摘 要：在新課程理念與教育改革大潮下，國家對人工智能的發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)深入影響到學(xué)校信息技術(shù)教育領(lǐng)域。在這一理念背景下進(jìn)行《單片機(jī)與智能編程》課程的教學(xué)研究，以學(xué)生為中心，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)意能力、意義構(gòu)建能力、計(jì)算思維能力為目標(biāo)，形成系統(tǒng)知識(shí)體系，讓學(xué)生體會(huì)到人工智能就在身邊，使學(xué)生的邏輯思維能力得到提升，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)與編程;課程;信息技術(shù);核心素養(yǎng)

國務(wù)院2017年下發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，提出“逐步開展全民智能教育項(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、建設(shè)人工智能學(xué)科，小中大學(xué)相關(guān)課程全面推進(jìn)，形成我國人工智能人才高地”。這使得促進(jìn)學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)培養(yǎng)有了更加廣泛的學(xué)習(xí)媒介，也為我校此課程開設(shè)提供了理論指導(dǎo)思想。

在新課程理念下，科技信息的發(fā)展和時(shí)代變化的趨勢引領(lǐng)下，我們將科技最前沿的信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的新鮮血液并融入信息技術(shù)課堂教學(xué)中。在這種教育改革和完善人工智能教育體系大背景下，我校的《單片機(jī)與智能編程》課程應(yīng)運(yùn)而生。

一、課程內(nèi)容落實(shí)信息技術(shù)核心素養(yǎng)

信息技術(shù)學(xué)科是工具性學(xué)科，也是科學(xué)性學(xué)科。計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科中重要的核心素養(yǎng)，指個(gè)體在運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。程序設(shè)計(jì)和人工智能的初步認(rèn)識(shí)是信息技術(shù)學(xué)科核心內(nèi)容的高級階段。而信息技術(shù)課程更需要發(fā)展具有本學(xué)科特色的教學(xué)內(nèi)容體系。

小學(xué)高年級階段的《單片機(jī)與智能編程》課程，包含了電、電流、電路、編程、邏輯、動(dòng)手操作等多方協(xié)作的知識(shí)體系，從科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、程序及邏輯思維等領(lǐng)域使學(xué)生通過動(dòng)手操作電路元件搭建，簡單模塊化編程，設(shè)計(jì)流程圖，理解編程思維，得到可視效果，把想法變成現(xiàn)實(shí)，體驗(yàn)成功。

二、依托教學(xué)目標(biāo)落實(shí)信息技術(shù)核心素養(yǎng)

小學(xué)高年級學(xué)生的心理特點(diǎn)決定了他們對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的知識(shí)充滿了好奇與興趣，而單片機(jī)與程序設(shè)計(jì)更是學(xué)生感到神秘從而想探知的一部分內(nèi)容。本課程著重提倡探究式學(xué)習(xí)方式，通過提出問題、實(shí)驗(yàn)假設(shè)、設(shè)計(jì)程序、解決問題、得出結(jié)論、交流反思，再發(fā)現(xiàn)問題，循環(huán)往復(fù)，主動(dòng)探究，收獲知識(shí)的課程模式，提高課堂時(shí)效性。

《單片機(jī)與智能編程》課程的教學(xué)目標(biāo)通過知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)原理、編程邏輯與流程圖設(shè)計(jì)以及從生活實(shí)際問題出發(fā)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步理解程序體驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)與算法思維的作用，提高學(xué)生邏輯思維能力的基本概念和組成。感受智能控制在日常生活中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。激發(fā)學(xué)生對單片機(jī)與編程領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐的愿望，感知我國核心技術(shù)發(fā)展的巨大成就，樹立學(xué)生的民族自信心，最終形成信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

三、通過教學(xué)過程落實(shí)實(shí)踐探究目標(biāo)

信息技術(shù)學(xué)科與小學(xué)其他學(xué)科都有密切的聯(lián)系，與科學(xué)、數(shù)學(xué)等以解決問題，探索奧秘的學(xué)科聯(lián)系更為緊密。課程通過任務(wù)導(dǎo)向的課程方式，相互融合在每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中，從生活中獲取常識(shí)，再利用所學(xué)知識(shí)還原于生活中，體現(xiàn)信息技術(shù)與多學(xué)科融合的操作性、實(shí)踐性特點(diǎn)。

程序設(shè)計(jì)單元是小學(xué)信息技術(shù)知識(shí)模塊中的最高級階段。本課程設(shè)計(jì)從生活與程序、結(jié)構(gòu)與算法的信息技術(shù)課程模塊出發(fā)，以單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用流程圖思維，轉(zhuǎn)化為積木式程序設(shè)計(jì)語言實(shí)踐模擬紅綠燈、數(shù)碼管顯示數(shù)字的制作，理解單片機(jī)與智能編程的核心思想，逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力。

四、課程設(shè)置體現(xiàn)以學(xué)生為本

編程體系下的課程要著重從趣味性和可操作性入手。結(jié)合我校高年級學(xué)生的已有知識(shí)基礎(chǔ)，在其最近發(fā)展區(qū)，提出與Scratch程序設(shè)計(jì)語言相近的編程知識(shí)，銜接Arduino編程平臺(tái)的編程工具，再結(jié)合在科學(xué)課中學(xué)習(xí)的關(guān)于《電》的簡單電路的知識(shí)，進(jìn)行搭建和編程，在操作過程中對知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化。再通過觀察和思考，以探究式學(xué)習(xí)為核心，拓展學(xué)生的創(chuàng)造性，理解智能控制的內(nèi)涵。

《單片機(jī)與智能編程》課程就是通過用程序控制單片機(jī)針腳實(shí)現(xiàn)各種奇妙的效果，建立學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維解決問題的方法。讓學(xué)生體會(huì)到人工智能就在身邊，使學(xué)生的邏輯思維能力得到提升，在學(xué)生幼小的心靈中埋下人工智能意識(shí)的種子。

學(xué)生在學(xué)校信息和長效發(fā)展中形成信息素養(yǎng)，一方面取決于教師潛移默化的影響，另一方面要通過學(xué)校的信息技術(shù)學(xué)習(xí)形成重要的信息素養(yǎng)。因此，我們重新優(yōu)化整合了現(xiàn)在的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容，建立起了這部分適合小學(xué)生中高年級學(xué)習(xí)和掌握的有關(guān)程序設(shè)計(jì)內(nèi)容的課程。對學(xué)生進(jìn)行通過模塊流程圖實(shí)施涉及的邏輯思維能力訓(xùn)練，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)電路基礎(chǔ)的物理知識(shí)入門的課程體系學(xué)習(xí)。

人工智能的發(fā)展以及小學(xué)階段編程課程的實(shí)施是信息技術(shù)課程發(fā)展新機(jī)遇，期待此類課程的開展與學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展教育緊密結(jié)合起來，形成我們學(xué)科的特色，期待這類課程能帶給學(xué)生全新的信息技術(shù)體驗(yàn)，提升信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

基金課題：北京市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度一般課題：互聯(lián)網(wǎng)+背景下小學(xué)智慧校園建設(shè)初探（課題編號(hào)：BDHB17060）

作者簡介：韓昆（1979.9.27—），女，漢族，北京人，北京市石景山區(qū)古城第二小學(xué)，本科，一級教師，研究方向：教育信息化。

編輯 王亞青