關(guān)于中小學(xué)開(kāi)展程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的思考

徐保毅

21世紀(jì)，由于現(xiàn)代電子信息技術(shù)的巨大變革引起的一場(chǎng)新的技術(shù)變革及其帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)的飛躍，這就是信息革命。信息革命將再一次極大提升社會(huì)生產(chǎn)力，被視為第四次工業(yè)革命。

大國(guó)之間信息技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈，美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬2014年親自編程，提出“編程教學(xué)如同識(shí)字一樣，應(yīng)成為基礎(chǔ)教育的一部分”，并發(fā)起“每天編程一小時(shí)”的教育項(xiàng)目，每年新增投資40億美元加強(qiáng)美國(guó)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育。2016年8月“人工智能”被加入國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，2017年兩會(huì)“大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)”被寫(xiě)入《政府工作報(bào)告》，特別強(qiáng)調(diào)“把發(fā)展智能制造作為主攻方向”。 信息技術(shù)極大的推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，并改變著每一個(gè)人的生活方式和思維方式。

比爾-蓋茨13歲開(kāi)始學(xué)習(xí)編程，后創(chuàng)建微軟，成為世界首富。馬克-扎克伯格10歲開(kāi)始學(xué)編程后來(lái)他成了最年輕的億萬(wàn)富翁。百度創(chuàng)始人李彥宏、騰迅創(chuàng)始人馬化騰、新浪創(chuàng)始人王志東、網(wǎng)易創(chuàng)始人丁磊、360創(chuàng)始人周鴻祎，他們都有共同的職業(yè)起點(diǎn)—程序員。喬布斯說(shuō)，“我覺(jué)得每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)一門(mén)編程語(yǔ)言，學(xué)習(xí)如何思考，我把計(jì)算機(jī)科學(xué)看成是基礎(chǔ)教育，每個(gè)人都應(yīng)該花1年時(shí)間學(xué)習(xí)編程?！本幊虘?yīng)該成為基礎(chǔ)教育的一部分，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)如何思考如何解決問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)高校也非?？粗貙W(xué)生編程能力，自主招生中“信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽”選手占有明顯優(yōu)勢(shì)，例如2017年哈爾濱工業(yè)大學(xué)明確“信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽一等獎(jiǎng)”自主招生直接面試（免筆試），“信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽”全國(guó)賽優(yōu)秀者（銀牌以上）清華北大可降低一本線(xiàn)錄取。無(wú)論從國(guó)家大局，還是個(gè)人發(fā)展角度，編程成為基礎(chǔ)教育必不可少的一部分。

可是我們現(xiàn)在中小學(xué)信息技術(shù)課程，編程涉及很少，簡(jiǎn)單的圖形化編程并不能真正體現(xiàn)程序設(shè)計(jì)的靈魂“算法”。目前中小學(xué)開(kāi)展的程序設(shè)計(jì)課，包括scratch、lego、appinwentor等以“塊”為主的圖像化程序設(shè)計(jì)，這類(lèi)程序可以提高學(xué)生興趣，但是學(xué)生往往停留在表面，不去思考深沉數(shù)理邏輯關(guān)系。“塊”內(nèi)部全面封裝，就如同黑匣子一般，計(jì)算機(jī)如何運(yùn)行依然不是很明朗，簡(jiǎn)單的邏輯判斷可以體現(xiàn)出來(lái)，稍稍難一些的算法基本上難以實(shí)現(xiàn)，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)，例如模塊化的編程語(yǔ)言很難實(shí)現(xiàn)“遞歸算法”。圖形化編程語(yǔ)言在入門(mén)階段可以使用，但很難深入，不能作為程序設(shè)計(jì)核心學(xué)習(xí)方式。中小學(xué)也有VB、Javascrip等應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，這些內(nèi)容其實(shí)相當(dāng)好，唯一存在的問(wèn)題就是在算法思維上體現(xiàn)的不直接，畢竟這是編程語(yǔ)言適合應(yīng)用開(kāi)發(fā)的。我們基礎(chǔ)教育階段，最高培養(yǎng)水平，應(yīng)該是思維水平的提升，所學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是核心靈魂“算法”，即計(jì)算思維，如果提高了學(xué)生計(jì)算思維能力，在以后高級(jí)階段學(xué)習(xí)可以如魚(yú)得水、游刃有余，因?yàn)槿魏尉幊陶Z(yǔ)言本身都是外殼，只是算法實(shí)現(xiàn)的工具而已，任何編程語(yǔ)言都有可能被淘汰掉。

要真正提升學(xué)生計(jì)算思維能力，圖形化編程語(yǔ)言、應(yīng)用類(lèi)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言都存在弊端，還是要直截了當(dāng)使用“代碼”，“代碼”直接體現(xiàn)計(jì)算的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)算法，直接訓(xùn)練和提升了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)理邏輯思維能力，數(shù)理思維能力是培養(yǎng)一個(gè)優(yōu)秀人才的關(guān)鍵?，F(xiàn)在多數(shù)教師和領(lǐng)導(dǎo)，都將信息技術(shù)當(dāng)做一個(gè)工具，這也就是為什么信息技術(shù)是副課最本質(zhì)的原因“只是一個(gè)工具而已”，要將信息技術(shù)變成一個(gè)學(xué)科-“計(jì)算機(jī)科學(xué)”，擁有學(xué)科體系和學(xué)科思維，才能從本質(zhì)上改變“信息技術(shù)”副課的局面。

中小學(xué)開(kāi)展程序設(shè)計(jì)（代碼）真的難嗎？杭州小學(xué)四年級(jí)就開(kāi)始教C++，排序算法在小學(xué)就開(kāi)始教授了。湖南省初中開(kāi)始C++學(xué)習(xí)，部分初三同學(xué)各種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)達(dá)到或者超過(guò)大學(xué)水平。授課教師稱(chēng)，其實(shí)剔除C++很多繁瑣的東西，限定一定的模式，學(xué)生掌握起來(lái)很容易。上海延安初級(jí)中學(xué)管晏如，小學(xué)5年級(jí)，在2016年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽中獲得一等獎(jiǎng)，而其本人以“無(wú)憂(yōu)公主”為網(wǎng)名，推出每日一題，引起極大的社會(huì)反響。實(shí)踐證明：改變教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)方法，程序設(shè)計(jì)在中小學(xué)完全可以開(kāi)展，并且可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)生。

認(rèn)真反思，在中小學(xué)開(kāi)展程序設(shè)計(jì)十分必要，理由如下：

1.國(guó)家需要。信息革命到來(lái)，國(guó)與國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)，需要人才。中國(guó)要抓住第四次工業(yè)革命“信息革命”，實(shí)現(xiàn)“祖國(guó)偉大復(fù)興”需要高端信息技術(shù)人才。

2.人才發(fā)展需要。程序設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)理思維，挖掘潛力。優(yōu)質(zhì)生和特長(zhǎng)生通過(guò)程序設(shè)計(jì)提高了思維能力和解決問(wèn)題的能力，參加程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽、ACM），提升自己為一生奠定基礎(chǔ)。

3.課程體系完善需要。程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)核心，現(xiàn)有信息技術(shù)課程，以多媒體應(yīng)用、圖形化為主，不能體現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)核心。信息技術(shù)應(yīng)該有自己的學(xué)科體系，課程不能以“工具”為中心，要回歸其本質(zhì)“計(jì)算科學(xué)”，程序設(shè)計(jì)直接體現(xiàn)“計(jì)算科學(xué)”，中小學(xué)信息技術(shù)課不能再走偏了。

4.信息技術(shù)教師發(fā)展需要。程序設(shè)計(jì)能夠?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教學(xué)提供新思路新方法，教師在教學(xué)中也提升了自己。

綜上，我認(rèn)為中小學(xué)應(yīng)該開(kāi)展程序設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽，潮流不可阻擋，把握先機(jī)者勝。