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“三步转译编程教学法”专题|编程教学中学生自然语言表达的三种场景——以“搭建小型物联系统”单元为例

“身边的算法”是信息科技课程的核心内容。

在从计算机算法到生活算法的学习过程中，一方面要遵循学生认知规律，从简单到复杂，经历命令/图标—程序—算法的学习。

这是计算机角度的从“学”到“用”。

另一方面要体现信息科技的独特课程价值，通过“用”体现信息科技作用，“以”信息科技思维方式去解决生活问题。

这是面向生活问题的从“用”到“以”。

“三步转译编程教学法”专题将通过系列文章，尝试解释问题解决一般方法在信息科技领域内的映射，希望在实践中，从“学”开始，再通过“用”加以体现，最终实现“以”的目标，把深刻落实课标转化成为实际行动。

编程教学中的自然语言表达

1.什么是自然语言表达

语言可以分为自然语言和人工语言，自然语言是指人们在日常生活、日常交际中所使用的语言，又被称作日常语言，如汉语、英语等都是自然语言。

与人工语言不同，自然语言不是按照人为规则设计的，而是由语言使用者自发地发展和演变而来。因此，自然语言往往具有灵活性和多样性，同时也可能存在歧义和模糊性。自然语言包含口头语言形式和书面语言形式。

而编程教学中的自然语言表达是指让学生在课堂学习过程中，或在知识学习后，尝试组织语言对问题、知识进行相关表述或陈述。其中，用自然语言来陈述真实问题是三步转译教学法的第一步转译。

2.关注学生自然语言表达的重要性

美国缅因州国家训练实验室研究了“学习金字塔”，根据外部信息相对于人脑的流向关系，将听讲、阅读、视听、示范/演示归类为“输入式学习”，将讨论、做中学、教给他人/马上应用归类为“输出式学习”，从信息留存率的比较上可以得出结论：输出式学习（或输入输出相结合）的效果要远远好于单纯的输入式学习。

根据赫尔伯特·西蒙等学者提出的“思维信息加工模型”，当大脑获得的信息在工作记忆中被加工并成功进行“编码”后，就会进入长时记忆。学生的自然语言表达属于“输出式学习”的一种，通过讨论、写作、演讲等方式，学生可以将所学知识进行加工和编码，从而更好地存储在长时记忆中。

因此，教师在教学过程中应该注重输出式学习的设计和引导，让学生通过实践和应用来加深对知识的理解和记忆。同时，也要注意不同学习方式的结合，让学生在听讲、阅读、视听等输入式学习的基础上，通过输出式学习提高信息留存率，达到更好的学习效果。

3.编程教学中如何开展自然语言表达

（1）课堂中自然语言表达现状

笔者根据教学实践发现，目前初中学生在信息科技课堂中使用自然语言进行描述与表达的机会依然较为匮乏。其原因有二：

一是班级人数设置的客观原因，学生多，课堂时间有限，教师没有办法让所有学生在课堂中进行充分的表达；

二是学生受“标准答案”的思想束缚，害怕出错而不敢表达，能不表达就不表达。

（2）聚焦书面形式的自然语言表达

课堂中学生的自然语言表达根据表达类型可以分为口头形式和书面形式两种，口头形式的自然语言表达包含发言、讨论、演讲等，书面形式的自然语言表达包含书面陈述等。

书面形式的自然语言表达能够方便记录和保存每个人的自然语言表达过程，同时，学生组织语言后再落笔，可以更加准确表达思想。因此，本文重点聚焦书面形式的自然语言表达。

（3）书面自然语言表达的支架——学案

在书面自然语言表达中，教师可以通过精心设计的学案，引导学生在学习过程中基于自己的理解，尝试组织语言对问题、知识进行相关表述或陈述，以促进对问题的理解。

与一般学案不同的是，本文所说的学案更加注重开放性问题的设计，同时，不设置标准答案直接评价学生书面自然语言表达的对错，而是通过不同的评价维度评价学生自然语言表达的达成程度。

编程教学中的自然语言表达

下面，笔者以“搭建小型物联系统”单元为例，通过课堂中自然语言表达的三种应用场景，依托书面学案形式，促进学生自然语言表达的探索，促进学生编程能力的发展。

《义务教育信息科技课程标准（2024年版）》中将“物联网实践与探索”作为主要内容模块之一。笔者以物联网模块内容作为知识框架设计了“搭建小型物联系统”的单元课程，整个单元教学主要应用“情境描述——原理认识——应用迁移”的模式。

其中，《传统教室智能化》一课属于本单元第二部分内容，笔者围绕核心素养制订了本课的教学目标并进行了重难点设计，具体教学设计思路如下图所示。

在编程教学中，书面学案是一种重要的教学辅助工具，可以帮助学生更好地理解和掌握编程知识和技能。在自然语言表达的探索中，书面学案也发挥了重要的作用。

教师可以通过设计书面学案，引导学生在情境描述、原理认识和应用迁移等环节进行自然语言表达的练习，提高学生的表达能力和沟通技巧。同时，书面学案也可以记录学生的自然语言表达过程，方便教师进行评估和反馈。

场景一：情境描述——真实问题转译为自然语言

在编程教