基于小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的Python語(yǔ)言校本課程開發(fā)策略

【摘要】小學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的目的不同于成人。小學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言是為成長(zhǎng)而學(xué)，側(cè)重于基礎(chǔ)性。在編寫基于小學(xué)生的Python語(yǔ)言校本課程時(shí)，要立足學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展，循序漸進(jìn)，因材施教，既要使編寫內(nèi)容正確，又要讓學(xué)生感到有趣。要關(guān)注小學(xué)生思維的完整性和邏輯性訓(xùn)練，關(guān)注培養(yǎng)小學(xué)生的思考力、創(chuàng)造力，為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展助力。【關(guān)鍵詞】為成長(zhǎng)而學(xué)信息科技教育編程學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言一、提出問(wèn)題現(xiàn)在有一種流行的說(shuō)法：Python語(yǔ)言最接近自然語(yǔ)言，語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、清晰、易懂，擁有眾多的第三方庫(kù)，非常適合編程初學(xué)者學(xué)習(xí)使用。如果初學(xué)者是成年人，這種說(shuō)法完全正確。如果初學(xué)者是小學(xué)生，這種說(shuō)法就值得商榷了。Python語(yǔ)言最接近自然語(yǔ)言，這個(gè)“自然語(yǔ)言”是指漢語(yǔ)嗎？不是，是英語(yǔ)。小學(xué)中高年級(jí)才開設(shè)英語(yǔ)課程，如果按正常的教學(xué)進(jìn)度，小學(xué)五、六年級(jí)的學(xué)生英語(yǔ)剛?cè)腴T，他們可以把學(xué)會(huì)的簡(jiǎn)單的英文單詞、語(yǔ)法遷移到Python語(yǔ)言中，但想以“最接近自然語(yǔ)言”為突破口來(lái)學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言是不現(xiàn)實(shí)的。Python語(yǔ)言的語(yǔ)法是簡(jiǎn)潔、清晰的，但對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)是不是易懂的呢？簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法，有時(shí)是會(huì)增加學(xué)習(xí)難度的。例如，賦值語(yǔ)句tot+=2中使用了由“+”“=”構(gòu)成的增強(qiáng)賦值運(yùn)算符“+=”，這樣的語(yǔ)句很簡(jiǎn)潔、清晰，但學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)需要轉(zhuǎn)個(gè)彎，先轉(zhuǎn)換成煩瑣一點(diǎn)的普通賦值語(yǔ)句tot=tot+2，才能更容易消化、理解。同時(shí)，計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和漢語(yǔ)的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)是不一致的，在進(jìn)行編程時(shí)，要從母語(yǔ)的表述方式轉(zhuǎn)換成用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)描述，這涉及思維方式的轉(zhuǎn)換，對(duì)小學(xué)生而言特別不容易。擁有眾多的第三方庫(kù)，對(duì)于項(xiàng)目應(yīng)用的開發(fā)者來(lái)說(shuō)，可以提高工作效率，但也容易讓人迷失在庫(kù)的海洋里。小學(xué)生可支配的時(shí)間有限，以“眾多的第三方庫(kù)”作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的利弊，也是值得探討的。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，想要學(xué)會(huì)Python語(yǔ)言是不容易的。這種“不容易”提醒所有的教育者要正確面對(duì)現(xiàn)實(shí)，才能找到正確的解決方法；這種“不容易”也激勵(lì)著教育者思考：如何才能讓“不容易”變得“容易”呢？開發(fā)基于小學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)發(fā)展規(guī)律的課程是重要的一環(huán)。二、解決策略在開發(fā)小學(xué)生Python課程時(shí)，要明白成人與小學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的目的是不同的。成人往往是為工作而學(xué)，為開發(fā)某個(gè)具體的項(xiàng)目或應(yīng)用程序而學(xué)，側(cè)重于應(yīng)用性。小學(xué)生是為成長(zhǎng)而學(xué)，以Python語(yǔ)言為載體進(jìn)行思維的完整性和邏輯性訓(xùn)練，掌握利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法，培養(yǎng)思考力，激發(fā)興趣，側(cè)重于基礎(chǔ)性?！盀槌砷L(zhǎng)而學(xué)”是小學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的目的，在這個(gè)目標(biāo)的指引下，開發(fā)的課程要做到對(duì)、好、趣、高。（一）“對(duì)”編寫的內(nèi)容要正確，這是最基本的要求。但由于Python語(yǔ)言的獨(dú)特性，做到“對(duì)”并不簡(jiǎn)單。例如，一般程序設(shè)計(jì)高級(jí)語(yǔ)言中的變量是“箱子”，賦值是把某個(gè)表達(dá)式的值裝入“箱子”的過(guò)程；而Python語(yǔ)言中的變量，是對(duì)象的標(biāo)簽，是對(duì)象的引用，賦值是把變量指向某個(gè)具體對(duì)象的過(guò)程。只有基于“指向”“引用”的認(rèn)識(shí)，學(xué)生才能理解多變量同時(shí)指向同一個(gè)組合類型對(duì)象時(shí)，修改某個(gè)變量指向的對(duì)象元素后，其他變量的值也會(huì)發(fā)生變化。因此，不能把Python語(yǔ)言中的變量比喻成“箱子”。又如，一般程序設(shè)計(jì)高級(jí)語(yǔ)言中for循環(huán)是計(jì)數(shù)循環(huán)，而Python語(yǔ)言中的for循環(huán)是遍歷循環(huán)，遍歷循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，但它不是計(jì)數(shù)循環(huán)，學(xué)生只有從“遍歷”的角度去理解，才能明白遍歷循環(huán)的循環(huán)體中對(duì)循環(huán)變量的重新賦值修改不會(huì)影響循環(huán)次數(shù)，不能把遍歷循環(huán)簡(jiǎn)單處理為計(jì)數(shù)循環(huán)。（二）“好”這個(gè)“好”一方面體現(xiàn)在編排順序上，要循序漸進(jìn)，不能把知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單地堆砌起來(lái)。知識(shí)點(diǎn)集中呈現(xiàn)的課程對(duì)于編程零基礎(chǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，是不適合的，就像把各種字、詞集中整理在一起的字典不能作為學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)文的教材。在案例中循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)各知識(shí)點(diǎn)，是小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的可行路徑。在解決問(wèn)題的實(shí)踐中引出新知，適可而止，由淺入深，由易到難，不求概念化，逐步系統(tǒng)化，實(shí)現(xiàn)從以語(yǔ)法為核心的知識(shí)體系的編排轉(zhuǎn)向以解決問(wèn)題為核心的能力體系的編排。另一方面體現(xiàn)在編排內(nèi)容上，要做到因材施教。Python語(yǔ)言是一種生態(tài)語(yǔ)言，生態(tài)語(yǔ)言關(guān)注的不是每個(gè)具體算法的邏輯功能和設(shè)計(jì)，而是盡可能利用第三方庫(kù)進(jìn)行代碼復(fù)用，像搭積木一樣編寫程序，提高工作的效率。小學(xué)生可從算法的角度學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言，注重基礎(chǔ)性，弱化應(yīng)用性，關(guān)注思維活動(dòng)。數(shù)據(jù)、算法、算力是人工智能的三大技術(shù)基礎(chǔ)。選擇算法作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，也符合時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。那么，選擇怎樣的內(nèi)容才算是從算法角度編排的呢？如累加求和，已知某一個(gè)數(shù)字列表中各個(gè)元素的值，求該列表中所有元素的和。從計(jì)算生態(tài)的角度出發(fā)，直接學(xué)習(xí)內(nèi)置求和函數(shù)sum（""）的調(diào)用方法，代碼簡(jiǎn)潔，編程的效率高。從算法角度出發(fā)，應(yīng)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言累加求和的一般方法（先將累加器清零，再遍歷列表中的每一個(gè)元素，依次累加各個(gè)元素的值，最后輸出累加器的值）。雖然這種求和方法的代碼長(zhǎng)，編程效率低，但能讓小學(xué)生明白累加的一般過(guò)程，學(xué)會(huì)思考。站在一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的視角選擇學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的內(nèi)容時(shí)，既要關(guān)注Python語(yǔ)言個(gè)性化的內(nèi)容，也要關(guān)注程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的共性知識(shí)，兩者有機(jī)結(jié)合，通盤考慮，適當(dāng)?shù)貜恼Z(yǔ)言細(xì)節(jié)上解放出來(lái)，才能更有利于學(xué)生的成長(zhǎng)。（三）“趣”開發(fā)的課程要讓學(xué)生感到有趣。“趣”是有層次的。第一層次是精美的畫面，用圖吸引學(xué)生。對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這個(gè)顯得特別重要。他們處于從形象思維過(guò)渡到抽象思維階段，圖對(duì)他們有吸引力，但學(xué)生的興趣不持久。對(duì)于小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，因?qū)W習(xí)而體驗(yàn)成功的快樂(lè)、因?qū)W習(xí)而實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值引發(fā)的興趣是最持久的、最可貴的，這便是第二層次的“趣”。因此，開發(fā)的課程一要有插圖，二要設(shè)計(jì)有梯度、有層次的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中利用自然語(yǔ)言、流程圖或偽代碼語(yǔ)言等方式，呈現(xiàn)解決問(wèn)題的過(guò)程與步驟，讓思維活動(dòng)可視化。同時(shí)，設(shè)計(jì)習(xí)題，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)觸類旁通，為學(xué)生體驗(yàn)到編程的快樂(lè)、實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值、保持學(xué)習(xí)的動(dòng)力提供可能。（四）“高”編寫課程內(nèi)容的指導(dǎo)思想要高。教師要跳出學(xué)科看問(wèn)題，跳出技術(shù)看問(wèn)題，要從人的發(fā)展、培養(yǎng)人的角度來(lái)考慮。從人的發(fā)展角度看，多數(shù)學(xué)生將來(lái)不會(huì)成為程序員或計(jì)算機(jī)科學(xué)家，因此，不能把編程看作一種狹隘的技術(shù)，而應(yīng)把它當(dāng)成一種解決問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分解、抽象、建模、設(shè)計(jì)算法的能力，并引導(dǎo)學(xué)生將這種能力遷移、應(yīng)用到解決其他學(xué)習(xí)、生活中的問(wèn)題中。從培養(yǎng)人的角度看，編程只是學(xué)習(xí)的載體，不是學(xué)習(xí)的目的，學(xué)習(xí)的目的是能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)編程的過(guò)程中得到成長(zhǎng)，訓(xùn)練思維，培養(yǎng)