鄭興航

2018年1月，新版高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)正式頒布，對照2003版，新標(biāo)準(zhǔn)在課程目標(biāo)和課程內(nèi)容上都有了很大變化，編制準(zhǔn)確反映課程標(biāo)準(zhǔn)理念的教材的難度大大增加。新課程標(biāo)準(zhǔn)配套教材目前尚未推出，隨著2018級新生入學(xué)，如何開設(shè)課程？如何組織教學(xué)？一線信息技術(shù)教師必須主動想點子，自己去解決這些難題。

對照標(biāo)準(zhǔn)，從學(xué)生學(xué)情出發(fā)，選擇教學(xué)內(nèi)容

新版課程標(biāo)準(zhǔn)界定的信息技術(shù)核心素養(yǎng)為信息意識、計算思維、信息社會責(zé)任、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，理解這些詞語并不難，但需要一線教師發(fā)揮聰明才智，選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容，尋找和創(chuàng)新教學(xué)途徑將其在具體活動中加以落實。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在高中信息技術(shù)涵蓋的必修課程外，學(xué)生還可以根據(jù)個人興趣、余力，在選擇性必修和選修模塊中選學(xué)部分內(nèi)容。選擇性必修包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)管理與分析、人工智能、三維設(shè)計與創(chuàng)意、開源硬件六個模塊，算法初步和移動應(yīng)用設(shè)計為選修的兩個模塊，這些模塊涵蓋內(nèi)容知識廣泛，能力培養(yǎng)各有側(cè)重。沒有教材，教師必須從課程標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，從中梳理出適合不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，自我組織材料，開展適切的課程。

《從Python走近人工智能》是我校教師通過調(diào)查分析，考慮學(xué)生已有基礎(chǔ)，考慮有限的學(xué)習(xí)時間，為具有較高信息技術(shù)素養(yǎng)同時對計算機編程有濃厚興趣的學(xué)生開設(shè)的校本化的信息技術(shù)課程。這門課程對課程標(biāo)準(zhǔn)各模塊內(nèi)容進行了統(tǒng)整，確定了用以下內(nèi)容作為教學(xué)主線。

通過網(wǎng)上閱讀，知曉計算機語言發(fā)展歷史，了解信息技術(shù)發(fā)展趨勢;借助網(wǎng)上各類Python語言學(xué)習(xí)網(wǎng)站和案例，通曉程序設(shè)計語言中常量、變量、表達式及順序、分支、循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)等基本知識，通過實例體悟程序調(diào)試與運行的基本方法;通過案例滲透，了解窮舉、排序、搜索等常見算法實現(xiàn)的程序基本結(jié)構(gòu)，體驗不同算法效率的差別，理解算法正確性、可讀性、健壯性對程序設(shè)計的重要價值，并能夠初步估算算法的空間與時間復(fù)雜度;通過小型網(wǎng)站案例建設(shè)，體悟?qū)ο?、屬性、方法、事件的含義;通過游戲、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等項目，學(xué)會如何運用計算機編程解決實際問題，體驗項目設(shè)計的基本流程。

多方收集素材，優(yōu)化組合，形成課程綱要

信息技術(shù)日新月異，新興技術(shù)如雨后春筍。信息技術(shù)教師在制訂教學(xué)計劃時需要緊密跟蹤技術(shù)發(fā)展的新趨勢，盡可能準(zhǔn)確地預(yù)判技術(shù)走向，學(xué)會從網(wǎng)絡(luò)上大浪淘沙，整理材料，去粗取精，并引用到教學(xué)當(dāng)中;信息技術(shù)教師平時的工作重心更多的是放在學(xué)習(xí)、篩選和組合上，保證學(xué)生在信息素養(yǎng)得到培育的同時，所接受到的信息內(nèi)容也能與世界技術(shù)發(fā)展潮流同步。

Python的發(fā)行時間可以追溯到1991年，目前在市場上主要有2000年10月16日發(fā)布的Python2和2008年12月3日發(fā)布的Python3。有過C、C++或Java等語言教學(xué)經(jīng)歷的教師，試用Python后，應(yīng)會發(fā)現(xiàn)，它內(nèi)容簡潔，智能化程度高，與世界計算機語言發(fā)展趨勢完全合拍，學(xué)生容易上手。在豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫之外，該軟件提供了允許安裝第三方模塊接口，目前不僅已經(jīng)成為數(shù)據(jù)分析、人工智能領(lǐng)域必不可少的工具，還被越來越多的公司用于網(wǎng)站搭建。隨著火熱的AI人工智能在各領(lǐng)域攻城掠地，目前它大有取代Java成為編程界頭牌語言之勢。

在閱讀了大量Python語言學(xué)習(xí)材料后，我校教師根據(jù)學(xué)校近20年的程序設(shè)計教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合10多年的課改經(jīng)歷，為《從Python走近人工智能》制訂了如下頁表所示的課程綱要。

依托網(wǎng)絡(luò)資源，教師引導(dǎo)，學(xué)生探究，項目制統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)

信息技術(shù)課程的課程價值，除了讓學(xué)生掌握必要的信息處理工具和培養(yǎng)學(xué)生計算思維外，更要讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)、利用網(wǎng)絡(luò)資源、自主探索解決問題的習(xí)慣。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，課堂教學(xué)的組織方式基本是任務(wù)指導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師在課堂上扮演的角色更多的是一位引領(lǐng)者和組織者。

《從Python走近人工智能》教學(xué)，在我校分成兩個階段實施，第一階段是走馬看花式Python語言基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)。在“Python基礎(chǔ)菜鳥教程”等學(xué)習(xí)網(wǎng)站支撐下，學(xué)生快速閱讀概念和實際操作運行案例，從宏觀上建立Python語言的基本架構(gòu)，部分深層次問題留待第二階段完成具體項目時反芻解決。第一階段教學(xué)的基本組織方式可以“Python模塊”學(xué)習(xí)為例。

Python語言之所以受到越來越多程序開發(fā)人員青睞，是因為程序中可以直接導(dǎo)入內(nèi)置模塊、自定義模塊和第三方開源模塊，了解不同模塊功能、學(xué)會不同模塊的應(yīng)用方法是Python語言學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)。這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)經(jīng)過了六個環(huán)節(jié)：①教學(xué)情境設(shè)置，教師應(yīng)用網(wǎng)上現(xiàn)有程序在Python中繪制一幅玫瑰花，師生共同分析程序語句的功能，導(dǎo)入本節(jié)課學(xué)習(xí)主題“Python模塊應(yīng)用”（學(xué)習(xí)不是漫無邊際，而要關(guān)注學(xué)習(xí)重點）;②學(xué)生閱讀菜鳥網(wǎng)站之“Python模塊”網(wǎng)頁，快速了解模塊導(dǎo)入到當(dāng)前程序的基本方法及模塊的分類（淺層接觸新知）;③學(xué)生運行實例程序，分析語句，觀察效果（該步驟實質(zhì)上是讓學(xué)生體悟、熟悉程序設(shè)計的基本要素，如初始變量設(shè)置、過程處理、結(jié)果輸出等）;④教師根據(jù)網(wǎng)頁中的內(nèi)容提示，引導(dǎo)學(xué)生到Python安裝目錄下尋找不同模塊對應(yīng)的文件（師生就所閱讀的相關(guān)知識內(nèi)容展開討論，引導(dǎo)學(xué)生尋找旁證材料，理解網(wǎng)頁中部分晦澀難懂或存在歧義的文字表述，將學(xué)習(xí)導(dǎo)向深度思考）;⑤學(xué)生到網(wǎng)絡(luò)中查詢資料，了解不同模塊文件在安裝目錄下的存在形式，引導(dǎo)學(xué)生分析內(nèi)置模塊、自定義模塊、第三方模塊和包的相同點和不同點，深刻理解Python語言與其他語言的共生關(guān)系，感受Python語言的強大功能;⑥學(xué)生針對本節(jié)點涉及的有關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)上查詢到的資料和個人感悟，撰寫學(xué)習(xí)總結(jié)（反思性學(xué)習(xí)）。

Python基礎(chǔ)學(xué)習(xí)為學(xué)生后期選擇和完成項目搭建好了橋梁，如果說前期教學(xué)是教師領(lǐng)著學(xué)生向前走，那么第二階段教師將放手讓學(xué)生自己走。按照課程設(shè)想，學(xué)生將在“Python標(biāo)準(zhǔn)庫概覽”“Python如何安裝和使用擴展庫”“Python爬蟲系列教程”等特色網(wǎng)站支持下，按照項目制訂和實施的具體要求，根據(jù)興趣，小組合作完成一個自選的具體項目。

結(jié)論

2018年年底以前，筆者沒有接觸過Python語言，之所以給自己一個挑戰(zhàn)，為學(xué)生開設(shè)這門課程，是因為一是考慮學(xué)生興趣和社會發(fā)展需要，二是出于自身對多年信息學(xué)奧賽輔導(dǎo)經(jīng)歷的思考。信息學(xué)奧賽內(nèi)容跨度寬泛，沒有固定的范圍和套路，除了必備的知識準(zhǔn)備外，更要求學(xué)生在不良環(huán)境下通過錘煉，增強獨立分析、解決問題和耐挫的能力，需要學(xué)生100%發(fā)揮主觀能動性。沒有信息技術(shù)教材，的確給教師組織教學(xué)帶來了困難，但也為教師培養(yǎng)學(xué)生在無良好資源環(huán)境下如何開展學(xué)習(xí)的能力提供了契機。有學(xué)者曾對素質(zhì)下過這樣一種定義，即素質(zhì)是將所學(xué)的一切知識與書本忘掉之后，在你的頭腦中還存留下的那種東西。這不也正是我們的教育一直想追求的嗎？