小学信息科技课程中Python编程教学研究

【摘要】：信息时代背景下，教师要创新小学信息科技Python编程教学设计，提升该课程的育人价值，夯实学生编程基础。文章分析了小学信息科技课程Python编程教学，阐述了Python编程教学的意义，并分别从关注学生学习基础、注重教学资源建设、强化计算思维培养、重视课程学习任务以及聚焦小组合作学习等角度，提出了Python编程教学的策略，供相关教师参考。

【关键词】：小学；信息科技；Python编程；编程教学

Python作为一种比较基础的编程语言，语法结构简单、功能多而广泛，在小学信息科技教育中，是教师青睐的教学工具。与C++、Java等编程语言相比，Python的学习门槛也偏低，学生可以在教师的引导下，快速理解和编写代码1]。但小学生的认知发展水平仍存在局限性，教师需结合学情特点进行反教学，以更适合小学生的教学方法，提升小学信息科技课程的育人价值。

随着时代的发展，信息素养已然成了学生在日常生活和学习中，必不可少的关键素养。学生需要学习现代信息技术、掌握信息技术以及有效使用信息技术。与学生在日常生活中所接触到的软件不同，Python编程是一项更贴近信息技术本质的学习内容，通过对Python编程的学习，学生不仅可以借助信息技术更为科学、有效地收集、处理和评价信息，而且还可以透过信息软件和设备，分析信息技术的内在逻辑，提升学生的信息素养水平[2]

在当前时代背景下，与学科基础知识相比，学生的能力与思维品质才是各学科的育人重点。只有学生的能力与思维品质提升了，学生才能在现实生活中，利用多学科知识解决现实问题。将Python编程引入小学信息科技教学活动中，教师可以借助Python编程的逻辑，引导学生掌握发现问题、分析问题和解决问题的方法及路径[3]。

其中在分析问题环节，Python编程更是可以引导学生从问题分解、抽象、建模、算法设计等角度，解析问题的本质，从而提升问题解决的效果[4]。因此，对于小学生而言，Python编程教学实施的意义，主要是促进学生良好思维习惯的形成。

Python编程语言作为一种区别于交际语言的语言形式，其内在的系统性、整体性和逻辑性，比学生的自然语言要复杂得多[5]。在小学信息科技教学中引入Python编程教学，任课教师需要站在学生的角度审视课程教学内容，要在理解学生课程学习基础的前提下，开展Python编程教学，防止Python编程的学习难度过高，给学生造成过大的学习压力。

如在人教版五年级第1课“生活处处有算法”中，教材对算法的含义是这样描述的：算法是指通过明确的、可执行的操作步骤描述的问题求解方案。这种抽象描述即使成人理解也存在一定困难，对五年级的学生更具挑战性。此时教师在将“算法”的含义引入Python编程的教学活动中时，可以基于“算法是将解决一个问题或做某件事的过程描述为一些明确的、可操作的步骤”的思考帮助学生理解。

小学生对一些复杂事情的学习，需要以他们的学习兴趣作为基础，任课教师可以选择利用学生在日常生活和学习中，比较熟悉的场景来进行引导。以国家中小学智慧教育平台的使用为例，教师可引导学生将国家中小学智慧教育平台的使用步骤，利用可视化的方式进行展示，如：打开信息设备→输入密码→找到国家中小学智慧教育平台APP→输入登录信息（账号和密码）→找到要学习的课程→找到要学习的章节点开学习→做笔记→完成课后复习题。

此时，在学生的视角中，利用国家中小学智慧教育平台进行学习是学生准备要做的事。而从打开信息设备到最后完成课后复习题，都是学生为利用国家中小学智慧教育平台进行学习而设计的步骤，这些步骤就是学生在该情景中设计的算法。

任课教师需要加强教学资源的建设，将更多有利于学生课程学习的教学资源引入课堂，同时还要兼顾学生的学习兴趣，引入多种不同类型的学习资源，让学生能在学习兴趣的驱动下，完成课程内容的学习。

排序问题是Python编程中，最为基础的问题之一。教师在引导学生学习人教版五年级信息科技课程第17课时，教材用一个排序的数学情景对学生进行引导，让学生对五个盒子中的数字（盒子中的数字未知）按照从大到小的方式进行排序。为便于学生理解排序算法，教材结合学生先前所学知识，将整个排序过程划分为三个步骤。第一步，按照信息科技课程中学到的知识，先找到盒子中的最大数字；第二步，再将写着最大数字的卡片与1号盒子中的卡片进行交换，让1号盒子中的数字达到最大；第三步，重复循环以上两个步骤，完成第2、3、4号盒子的排序。

采用这种教学方式，教师的确可以快速帮助学生厘清算法的逻辑，但整个教学过程过于严肃和乏味，学生的注意力很容易被分散，一旦学生的注意力被分散，课程的教学效果就会与预期产生偏差，影响最终的教学成效。因此，教师可以换种方式演示该排序问题的算法。如教师可以利用一些生动、形象的动漫形象，借助“图片+声音”或“视频+声音”的形式对学生进行引导，让学生在短时间内能快速理解Python编程中选择排序算法的逻辑。这样教师既可以实现对学生学习兴趣的激发，又可以帮助学生完成课程知识的理解，有效提升课程的教学效果。

计算思维主要指基于计算机科学中的基础概念和方法进行问题求解、系统设计，更关注抽象、自动化和系统化的思维方式。在小学信息科技课程教学活动中，引入Python编程的目的是引导学生将现实问题转化为可程序化的形式，然后再借助编程语言和算法，完成对现实问题的解决。在Python编程教学中，计算思维是帮助学生实现从现实问题到可程序化形式，最后利用编程语言和算法解决问题的关键和基础。

以人教版小学六年级信息科技课程第2课“一分为二的开与关”为例，在该章节课程中，学生需要学习开关对系统状态的控制。开关是日常生活和学习中，最为常见的一种控制系统，比如电灯的开关、台灯的开关、手机的开关、电视的开关等，开关的种类也非常丰富，如按压式快关、推拉式开关、触摸式开关、声控式开关等，但无论是哪种开关，其基本的功能是一样的。

为实现对学生计算思维的培养与提升，教师不仅要引导学生明确开关的基本功能，还要分析开关的算法结构。另外，考虑到小学阶段学生的学习能力和理解能力有限，教师还可以引入流程图（图1），加以说明。如此一来，不仅能够帮助学生直观理解开关的算法结构，还能引导他们将现实问题转化为可编程的逻辑步骤，从而系统性提升学生的计算思维。

图1开关算法流程图

在Python编程教学中，教师要想提升学生编程能力，仅要求学生完成对课本知识的理解和学习是不够的，教师还应当基于学生学科能力的发展，为学生布置与课程内容相匹配的作业任务，这样学生才能在学习Python过程中，获得知识、能力以及思维的共同发展。在布置作业任务时，教师需要从两个角度进行思考，一是要考虑学生的学习能力水平，既要确保学生可以在规定的时间内，完成任务，还要让作业具有一定的挑战性，确保学生在完成任务的过程中，能充分运用课堂所学知识。二是要明确任务的规则，比如时间要求、学习质量标准以及学习形式等。