趙凱 江蘇省南京市江寧區(qū)教學(xué)研究室

教育部辦公廳2017年2月頒布的《關(guān)于做好中小學(xué)生課后服務(wù)工作的指導(dǎo)意見》指出，課后服務(wù)工作要遵循教育規(guī)律和學(xué)生成長規(guī)律，有利于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。“課后服務(wù)內(nèi)容主要是安排學(xué)生做作業(yè)、自主閱讀、體育、藝術(shù)、科普活動(dòng)，以及娛樂游戲、拓展訓(xùn)練、開展社團(tuán)及興趣小組活動(dòng)、觀看適宜兒童的影片等，提倡對個(gè)別學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生給予免費(fèi)輔導(dǎo)幫助?！盵1]圖形化編程軟件非常適合小學(xué)階段的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生利用圖形化編程結(jié)合自己的創(chuàng)意進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)作與表達(dá)。近些年來，很多地區(qū)的小學(xué)信息技術(shù)教材中都設(shè)置了圖形化編程教學(xué)內(nèi)容，在小學(xué)階段積極開展編程教育對未來人工智能領(lǐng)域人才的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)的意義。

● 課后服務(wù)中圖形化編程社團(tuán)教學(xué)凸顯重要地位

隨著課后服務(wù)的深入實(shí)施，可以發(fā)現(xiàn)，在各地的小學(xué)課后服務(wù)中，圖形化編程社團(tuán)既是信息科技教師樂于承擔(dān)的社團(tuán)，也是深受學(xué)生喜愛和家長關(guān)注的社團(tuán)。所以，在課后服務(wù)實(shí)施中，課程建設(shè)越來越重要，只有高質(zhì)量的課程才能確保課后服務(wù)中社團(tuán)教學(xué)的高質(zhì)量實(shí)施，才能更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。因此，在小學(xué)階段的課后服務(wù)中打造合理的區(qū)域圖形化編程社團(tuán)課程體系，不僅可以作為信息科技常規(guī)課堂教學(xué)有益補(bǔ)充，而且有助于推進(jìn)區(qū)域課后服務(wù)中圖形化編程社團(tuán)教學(xué)質(zhì)量的提升。特別是在當(dāng)前國家大力提倡編程教育、人工智能教育的大背景下，充分發(fā)揮校本課程的優(yōu)勢，構(gòu)建合理的有特色的區(qū)域圖形化編程校本課程體系，打造共建共享的區(qū)域校本課程，能在課后服務(wù)的社團(tuán)教學(xué)中進(jìn)一步推動(dòng)編程普及教學(xué)的有效實(shí)施。

● 構(gòu)建區(qū)域圖形化編程校本課程體系

筆者認(rèn)為，從小學(xué)圖形化編程社團(tuán)教學(xué)角度出發(fā)，可將校本課程目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分解，構(gòu)建“基于圖形化編程的程序設(shè)計(jì)啟蒙校本課程”“基于圖形化編程的基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)校本課程”“基于游戲制作的程序設(shè)計(jì)校本課程”“基于開源硬件的程序設(shè)計(jì)校本課程”“基于基礎(chǔ)算法的程序設(shè)計(jì)校本課程”“基于人工智能的程序設(shè)計(jì)校本課程”六大課程體系。課程體系應(yīng)螺旋上升，相對獨(dú)立，并各有側(cè)重，也要合作共生，避免區(qū)域化人力、物力的重復(fù)投入，確保校本課程的質(zhì)量。同時(shí)，校本課程的開發(fā)與實(shí)施應(yīng)始終保持開放性、動(dòng)態(tài)性，并不斷予以調(diào)整和更新。

1.基于圖形化編程的程序設(shè)計(jì)啟蒙校本課程

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》建議對1～2年級(jí)學(xué)段的教學(xué)采用學(xué)科融合的方式進(jìn)行，因此，在1～2年級(jí)的課后服務(wù)社團(tuán)教學(xué)中如何打造凸顯學(xué)科本位特點(diǎn)的信息科技特色社團(tuán)、如何開展編程啟蒙教學(xué)并與后續(xù)的圖形化編程學(xué)習(xí)做好銜接，值得探索。

目前，圖形化編程軟件及線上編程平臺(tái)較多，但功能大致相同，積木式命令的運(yùn)用便于學(xué)生操作，可以作為編程啟蒙教學(xué)及后續(xù)的進(jìn)階提升學(xué)習(xí)所用。圖形化編程的啟蒙校本課程能讓低年級(jí)的學(xué)生不用使用過多的數(shù)學(xué)知識(shí)就體驗(yàn)到編程帶來的興奮和快樂。通過圖形化編程的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生在編程時(shí)有效地組織思維、表達(dá)想法，從而有效地進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)新表達(dá)。

2.基于圖形化編程基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)的校本課程

目前，大多數(shù)地方教材中都設(shè)置了圖形化編程的教學(xué)內(nèi)容，通過基于基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)的校本課程的學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握圖形化編程基本命令的使用、程序設(shè)計(jì)的基本方法，以及必要的邏輯運(yùn)算與條件判斷；掌握程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，如順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，以及循環(huán)的嵌套、判斷的嵌套等，能夠進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)計(jì)算。筆者認(rèn)為，應(yīng)適當(dāng)降低課程中數(shù)學(xué)知識(shí)的難度，要符合3～4年級(jí)學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和能力水平，使3～4年級(jí)學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)形成程序設(shè)計(jì)的概念和理解，能夠具有程序設(shè)計(jì)的思維和意識(shí)，能夠更好地利用圖形化編程進(jìn)行多元化的數(shù)字化創(chuàng)作與表達(dá)。

3.基于游戲制作的程序設(shè)計(jì)校本課程

游戲?qū)π乱淮摹皵?shù)字原住民”有著極大的吸引力，基于游戲制作的程序設(shè)計(jì)校本課程以游戲設(shè)計(jì)制作進(jìn)行圖形化編程教學(xué)，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主線，同時(shí)鼓勵(lì)并積極促進(jìn)學(xué)生之間的相互協(xié)作。

5～6年級(jí)的學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)一步了解游戲設(shè)計(jì)的基本流程、基本方法和一些常見的技巧，如通過克隆實(shí)現(xiàn)炮彈的控制，如何實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)分，如何設(shè)置關(guān)卡等。通過設(shè)計(jì)制作游戲，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，提升學(xué)習(xí)的動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力、綜合解決問題的能力以及協(xié)作能力，促使他們能夠系統(tǒng)地進(jìn)行數(shù)字化創(chuàng)造與表達(dá)。

4.基于開源硬件的程序設(shè)計(jì)校本課程

早期的圖形化編程軟件支持的功能較少，而目前的編程軟件支持更多的硬件，這使圖形化編程校本教學(xué)中硬件的選擇范圍更廣了。在此基礎(chǔ)上，將軟件和硬件有機(jī)結(jié)合起來，能進(jìn)一步豐富圖形化編程的教學(xué)形式，讓學(xué)生體驗(yàn)程序世界和真實(shí)物理世界之間的有效互動(dòng)。通過基于開源硬件的程序設(shè)計(jì)校本課程，5～6年級(jí)的學(xué)生能夠掌握開源硬件的基本特征和使用方法，能夠利用開源硬件進(jìn)行項(xiàng)目的制作，體驗(yàn)作品的設(shè)計(jì)制作流程并能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)ψ髌愤M(jìn)行測試和優(yōu)化。

5.基于基礎(chǔ)算法的程序設(shè)計(jì)校本課程

算法作為信息科技學(xué)科大概念體系中的重要概念，是小學(xué)信息科技課程中不可或缺的教學(xué)內(nèi)容。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)通過算法的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解利用算法求解簡單問題的基本方式，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用算法思維的習(xí)慣，通過實(shí)踐形成設(shè)計(jì)與分析簡單算法的能力。[2]

在以往的教學(xué)中，學(xué)習(xí)算法大多使用Basic、Pascal、C++等編程語言，復(fù)雜的語法和繁雜的輸入給小學(xué)生帶來一定的困難。圖形化編程雖然利用積木的組合來實(shí)現(xiàn)程序的編寫，但能夠有效避免語法錯(cuò)誤及語法的束縛，避免代碼的煩瑣輸入，學(xué)習(xí)算法效率極高。利用圖形化編程進(jìn)行算法啟蒙學(xué)習(xí)，也能夠?yàn)榻窈髮W(xué)習(xí)C++、Python代碼編程奠定良好的基礎(chǔ)。

小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生具有了一定的數(shù)學(xué)知識(shí)、理解能力和邏輯思維能力，在此基礎(chǔ)上可以適當(dāng)開展算法教學(xué)，但算法教學(xué)內(nèi)容不宜過難，可以包括數(shù)的交換、數(shù)位分離、數(shù)列求項(xiàng)求和、極值的判斷、簡單的排序等算法知識(shí)。

5～6年級(jí)的學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)能夠理解算法的基本概念，體驗(yàn)利用算法解決問題的基本思想、方法和過程，并能夠利用算法有效合理解決問題，同時(shí)形成利用算法解決問題的意識(shí)和能力。

6.基于人工智能的程序設(shè)計(jì)校本課程

2017年7月，國務(wù)院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》指出，“開展形式多樣的人工智能科普活動(dòng)，鼓勵(lì)廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會(huì)對人工智能的整體認(rèn)知和應(yīng)用水平。實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。[3]因此，在小學(xué)階段開展人工智能的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對人工智能的興趣，具有重要的意義。目前，雖然用于支撐學(xué)校人工智能教育的軟件和硬件越來越豐富，但人工智能教育也面臨諸多困境，如有的人工智能教育以理論科普為主，缺少實(shí)踐操作，有的則過于偏重編程、機(jī)器人學(xué)習(xí)，此外，以Python為支撐的人工智能教育課程，則難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定的困難。

而圖形化編程軟件一般都內(nèi)置了豐富的擴(kuò)展應(yīng)用，如文字朗讀、翻譯、視頻偵測、圖像識(shí)別、人臉識(shí)別等功能，同時(shí)還支持豐富的硬件功能，如開源硬件、智能機(jī)器人、機(jī)械臂等硬件，功能更加豐富。這無疑降低了人工智能教育動(dòng)手實(shí)踐的門檻，使學(xué)生在已有能力的基礎(chǔ)上不需要額外花費(fèi)較大的精力去學(xué)習(xí)復(fù)雜的代碼編程，就能體驗(yàn)人工智能的無窮魅力，從而能夠運(yùn)用簡單的算法及程序創(chuàng)作出具有人工智能的項(xiàng)目作品。因此，在5～6年級(jí)的學(xué)生初步完成人工智能通識(shí)教育的基礎(chǔ)上實(shí)施基于圖形化編程的人工智能校本課程，對學(xué)生在人工智能學(xué)習(xí)的體驗(yàn)及應(yīng)用層面具有重要的意義。

● 結(jié)束語

圖形化編程軟件作為青少年學(xué)習(xí)編程的重要工具，在課后服務(wù)的編程社團(tuán)教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。面向課后服務(wù)的圖形化編程社團(tuán)教學(xué)的校本課程體系的構(gòu)建要結(jié)合區(qū)域及學(xué)校自身的實(shí)際情況如師資水平、學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、硬件設(shè)施條件等展開。區(qū)域校本課程的開發(fā)與實(shí)施是一個(gè)開放動(dòng)態(tài)的過程，課程體系、課程內(nèi)容應(yīng)該隨著區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。