“智能+”時代高中信息技術教與學的思考
——以Python 語言教學為例

文/丁進鋒

引 言

2017 年7 月，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，提出了我國人工智能發展的基本指導思想和戰略目標，明確了相應的工作任務和保障措施，將人工智能作為建設創新型國家的重要措施。人工智能技術已經滲透到人們生活的各個方面。近年來，互聯網技術、云計算技術、人工智能技術、物聯網技術等得到了快速發展，實現了“互聯”與“智能”的雙向進步。這些先進技術催生了新的經濟形態，也共同創造了“智能+”時代。

一、“智能+”時代下高中教師發展方向

（一）轉變傳統的教育觀

在“智能+”的時代背景下，高中信息技術教師需要轉變教育教學觀念，充分認識到信息技術教學對學生個人發展的重要性，優化教育教學方法。對于Python 語言教學來說，教師需要將“傳授知識”和“演示操作”轉變為“帶動”和“引導”，展現編程教學的獨特魅力，讓學生從以往的模仿學習、單一式學習轉變為創造性學習、多樣化學習，全面強化學生的學習效果[1]。新的時代背景給高中信息技術教師帶來了很多新挑戰。教師需要充分運用校園的教學環境，用樂觀、積極的心態應對這些挑戰，促進學生加快學習新知識、新技術，用全新的教育觀來影響學生。

（二）構建全新的知識觀

在當前這個“智能+”時代，信息的獲取方式更加多元化，學生可以通過手機、平板電腦等移動終端自主學習信息技術，觀看他人的編程過程，了解最新的人工智能技術，學習行為降低了時間、空間的限制。高中信息技術教師需要構建全新的知識觀，認識到當前時代學生的學習特點，在信息技術教學中充分利用現代科技，引導學生進行自主學習，提高學生對所學內容的興趣。在新形勢下，高中信息技術教學不能完全局限于教材，教師需要對信息技術課堂進行拓展延伸，融合微課、慕課、智慧課堂等教學手段，讓學生接觸更多的學習內容，增強信息技術學習效果[2]。

（三）引入“學生中心”理念

“學生中心”既是新課程改革的要求，又是新時代的教育需求。高中信息技術教師需要引入以學生為中心的教育理念，在實踐教學中突出學生的主體地位，重視學生的實際學習效果。在Python 語言教學中，教師需要為學生提供自主學習、合作學習的良好平臺，承擔好協調者、引導者、客觀評價者的角色，融合信息技術教材、Python 語言教學素材、學生的基礎知識等，讓學生主動探索Python 語言的內在規律，一邊學習一邊消化吸收，達到實踐應用的程度。在“智能+”時代，高中信息技術教師需要將以往的“育分”觀念轉變為“育人”理念，打造全新的信息技術課堂樣態，促進學生全方位發展。

二、“智能+”時代高中生的發展方向

（一）學習重心的發展方向

在“智能+”時代，信息技術學科給學生帶來了很多新挑戰、新要求，高中生需要轉變學習重心，提高自身能力。對于高中信息技術學科而言，學生需要通過實踐學習獲得批判性思維、溝通協作能力以及創造能力的發展，樹立終身學習的意識。在Python 語言教學中，高中信息技術教師需要結合課堂教學目標以及教學內容，采取富有創造力和創新性的教學方法，培養學生解決編程問題的能力，讓學生主動創造作品，增強應用意識[3]。因此，信息技術教師需要培養學生的綜合素質，讓學生學會探究、學會創新，在課堂學習中進行人機交互，強化學生對人工智能技術的理解。

（二）“六個力”的發展方向

在新時代背景下，高中生的“六個力”直接關系到學生未來的發展，教師需要在教學實踐中培養學生的“六個力”。“六個力”包括人格力、適應力、學習力、選擇力、探究力和修復力。首先，在人格力方面，學生需要具備親和力，善于與他人進行交流和合作，主動分享學習成果，形成一種健康、陽光的人格。在“智能+”時代，學生還需要具備一定的適應力，迎接新時代的挑戰，轉變自己的學習方式，提高對新事物的接受能力。在學習力方面，學生需要具備自主學習、知識更新、終身學習的能力，不斷激發自身的學習欲望，轉變傳統的學習思維，充分利用數字化的學習資源，在學習中尋找樂趣。在選擇力方面，學生需要從以往的被動學習轉化為主動選擇、主動學習，結合自身對Python 語言的興趣、學習需求進行選擇，充分發揮自身的選擇權。在探究力方面，學生需要具備批判性思維，主動學習、主動思考，通過收集資源、分析對比等方法，最終獲取問題的解決路徑，尋找正確的答案。修復力是一種試錯與糾錯的能力，對高中信息技術學習而言，學生需要具備不怕挫折的學習毅力，在學習中不斷試錯和糾錯，提高自身的承壓能力。例如，在學習編程游戲時，學生有可能經歷多次失敗，編寫的游戲程序一旦出現問題，就需要推翻之前的內容從頭開始，這就要求學生具備心理修復能力，樂觀地面對失敗和挫折。

三、“智能+”時代高中信息技術教與學的思考

（一）基于問題，培養能力

在“智能+”時代，高中信息技術教師需要巧妙運用問題引導學生進行思考，使學生主動探索問題解決的具體路徑，培養學生的思維能力和實際操作能力。Python 語言具有語法簡潔、包容度高等特點，教師可以通過設計問題的方法，引導學生主動探索Python 語言的功能。在設計問題時，教師需要為學生預留進步空間，一方面要通過問題來提高學生的探究力，激發學生的學習欲望；另一方面還要科學控制問題難度，避免學生產生畏懼心理[4]。

例如，在學習turtle 繪圖模塊時，學生需要深入理解turtle 繪圖工具的作用，熟練掌握圖形的繪制方法，提高編程能力。在教學中，教師可以設計階段化的問題，用問題串聯整個課堂，指導學生學習，強化學生的課堂實踐，提高學生應用turtle 繪圖工具的熟練度。在教學中，教師可以創設這樣的問題情境：“小a 邀請朋友到自己所在的城市玩耍，朋友是一名愛好美食文化的青年。小a 想要編寫一個本市美食路線的程序，他需要怎么做呢？”在問題的指引下，學生需要查閱本市的地圖，了解本市的美食，完成自主設計和自主規劃。在簡單規劃之后，學生需要用編程的方法呈現本市的美食路線，適當增加動態變化效果，通過Python 中的turtle 完成繪圖。在繪圖時，教師可以繼續用問題引導學生思考，如“如何設置初始角度？”“如何填充顏色？”在教師的引導下，學生可以循序漸進地完成繪圖，解決繪圖中存在的問題，最終呈現美食路線。在實踐過程中，學生需要觀察代碼，運行程序，調整相關參數，探究turtle 繪圖模塊中的指令，再現繪圖過程，完成類比學習，最終提煉出算法和程序的對應關系，設計解決方案。在問題情境的指引下，學生可以深入思考問題的核心，通過多種途徑解決問題，掌握turtle 繪圖模塊中的基礎指令，全面強化學習效果。

（二）基于創新，提高素養

在“智能+”時代，高中信息技術教師需要不斷提高學生的創新能力，引導學生充分利用以往的編程知識，融合現實生活經驗，讓學生利用現有資源進行創新，編寫更多新穎的程序，提高學生的綜合素養。Python 語言具有較高的開放性，功能比較豐富，具備標準庫和第三方庫，能夠為學生的創新學習奠定堅實的基礎。在課堂教學中，教師可以運用信息技術手段為學生呈現優秀的案例，展現創新性的程序，激發學生對Python 語言的應用欲望，讓學生在案例中獲得靈感和啟示。

例如，教師可以為學生展示Python 語言應用于游戲、網站、系統軟件的創新項目，讓學生感受Python語言的強大功能，從而萌生出一些創新性的項目構想。在教學“遞歸”算法時，教師可以引入“漢諾塔”游戲，通過游戲激發學生的學習興趣，讓學生在玩游戲的過程中直觀分析程序，剖析游戲程序的內在算法。另外，教師還可以為學生展示簡單的游戲語言程序，讓學生對這些語言程序進行更改、創新，通過修改代碼、編寫部分程序、運行調試等方法，強化Python 語言學習效果。例如，教師可以引入“紙牌”“大魚吃小魚”“連連看”等數字化游戲，引導學生通過編程的方法分析游戲，編輯游戲代碼，研究Python 中的列表、循環、函數、判斷等內容，提高學生的編程能力，優化學生的抽象思維。在各類數字化游戲的支持下，教師可以全面滲透編程課程的知識點，提高學生的動手操作能力，讓學生在完成游戲、分析游戲、編寫游戲的過程中鍛煉計算機技能，增強編程學習興趣。通過培養創新能力，學生能夠認識到Python 語言的功能，在實踐中充分運用Python 語言，不斷發現Python 語言的新用途和新功能，實現計算思維的發展。

（三）基于探索，構建框架

Python 語言的學習是一個循序漸進的過程，而學生需要在變化中探索，在探索中獲得新的突破，提高學習能力和探究能力。信息技術教師需要緊跟時代潮流，幫助學生構建Python 語言的學習框架，滿足學生的實際學習需求。在學生探索的過程中，教師可以為學生提供指導和幫助，解答學生的疑問，給予學生更多的自由思考空間，減輕對學生的束縛。

在“智能+”時代，手機、平板電腦等移動終端都已經實現了語音功能，這些電子產品中擁有“語音助手”，能夠協助用戶完成操作。教師可以為學生提供拖拽式GUI 構建器和語音識別庫，引入項目式教學法，鼓勵學生利用Python 語言，創建與計算機對話的用戶界面。除了拖拽式GUI 構建器和語音識別庫，教師還需要為學生準備一些pages 文稿素材，引導學生對語音命令進行硬編碼，讓學生添加更多的命令，完成測試代碼、構建登錄表單等操作，激發學生的探索欲望。另外，教師還可以指導學生利用Python 設計“成績查詢小程序”。在“成績查詢小程序”中，用戶可以輸入自己的名字、班級、個人密碼等信息，然后自主查詢考試成績，提高成績查詢效率，保護個人隱私。在小程序的設計中，學生需要化身為“小老師”，應用學生成績數據庫，對現有的數據進行處理，定義變量，讀取學生成績信息，循環等待操作指令并執行，編寫操作指令執行函數，對學生的成績信息進行新建、查詢、修改、刪除等。在該系列項目的操作中，教師可以將學生劃分為不同的項目小組，指導學生完成數據處理，然后設計成績查詢系統。在程序設計完成后，教師還需要指導學生互相開展程序測評，每個小組的學生都需要運用其他小組設計的查詢程序進行查詢，計算成績查詢的準確性，找出程序設計中的漏洞，評價“成績查詢小程序”的表現。通過設計創新型的學習項目，學生能夠在課堂上發揮想象力，充分應用所學知識，用編程思維來解決問題。對于高中學生來說，創新能力和探究能力非常關鍵，高中信息技術教師需要不斷引入新的概念和新的項目，引導學生對新問題進行探索，提高學生思維的靈活性。

結 語

在“智能+”時代，高中信息技術教師需要改變自身的教育觀念、知識觀念，在實踐教學中引入“學生中心”理念，提高信息技術教學的創新性。針對Python 語言來說，高中生需要轉變自身的學習重心，在學習中提高創新能力、探究能力、適應能力等，利用Python 語言來完成自己的想法和創意，將創新思想付諸實踐。在信息技術實踐教學中，教師需要為學生設計學習問題，充分發揮學習問題的引導作用，幫助學生構建知識框架，提高學生的信息技術探索能力和創新素養。