于曉雅

摘? ?要：數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是信息社會(huì)公民的基本素養(yǎng)，是信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)及價(jià)值追求。編程教育作為信息技術(shù)學(xué)科的核心內(nèi)容，教師更多地關(guān)注了計(jì)算思維的培養(yǎng)，而忽視了編程教育能很好地體驗(yàn)和培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。文章以編程語(yǔ)言Python和數(shù)字化環(huán)境Jupyter Notebook的選擇和應(yīng)用為例，詳細(xì)解析了從評(píng)估和選擇數(shù)字化工具、幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主和協(xié)同創(chuàng)新、培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力三個(gè)維度來(lái)踐行學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，探索和引導(dǎo)信息技術(shù)學(xué)科教師通過(guò)編程教育培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：編程教育;數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新;Python語(yǔ)言;Jupyter Notebook數(shù)字化環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）10-0080-04

一、引言

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是信息社會(huì)公民核心素養(yǎng)的基本組成部分，是世界各國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)的重要取向之一。在歐盟“數(shù)字素養(yǎng)框架”[1]和美國(guó)“21世紀(jì)技能框架”中，把“建構(gòu)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境”并獲得“學(xué)習(xí)和創(chuàng)新技能”作為學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵組成部分。在我國(guó)，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息意識(shí)、計(jì)算思維、信息社會(huì)責(zé)任同為信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)，釋義為“個(gè)體通過(guò)評(píng)估和選擇常見(jiàn)的數(shù)字化資源與工具，有效地管理學(xué)習(xí)過(guò)程與學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)，形成創(chuàng)新作品的能力”[2]。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)作為發(fā)展其他三項(xiàng)核心素養(yǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)源和具體體現(xiàn)，是我國(guó)信息技術(shù)學(xué)科的核心價(jià)值追求[3]。

自從《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）將計(jì)算思維作為核心素養(yǎng)以來(lái)，提起信息技術(shù)課程的核心內(nèi)容編程教育，信息技術(shù)學(xué)科教師首先想到的是學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。編程教育的確是培養(yǎng)計(jì)算思維的有效途徑，但是在計(jì)算思維的基礎(chǔ)之上，編程教育更能很好地體現(xiàn)信息時(shí)代的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，這是信息技術(shù)學(xué)科教師教學(xué)中很容易忽略的地方。《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的內(nèi)涵表述為“能夠認(rèn)識(shí)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)與局限性，適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣;掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源與工具的操作技能，用于開(kāi)展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造，助力終身學(xué)習(xí)能力的提高?！睋?jù)此，本文從評(píng)估和選擇數(shù)字化工具、實(shí)現(xiàn)自主和協(xié)同的教與學(xué)、培養(yǎng)學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新三個(gè)維度來(lái)解析如何在編程教育中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。[4][5]

二、利用編程教育培養(yǎng)評(píng)估和選擇數(shù)字化工具的能力

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力首先是能夠認(rèn)識(shí)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)和局限，評(píng)估和選擇數(shù)字化資源和工具。編程教育中學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)首先是認(rèn)識(shí)所選語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)和選擇適當(dāng)?shù)木幊汰h(huán)境。在高中階段，首先要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)Python編程語(yǔ)言與其他語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)和局限，在此基礎(chǔ)上選擇最適合Python語(yǔ)言的數(shù)字化編程環(huán)境。這不僅是學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵步驟，也是教師信息素養(yǎng)提升的重要環(huán)節(jié)。

1.Python編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)

Python是現(xiàn)代編程思想的產(chǎn)物，開(kāi)發(fā)環(huán)境支持包括Windows、OS X、Linux在內(nèi)的主流操作系統(tǒng)和平臺(tái)，是典型的開(kāi)源平臺(tái);同時(shí)具備解釋型、編譯型和腳本型語(yǔ)言的共同特點(diǎn)，執(zhí)行效率高;與C/C++、JavaSript等重要編程語(yǔ)言有很好的應(yīng)用庫(kù)共享機(jī)制，不僅支持模塊化編程，還支持面向?qū)ο缶幊?，方便協(xié)同工作;擁有眾多功能強(qiáng)大的應(yīng)用擴(kuò)展庫(kù)，可擴(kuò)展性強(qiáng);其開(kāi)源硬件接口庫(kù)種類(lèi)繁多、功能完善，有利于創(chuàng)造真實(shí)產(chǎn)品;語(yǔ)法簡(jiǎn)單精煉，格式要求低，是最接近自然語(yǔ)言的程序語(yǔ)言;Python語(yǔ)言提供大量的庫(kù)/框架，各種各樣的插件，使得開(kāi)發(fā)者僅寫(xiě)相對(duì)較少的代碼就可以完成令人印象深刻的準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)級(jí)應(yīng)用。Python的諸多優(yōu)點(diǎn)使其逐漸成為企業(yè)級(jí)中小型軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的主流語(yǔ)言。對(duì)于中小學(xué)生來(lái)說(shuō)，自然語(yǔ)言讓沒(méi)有編程基礎(chǔ)的學(xué)生也能體會(huì)到編程的樂(lè)趣，獲得成就感，從而愛(ài)上編程。對(duì)于中小學(xué)教師而言，Python代碼在書(shū)寫(xiě)格式上的嚴(yán)格（如強(qiáng)制要求縮進(jìn)），讓教師不必花費(fèi)大量時(shí)間去處理學(xué)生代碼格式的錯(cuò)誤問(wèn)題。Python語(yǔ)言不需要編譯即可直接執(zhí)行的特點(diǎn)，也有利于程序調(diào)試、代碼檢測(cè)等，方便教學(xué)和指導(dǎo)。綜上，Python語(yǔ)言不僅是企業(yè)開(kāi)發(fā)的首選語(yǔ)言之一，也是一種非常適合用于教學(xué)的語(yǔ)言。學(xué)生在中學(xué)階段系統(tǒng)地學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言，也可以為今后進(jìn)入大學(xué)繼續(xù)研究和進(jìn)入社會(huì)就業(yè)打下良好基礎(chǔ)，因此高中信息技術(shù)新課標(biāo)也把Python語(yǔ)言作為核心編程語(yǔ)言。[6]

2.Python開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）的優(yōu)勢(shì)與局限

每一種編程語(yǔ)言都有自己的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment，IDE）。如C、C++等語(yǔ)言的Visual Studio，Java語(yǔ)言的Eclipse，適用于php語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的PhpStorm等。Python語(yǔ)言也有自己的開(kāi)發(fā)環(huán)境，如PythonWin、MacPython、PyCharm等。好的IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境不僅包括代碼編輯、編譯、調(diào)試等功能，還包括自動(dòng)建立工具、除錯(cuò)器、語(yǔ)法高亮、智能提示、格式自動(dòng)調(diào)整、快捷鍵自動(dòng)完成、項(xiàng)目管理、版本控制等輔助功能。作為系統(tǒng)化的編程環(huán)境，Python的IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境（如PyCharm）基本具備了上述IDE的優(yōu)勢(shì)，在大型軟件開(kāi)發(fā)中依然是主流選擇。這種系統(tǒng)化對(duì)于傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)于數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能編程人員來(lái)說(shuō)，卻是極大的不便。大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)編程的突出特點(diǎn)是分析和建模碎片化，也就是每一塊代碼都是強(qiáng)獨(dú)立性的，可以說(shuō)除了數(shù)據(jù)本身，代碼塊之間并沒(méi)有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，下一模塊和上一模塊之間經(jīng)常只有輸入輸出參數(shù)的聯(lián)系。但是數(shù)據(jù)分析和處理的過(guò)程又需要不斷地反復(fù)調(diào)試和修改，如改變預(yù)處理的方式、嘗試不同的特征處理、調(diào)整模型參數(shù)等。使用傳統(tǒng)的IDE環(huán)境（如Visual Studio）每次都需要編譯運(yùn)行整個(gè)程序，而不能單獨(dú)運(yùn)行每一行代碼，限制了Python解釋性程序的優(yōu)勢(shì);編輯環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境分離，不能直接查看運(yùn)行效果，降低了參數(shù)調(diào)試的可視化;注釋文字不能直接輸出，使得教師在編程教學(xué)中經(jīng)常要在編程環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境、教學(xué)PPT之間來(lái)回切換。傳統(tǒng)IDE環(huán)境不僅降低了程序開(kāi)發(fā)的效率，也極大地限制了師生學(xué)習(xí)過(guò)程中的自主、協(xié)作和創(chuàng)新。特別是需要小組協(xié)作，共同完成一個(gè)任務(wù)時(shí)，IDE環(huán)境就非常麻煩。

3.Jupyter Notebook的特色和優(yōu)勢(shì)

Jupyter源于2014年的ipython項(xiàng)目，是一個(gè)非盈利的開(kāi)源產(chǎn)品，名字源自數(shù)據(jù)科學(xué)的三種開(kāi)源語(yǔ)言Julia、Python和R，如今已經(jīng)逐漸發(fā)展成為支持跨所有編程語(yǔ)言的開(kāi)源軟件、開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和交互式數(shù)據(jù)科學(xué)計(jì)算工具。Jupyter Notebook具有智能時(shí)代數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境所需要的開(kāi)放性、預(yù)設(shè)性、生成性、交互性以及虛擬性等特點(diǎn)，讓編程調(diào)試更方便快捷，更適合新課標(biāo)運(yùn)用計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決和數(shù)字化創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。不僅在課堂教學(xué)中深受信息技術(shù)學(xué)科教師的喜愛(ài)，也非常有利于在線教學(xué)場(chǎng)景，目前已成為MOOC平臺(tái)的首選環(huán)境。

（1）Jupyter Notebook的模塊化適應(yīng)了人工智能編程的特點(diǎn)

Jupyter Notebook是基于瀏覽器的交互式編程環(huán)境。Jupyter Notebook作為一種模塊化的Python編輯器（現(xiàn)在也支持R等多種語(yǔ)言），可以把大段的Python代碼碎片化處理，并分開(kāi)每一段來(lái)運(yùn)行。該工具不僅為數(shù)據(jù)處理、分析、建模、觀察結(jié)果提供更好的視覺(jué)體驗(yàn)，更能大大縮小運(yùn)行代碼及調(diào)試代碼的時(shí)間，同時(shí)還會(huì)讓整個(gè)處理和建模過(guò)程變得異常清晰。因此，Jupyter Notebook逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)和人工智能企業(yè)中小程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的主流選擇。

（2）Jupyter Notebook適合Python編程教學(xué)

Jupyter Notebook通過(guò)可重復(fù)交替設(shè)置的代碼單元、標(biāo)注單元和輸出單元，將實(shí)時(shí)運(yùn)行的代碼、敘事性的注釋文本及圖片、可視化運(yùn)行輸出結(jié)果整合在同一平臺(tái)內(nèi)，使得其不僅具有如PPT一般的展示工作成果功能，還可以在同一窗口進(jìn)行程序調(diào)試和觀察效果。通過(guò)添加代碼單元，可以單獨(dú)運(yùn)行每一行代碼，能很好地契合Python解釋性語(yǔ)言的特色，大大增加了程序調(diào)試的效率。輸出單元讓程序運(yùn)行和運(yùn)行結(jié)果在一個(gè)環(huán)境內(nèi)的不同代碼塊中，可視化效果好。標(biāo)注單元可以輸出注釋文字、兼容的HTML和LaTex等網(wǎng)頁(yè)效果和公式。一體化平臺(tái)讓教學(xué)不再頭疼于運(yùn)行、結(jié)果和講義之間的往復(fù)切換。同時(shí)，該工具允許在一個(gè)文檔中使用任意多個(gè)編程單元，讓課程的組織呈現(xiàn)非線性化。以上特色讓Jupyter Notebook成為最適合Python的教學(xué)平臺(tái)。

Jupyter Notebook允許在瀏覽器上運(yùn)行交互式python代碼，支持編寫(xiě)和調(diào)試幾乎同時(shí)進(jìn)行，又有眾多的插件和命令，大大增強(qiáng)了Python的編程體驗(yàn)。同時(shí)讓編程過(guò)程不像專(zhuān)業(yè)IDE環(huán)境那樣復(fù)雜，有利于學(xué)生將注意力集中在問(wèn)題解決本身上，而不是環(huán)境的使用上，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。北美頂尖的計(jì)算機(jī)課程幾乎都放棄了命令行Python的形式，轉(zhuǎn)而選擇Jupyter Notebook作為授課和作業(yè)實(shí)踐的基本工具。

三、利用互動(dòng)創(chuàng)生的教與學(xué)應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

在信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境中的自主性、創(chuàng)造性和問(wèn)題解決能力是“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的三個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生發(fā)展的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)其自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力形成，是信息技術(shù)學(xué)科教師教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要基礎(chǔ)。學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境中接觸信息技術(shù)、掌握信息技術(shù)，并充分應(yīng)用信息技術(shù)探索解決現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題，逐漸形成自己的“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)。選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)字化編程環(huán)境后，還需要在實(shí)踐中充分認(rèn)識(shí)和利用該環(huán)境，以及它提供的學(xué)習(xí)資源與工具，用于開(kāi)展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造，助力終身學(xué)習(xí)能力的提高，更加有效地達(dá)到數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的內(nèi)涵要求。

1.支持同行數(shù)字化協(xié)同和協(xié)作

和同行使用相同的協(xié)作工具交流，是數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的主要外在特征。Markdown是Jupyter Notebook標(biāo)記單元內(nèi)書(shū)寫(xiě)文本內(nèi)容的格式，每個(gè)Markdown單元都可以看作一個(gè)小的文本編輯器，不僅兼容多種編程語(yǔ)言，還支持HTML語(yǔ)言格式的引用。原則上任何HTML網(wǎng)頁(yè)效果都可以直接放置在Markdown單元中。文檔標(biāo)記單元內(nèi)還支持嵌入國(guó)際主流科學(xué)類(lèi)雜志的標(biāo)準(zhǔn)格式LaTex語(yǔ)言標(biāo)簽，從而能產(chǎn)生任意復(fù)雜的印刷質(zhì)量數(shù)學(xué)符號(hào)和方程。

Markdown已經(jīng)成為開(kāi)源社區(qū)一種新的文檔標(biāo)準(zhǔn)，賦予Jupyter Notebook強(qiáng)大的兼容性，極大地方便了Python語(yǔ)言的功能和使用者在開(kāi)源社區(qū)與同行的交流協(xié)作。教師可以利用Jupyter中Markdown語(yǔ)句的操作，將輸出結(jié)果嵌套在Notebook中，使得在Jupyter中輸入任何內(nèi)容都會(huì)以一種有組織、有層次的形式排列展示出來(lái)，也非常有利于教案的設(shè)計(jì)排版和教學(xué)講義的生成。

2.支持互動(dòng)創(chuàng)生的教與學(xué)過(guò)程

在編程教學(xué)中，最讓教師頭疼的是在PPT講義和編程環(huán)境之間來(lái)回切換，代碼放在PPT中，既沒(méi)辦法呈現(xiàn)調(diào)試過(guò)程，也無(wú)法觀察編程效果，而IDE環(huán)境又無(wú)法直接做成講義。Jupyter是一個(gè)集代碼編寫(xiě)、文本顯示和運(yùn)行結(jié)果為一體的數(shù)字化整合環(huán)境，當(dāng)被應(yīng)用于教學(xué)時(shí)，教師可以利用這個(gè)特點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的題目以及部分講解內(nèi)容，而學(xué)生則負(fù)責(zé)填滿教師所預(yù)留的空白以達(dá)到作業(yè)的要求，師生互動(dòng)完成編程任務(wù)。也可以組織學(xué)生小組協(xié)作、合作完成一個(gè)任務(wù)。通常在一個(gè)Jupyter Nootebook文件中，標(biāo)注單元、代碼單元交替重復(fù)出現(xiàn)，運(yùn)行單元緊隨其后，學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí)，一邊驗(yàn)證，一邊拓展，通過(guò)執(zhí)行代碼來(lái)理解問(wèn)題，迭代式地修改代碼來(lái)改進(jìn)解決方法。這種交互創(chuàng)生的教與學(xué)方式有利于極大地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造的興趣。豐富的庫(kù)、框架及插件為學(xué)生提供了支架幫助，掃清學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造的技術(shù)障礙。這種在IDE環(huán)境中做不到、想不到的事情，在Jupyter Notebook數(shù)字化環(huán)境中不僅能想到，而且可以做到，并能方便地引入課堂，這才是數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的價(jià)值所在。

3.支持生成可運(yùn)行程序的網(wǎng)頁(yè)演示文檔

Jupyter Notebook可以通過(guò)安裝插件的方式擴(kuò)展其功能。例如，可以使用一個(gè)稱(chēng)為RISE的擴(kuò)展，將Notebook文檔轉(zhuǎn)換為基于網(wǎng)頁(yè)的演示文稿，而演示文稿中的代碼單元仍然可以實(shí)時(shí)運(yùn)行和調(diào)試，還可以用隱藏命令隱去不需要演示的部分，非常方便教師撰寫(xiě)教學(xué)文檔，并直接開(kāi)展教學(xué)。

4.支持快速生成并輸出PDF版文檔作品

若想分享在Jupyter Notebook中處理好的數(shù)據(jù)流程和創(chuàng)建的繪圖，或者將文字、圖片、代碼和注釋快速生成文檔，只要安裝“notebook-as-pdf”包并通過(guò)相應(yīng)的命令，就可以快速實(shí)現(xiàn)。利用該功能，學(xué)生可以快速生成學(xué)習(xí)成果匯報(bào)作業(yè)，教師可以生成教學(xué)講義以及教材的原型稿，進(jìn)而形成論文和著作等。

四、利用問(wèn)題解決過(guò)程培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新的綜合體現(xiàn)。根據(jù)建構(gòu)主義的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)更多是一種“向內(nèi)”的自我建構(gòu)，而創(chuàng)新則是一種“向外”的踐行。信息技術(shù)學(xué)科教師首先要熟悉學(xué)科核心素養(yǎng)的語(yǔ)境，理解數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的概念，但更重要的是在課堂教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)合適的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的環(huán)境和活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字化資源創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。例如，在“神奇的π”項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，教師設(shè)計(jì)了借助Python和Jupyter的編程語(yǔ)言和環(huán)境，探索π值計(jì)算的算法，不僅能深刻理解我國(guó)魏晉時(shí)期數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)的割圓術(shù)“以直代曲、無(wú)限趨近、內(nèi)外夾逼”的極限思想，而且可以用完整的程序重現(xiàn)計(jì)算過(guò)程，來(lái)驗(yàn)證中國(guó)古籍中記載的π值計(jì)算的準(zhǔn)確性，進(jìn)而拓展到現(xiàn)存的各種π值計(jì)算方法。該方法不僅突破了數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的難點(diǎn)，還通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)了算法解決問(wèn)題的奧妙，最終讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)字化工具在解決問(wèn)題過(guò)程中的重要作用。在“AI文學(xué)鑒賞”項(xiàng)目中，基于已有的文學(xué)詩(shī)詞文庫(kù)，利用分詞技術(shù)、正則匹配、實(shí)體抽取等技術(shù)，可以提取唐代詩(shī)人關(guān)系圖、蘇軾詩(shī)詞特點(diǎn)、李白不同詩(shī)歌類(lèi)型的寫(xiě)作數(shù)量甚至詩(shī)詞的創(chuàng)作地點(diǎn)分布圖等，給學(xué)生提供一個(gè)利用數(shù)字化工具認(rèn)識(shí)和鑒賞中國(guó)文化的新視角。諸如此類(lèi)的實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，是運(yùn)用信息技術(shù)學(xué)科編程技術(shù)獨(dú)有的問(wèn)題解決過(guò)程，但不是簡(jiǎn)單的技術(shù)輔助學(xué)科學(xué)習(xí)，而是信息技術(shù)學(xué)科思維和學(xué)科思維的深度融合，不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)于學(xué)科內(nèi)容的深刻理解，還極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升創(chuàng)新性解決問(wèn)題的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境不僅改變了人們的學(xué)習(xí)方式、交往方式，也深深影響了人們的思維方式。因此，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新中的學(xué)習(xí)是運(yùn)用數(shù)字化環(huán)境自主學(xué)習(xí)和協(xié)同協(xié)作的相結(jié)合，創(chuàng)新是數(shù)字化環(huán)境下問(wèn)題解決過(guò)程中的創(chuàng)造。

中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教師應(yīng)當(dāng)具有比學(xué)科教師更高的數(shù)字化環(huán)境創(chuàng)設(shè)及信息技術(shù)應(yīng)用能力。但據(jù)實(shí)際調(diào)研可知，信息技術(shù)學(xué)科教師授課時(shí)，往往直奔主題，而忽視了教育技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的深度融合，注重技術(shù)掌握目標(biāo)的達(dá)成，而忽視了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。編程教育要擺脫傳統(tǒng)“程序員式”代碼編寫(xiě)和語(yǔ)法學(xué)習(xí)的枯燥教學(xué)方式，就必須提升信息技術(shù)學(xué)科教師的信息素養(yǎng)。信息技術(shù)學(xué)科教師不僅能認(rèn)識(shí)編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)與局限，還要能選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)字化環(huán)境，開(kāi)展項(xiàng)目式的問(wèn)題解決過(guò)程實(shí)踐，最終培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，完成學(xué)習(xí)任務(wù)，形成創(chuàng)新作品”的能力。

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（編輯：王曉明）