困難，如何解決的，如果再碰到類似問題應該如何遷移解決。項目過程中興奮時刻是什么時候？最抓狂時候是什么時候？是如何解決的？教師不光要重視學生最終的結果，還要積極在學生實踐過程中，對項目開發的參與程度以及參與作用進行評價，促進學生的學習積極性。

隨著信息化的不斷深入以及隨著人工智能概念在我們生活中的興起，python編程愈發顯出重要的地位。如何尋找幫助孩子表達自我和組織觀點的新途徑，鍛煉孩子的邏輯思維，培養孩子的科學素養，項目教學法是一個比較好的途徑。

【參考文獻】

[1] 基礎教育信息技術課程標準（2012版） [EB/OL].[2012-05].https：//wenku.baidu.com/view/51e9513331b765ce04081447.

[2] 趙福生，劉力.Python在中小學教學中的應用[J].電腦知識與技術，2018（17）.

[3] 蔣楠.淺談初中信息技術項目教學中的評價方式[J].中小學電教，2018（5）：6.

（作者單位：山東省成武縣實驗中學）