男女圖形化編程學(xué)習(xí)差異性研究

王海鵬 朱青云 郭子葉

摘 要 編程教育作為國家培養(yǎng)未來社會復(fù)合型人才的一項教育政策，重在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。國內(nèi)近幾年也將編程作為基礎(chǔ)教育中一項重要的內(nèi)容，很多學(xué)校專門開設(shè)編程課程的學(xué)習(xí)，但是由于男女生自身的生理特征和智力發(fā)展，形成一定的差異。圍繞男女生在編程學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)展開研究。

關(guān)鍵詞 編程教育；性別差異；計算思維；復(fù)合型人才；圖形化編程；Scratch

中圖分類號：G652 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）14-0054-04

Study on Differences between Male and Female Graphical Pro-gramming Learning//WANG Haipeng， ZHU Qingyun， GUO Ziye

Abstract As an education policy of national compound talents in the future， programming education emphasizes on cultivating students computational thinking ability. In recent years， programming has also

been regarded as an important part of basic education. Many schools specialize in programming courses. However， due to their own phy-siological characteristics and intellectual development， boys and girls

have made some difference in programming learning in what will be the performance of this article around these issues started a study.

Key words programming education； gender differences； computa-tional thinking； compound talents； graphic programming； Scratch

1 編程教育現(xiàn)狀

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把學(xué)習(xí)分為陳述型學(xué)習(xí)和程序型學(xué)習(xí)，前者是搞清楚是什么，而程序型學(xué)習(xí)是如何做。少兒學(xué)編程就是培養(yǎng)孩子的程序型學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)習(xí)慣，鍛煉數(shù)學(xué)思維，形成解決問題的能力，通過與人溝通、團(tuán)隊合作來實現(xiàn)解決問題。隨著時代的要求，越來越多的國家開始重視編程教育。

2013年，美國發(fā)起“編程一小時”活動。活動開幕時，時任總統(tǒng)奧巴馬向民眾呼吁：“不要只是買一個新的電腦游戲，自己做一個；不要只是下載最新的應(yīng)用程序，幫助設(shè)計它；不要只是在手機(jī)上玩玩，編寫它的代碼?！钡?015年，“編程一小時”活動已經(jīng)吸引了180多個國家的數(shù)千萬人參加[1]。

2014新版英國國家課程標(biāo)準(zhǔn)中，計算機(jī)課程被規(guī)定為英國5～16歲學(xué)生的必修課，其中編程教育占有重要地位。自此，英國也成為G20中第一個將編程教育納入國家核心課程的國家[2]。英國編程教育的發(fā)展從1968年到現(xiàn)在，編程教育也在逐年得到重視和發(fā)展（如圖1所示）。

2014年，韓國在72所學(xué)校試點將編程作為必修課程；2015年，試點學(xué)校擴(kuò)大到130所；2018年，編程將全面進(jìn)入韓國中小學(xué)必修課程[1]。

在日本，2020年前將把編程納入小學(xué)必修課程，2021年加入初中課程，2022年加入高中階段。

2017年7月20日，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中明確指出人工智能成為國際競爭的新焦點，應(yīng)逐步開展全民智能教育項目，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，培養(yǎng)復(fù)合型人才，形成我國人工智能人才高地。

2 男女生學(xué)習(xí)差異現(xiàn)狀

由于性格特征、智力發(fā)展和社會環(huán)境等因素的影響，造成男女生在學(xué)習(xí)方面形成很大差異。在智力方面，小學(xué)階段女生的智力發(fā)展遠(yuǎn)比男生智力發(fā)展要快，女生的自制力要高于男生，且在4～7歲之間基本保持不變，而男生呈現(xiàn)下降趨勢。步入中學(xué)階段后，處于青春期的青少年身體發(fā)育較快，男生的智力發(fā)育突飛猛進(jìn)，逐漸與女生的智力發(fā)展水平相持衡，男生在理工科學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢也逐漸凸顯出來。這就使得在人們固有的觀念意識中，認(rèn)為女生的理工科思維能力明顯遜于男生，男生的成功相對容易得到認(rèn)可[3]。因此，進(jìn)入高中和大學(xué)階段，很多女生避開理科課程和專業(yè)選擇，在以后的職業(yè)中也就自然看到更多的男生從事理科類的像計算機(jī)、電子、機(jī)械、航空等方面的工作。

國內(nèi)近幾年隨著STEAM教育的興起和人工智能時代的到來，學(xué)校也大力開展編程教育，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和問題解決能力。那么，男女生在編程學(xué)習(xí)方面是怎樣的具體情況呢？

3 男女生編程學(xué)習(xí)情況

編程學(xué)習(xí)成為適應(yīng)未來社會的一種基本能力，學(xué)校也開展了不同形式的編程教育，像社團(tuán)課、校本課程，或者針對計算機(jī)課的內(nèi)容實施。但是會發(fā)現(xiàn)作為選修的編程課，大多是男生來上課學(xué)習(xí)，很多教師也反映，女生對編程的興趣不如男生。那么，女生對于編程是怎么樣的態(tài)度呢？

本文對上海市新楊中學(xué)六年級Scratch圖形化編程課程展開實驗研究，從中選取兩個從未接觸過編程課程的班級，男生25人，女生48人，對其進(jìn)行為期一學(xué)期的教學(xué)。在進(jìn)行幾次簡單的圖形化編程介紹和基本的課程教學(xué)之后，對男女生關(guān)于圖形化編程的情況進(jìn)行初步問卷調(diào)查，如表1所示。

通過表1所示數(shù)據(jù)可以看出，在對于圖形化編程的興趣方面，男生有80%感興趣，女生只有43.75%非常感興趣；對于自我學(xué)習(xí)編程的認(rèn)知方面，有92%的男生認(rèn)為自己適合學(xué)習(xí)編程，相對而言，有62.5%的女生認(rèn)為自己適合學(xué)習(xí)編程；在對于編程實際學(xué)習(xí)情況方面，有52%的男生認(rèn)為自己沒有任何困難，只有18.75%的女生在編程學(xué)習(xí)中沒有任何困難。

通過以上男女生編程學(xué)習(xí)情況的問卷調(diào)查可以看出，在編程學(xué)習(xí)的興趣、態(tài)度、自我認(rèn)識等方面，男女生在編程學(xué)習(xí)中有很大差異，女生在編程學(xué)習(xí)中處于弱勢地位。

4 男女生編程學(xué)習(xí)情況研究

本文為了對女生編程學(xué)習(xí)情況進(jìn)行更加深入的了解，首先實施三次圖形化編程教學(xué)之后，然后進(jìn)行編程能力測試，給定表2所示題目和要求、圖2所示測試樣例，測試時間為30分鐘。同時結(jié)合編程學(xué)習(xí)的特點和要求，制定表3所示評價標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)重從完整性、技術(shù)性、創(chuàng)造性和藝術(shù)性四個維度進(jìn)行評分。

對于學(xué)生的作品，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)分維度打分，然后對男女生在總分、技術(shù)性和創(chuàng)意性等維度，運用SPSS進(jìn)行差異性檢驗，具體數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表4～表6所示。

除去空白等特殊情況的無效作業(yè)，此次測試共收集學(xué)生作品37件，其中男生19件，女生18件。分別對這些作業(yè)根據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，根據(jù)總的得分情況進(jìn)行男女生性別分組，在SPSS軟件中進(jìn)行獨立樣本t檢驗。

在檢驗結(jié)果中，如表4所示，可以看到男女生在總體分?jǐn)?shù)上存在顯著性差異（0.021<0.05，P=0.05）。

為了更清楚地了解性別方面的差異，針對每個維度又進(jìn)行獨立樣本t檢驗。其中，在技術(shù)這一維度上，如表5所示，發(fā)現(xiàn)男女生在技術(shù)層面存在顯著性差異（0.004<0.05，P=0.05），男生在技術(shù)性維度的得分遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女生。這可能與男生在編程的邏輯性思維和分析綜合運用方面有較強(qiáng)的能力有關(guān)。

如表6所示，男女生在創(chuàng)造性方面也存在顯著性差異（0.04<0.05，P=0.05）。根據(jù)得分情況來看，女生在創(chuàng)造性方面的得分多數(shù)高于男生，她們比較注重故事主題的創(chuàng)造，在場景和角色選取、整體設(shè)計構(gòu)思方面表現(xiàn)更好。

5 女生編程學(xué)習(xí)策略

對于編程學(xué)習(xí)，女生在興趣和態(tài)度方面低于男生，在編程學(xué)習(xí)的總體表現(xiàn)上男女生存在明顯差異。總體上，女生在編程學(xué)習(xí)方面的總體成績不如男生，男生在邏輯思維、技術(shù)操作層面遠(yuǎn)優(yōu)于女生，但是女生在創(chuàng)造性方面有很突出的表現(xiàn)。女生在編程學(xué)習(xí)方面有其獨特的特點，需要引起更多的關(guān)注，也希望能夠采取適切的方法幫助女生提高編程學(xué)習(xí)的興趣和能力。

消除刻板印象 傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，編程更適合男生，女生對于編程的學(xué)習(xí)有很多劣勢。在中小學(xué)的一些編程選修課中，男生在選課中也占有相當(dāng)大的比例。很多女生，她們的家長以及教師都有普遍的刻板印象，認(rèn)為女生學(xué)習(xí)編程相對男生有較大困難。在實際的編程學(xué)習(xí)中，女生可能面臨比較復(fù)雜和抽象的邏輯問題，男生相對于女生有較好的解決這些問題的能力。

因此，在可視化編程教學(xué)中，首先要幫助女生消除自己不適合學(xué)習(xí)編程這樣的刻板印象。如在課堂教學(xué)中進(jìn)行榜樣教學(xué)，介紹一些女編程員學(xué)習(xí)編程的成長歷程，讓女生通過榜樣學(xué)習(xí)建立信心。同時認(rèn)識到可視化編程簡單易學(xué)、生動有趣的特點，消除定式思維。

提升邏輯思維能力，增強(qiáng)自我效能感 在編程教學(xué)中要注意到男女生邏輯思維方面的差異性，在編程教學(xué)中要分梯度進(jìn)行，把復(fù)雜的程序語言分解成各個梯度進(jìn)行講解，使女生能夠快速掌握復(fù)雜的編程邏輯，提高自我效能感，建立信心，提升編程學(xué)習(xí)的興趣。

提供更多適合女生的編程學(xué)習(xí)資源 在美國，Girls Who Code就是一個提供女性編程學(xué)習(xí)、消除性別差異的非營利組織；code.org是由馬克·扎克伯格、比爾·蓋茨和谷歌共同建立的編程學(xué)習(xí)平臺；Made With Code是由谷歌公司創(chuàng)辦的女性編程項目學(xué)習(xí)平臺，目的是幫助那些想要學(xué)習(xí)編程的年輕女性開展學(xué)習(xí)，提供面向女性的編程項目、故事和資源等內(nèi)容，目前提供了13個編程科目。

國內(nèi)也有一些編程資源平臺，像Scratch社區(qū)，在社區(qū)中每個人都可以分享發(fā)布自己的作品，也可以對別人的作品進(jìn)行再創(chuàng)作。這就使得很多女孩可以在這里來學(xué)習(xí)編程，和全世界的Scratch愛好者一起來交流學(xué)習(xí)。但是除此之外，其他能夠方便女生進(jìn)行編程學(xué)習(xí)的開放平臺就寥寥無幾，因此需要開發(fā)建立更多豐富有趣的開放資源來為女生學(xué)習(xí)編程提供更多的機(jī)會。

6 研究總結(jié)

編程教育作為國家人才培養(yǎng)的一項教育策略，旨在培養(yǎng)具有高階思維的21世紀(jì)人才。在基礎(chǔ)教育階段，中小學(xué)側(cè)重于Scratch、Mixly等圖形化程序教學(xué)，高中側(cè)重于VB、Arduino、python等純代碼程序語言教學(xué)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，對于低難度梯度的圖形化編程語言，男女生在編程學(xué)習(xí)上存在一定的差異，例如：在學(xué)習(xí)興趣和態(tài)度方面，女生的表現(xiàn)低于男生；在實際的編程學(xué)習(xí)中，男生在技術(shù)

性、邏輯思維方面優(yōu)于女生，女生在創(chuàng)意創(chuàng)造性方面比男生有更好的表現(xiàn)。因此，在課堂編程教學(xué)中應(yīng)該認(rèn)識到男女生編程學(xué)習(xí)的差異，采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)策略，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)編程語言。

參考文獻(xiàn)

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