中小學(xué)編程教育中的“為什么”

張建東

● “為什么”要在中小學(xué)普及編程教育

1.對(duì)個(gè)人發(fā)展的意義

編程教育教會(huì)你如何思考，這種思考不是一般意義上的思考，而是指一種思維，這種思維被稱為計(jì)算思維。計(jì)算思維的核心是如何分解問(wèn)題，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立解決問(wèn)題的模型，并映射到合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法上，然后根據(jù)算法寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。因此，在中小學(xué)開(kāi)展編程教育的最終目的并不是把學(xué)生都培養(yǎng)成程序員，而是通過(guò)普及編程教育讓學(xué)生形成計(jì)算思維，使他們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)、工作和生活中能用這種思維去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

2.對(duì)國(guó)家發(fā)展的意義

編程教育是國(guó)家和時(shí)代的要求。目前，我國(guó)在IT領(lǐng)域落后于西方國(guó)家，要實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，人工智能提供了重要的機(jī)會(huì)，而人工智能與編程教育密不可分，要搞好人工智能，就要先搞好編程教育?！吧倌陱?qiáng)則中國(guó)強(qiáng)”，孩子領(lǐng)先一步，國(guó)家才能領(lǐng)先一步，只有盡早開(kāi)展編程教育，未來(lái)才能有更多的科技人才、創(chuàng)新人才出現(xiàn)，有了科技人才、創(chuàng)新人才，國(guó)家才能更快地發(fā)展強(qiáng)大。

● 中小學(xué)編程教育“為什么”以培養(yǎng)計(jì)算思維為學(xué)科核心

以泰山版信息技術(shù)教材為例，中小學(xué)編程教育課程可以分為基礎(chǔ)課程和提高課程兩大部分，基礎(chǔ)課程主要是“數(shù)據(jù)計(jì)算與程序設(shè)計(jì)”，這一部分的主要目的是應(yīng)用軟件、程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的高效采集，自動(dòng)化計(jì)算分析與結(jié)論輸出，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。提高課程主要是“算法與程序設(shè)計(jì)”，這一部分的主要目的是以枚舉、迭代、排序、遞歸、分治等高級(jí)算法的思想、過(guò)程、應(yīng)用方法為主體，兼顧基于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)算法，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。提高課程中還有《圖形化編程與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》，這一部分的主要目的是以手機(jī)編程、開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)等方式開(kāi)展圖形化編程的創(chuàng)新課程，兼顧人工智能等先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的學(xué)習(xí)。

在中小學(xué)階段的3～9年級(jí)主要以圖形化編程語(yǔ)言和代碼編程語(yǔ)言為載體啟蒙學(xué)生的計(jì)算思維，發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維并最終提高學(xué)生的計(jì)算思維。筆者認(rèn)為，在小學(xué)階段需要普及的是“思想”，要讓所有的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)圖形化編程接受計(jì)算思維的啟蒙教育，并引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維拓展應(yīng)用到其他學(xué)科;在初中階段要讓所有的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)代碼編程接受計(jì)算思維的發(fā)展教育，引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維發(fā)展到一個(gè)新的高度，并在初中畢業(yè)前形成真正的計(jì)算思維，為高中階段計(jì)算思維的提高教育奠定基礎(chǔ)。

● 中小學(xué)編程教育“為什么”需要多重發(fā)力

計(jì)算思維培養(yǎng)是編程教育的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，是出發(fā)點(diǎn)也是最終落腳點(diǎn)，為達(dá)到這一目標(biāo)，在實(shí)際的教育教學(xué)中要多重發(fā)力才能更順利、更高效。

1.轉(zhuǎn)變思想更新觀念，增強(qiáng)課程理解能力

（1）以面向全體學(xué)生開(kāi)展普及教育為主，以英才教育為輔。要讓所有的中小學(xué)生都接受編程教育，使其在學(xué)習(xí)編程的過(guò)程中形成計(jì)算思維，培養(yǎng)他們利用計(jì)算思維分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（2）以計(jì)算思維培養(yǎng)為主，以技能訓(xùn)練為輔。在實(shí)際教學(xué)中，要從解決實(shí)際問(wèn)題入手定位學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生通過(guò)思考、嘗試、探究，逐步形成計(jì)算思維。編程語(yǔ)言只是實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的一種輔助工具，多學(xué)習(xí)一門編程語(yǔ)言并不是編程教育的根本目的，學(xué)生能利用自己熟悉的編程語(yǔ)言去解決問(wèn)題才是期望的教育結(jié)果。

（3）要循序漸進(jìn)，注重延續(xù)性。目前推行的編程教育是貫通小初高三個(gè)學(xué)段的，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。在小學(xué)階段，通過(guò)圖形化編程語(yǔ)言啟蒙學(xué)生的計(jì)算思維;在初中階段，通過(guò)代碼編程語(yǔ)言來(lái)發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維;在高中階段，通過(guò)代碼編程語(yǔ)言來(lái)提高學(xué)生的計(jì)算思維。

2.提高自身編程水平，增強(qiáng)計(jì)算語(yǔ)言駕馭能力

面對(duì)新改版的教材，雖然很多教師之前并沒(méi)有接觸過(guò)其中新添加的圖形化編程語(yǔ)言和代碼編程語(yǔ)言，但作為信息技術(shù)教師，一般都有一定的編程基礎(chǔ)，而且計(jì)算思維都比較成熟，因此，可以先按照教材及配套練習(xí)冊(cè)中的練習(xí)熟悉新語(yǔ)言的基本語(yǔ)法，掌握基礎(chǔ)技能后再采用遷移學(xué)習(xí)的方法來(lái)繼續(xù)提高自身水平。

3.靈活使用教材，增強(qiáng)教材處理能力

教材是課程的核心內(nèi)容之一，是引領(lǐng)教學(xué)發(fā)展、保證教學(xué)開(kāi)展、促進(jìn)人才培養(yǎng)的主體內(nèi)容。教師應(yīng)當(dāng)以新版的信息技術(shù)教材為根本，對(duì)基礎(chǔ)（必學(xué)）課程內(nèi)容進(jìn)行全面落實(shí)，并根據(jù)各學(xué)校實(shí)際情況適當(dāng)選學(xué)提高課程內(nèi)容。此外，還可以借助教學(xué)參考書(shū)進(jìn)一步深入理解編者對(duì)教材的編排意圖，通過(guò)配套練習(xí)冊(cè)得到更多的編程實(shí)例，以及關(guān)注一些教材編寫(xiě)者的公眾號(hào)以便獲取更多的資料。

4.靈活應(yīng)用教學(xué)方法，增強(qiáng)教學(xué)實(shí)施能力

目前，在編程教育教學(xué)中常用的幾種教學(xué)方法有任務(wù)驅(qū)動(dòng)、半成品加工、范例教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等。以泰山版信息技術(shù)教材為例，項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容要有重點(diǎn)地選擇，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的項(xiàng)目既可以是一至兩周的班級(jí)內(nèi)單學(xué)科小項(xiàng)目，也可以是長(zhǎng)達(dá)一年的、跨學(xué)科的大項(xiàng)目。在實(shí)際的課堂教學(xué)中，可以把一個(gè)項(xiàng)目分解為多個(gè)任務(wù)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)由淺入深地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在完成任務(wù)的過(guò)程中，“半成品加工”策略可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，有很強(qiáng)的實(shí)用性，非常值得學(xué)習(xí)。

需要注意的是，整個(gè)課堂應(yīng)以學(xué)生探究為中心，要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師只做課堂的引導(dǎo)者、組織者、指導(dǎo)者，要把更多的時(shí)間交給學(xué)生，讓他們學(xué)會(huì)用計(jì)算思維解決問(wèn)題。

蒼山點(diǎn)題

作為一線的信息技術(shù)教師，細(xì)致研究教與學(xué)的策略，切實(shí)提高課程實(shí)施技能，方為踏踏實(shí)實(shí)的前進(jìn)之策。不過(guò)度追求時(shí)尚、高難度的內(nèi)容，科學(xué)合理地完成課程的基本要求，才能達(dá)成信息技術(shù)公民素養(yǎng)教育的基本任務(wù)。

第一篇文章，作者提出了一個(gè)現(xiàn)象級(jí)、藝術(shù)性的課堂教學(xué)技巧——教學(xué)緩沖。從學(xué)生需求角度，分析了教學(xué)緩沖是調(diào)整注意的有效手段;從課堂環(huán)節(jié)角度，分析了教學(xué)緩沖是課堂結(jié)構(gòu)的必要環(huán)節(jié);從知識(shí)體系角度，分析了教學(xué)緩沖是教學(xué)內(nèi)容的有益補(bǔ)充。并且，用實(shí)例說(shuō)明了拓展型緩沖、還原型緩沖、拐點(diǎn)型緩沖等教學(xué)緩沖的設(shè)計(jì)策略，非常實(shí)用。

第二篇文章，分析了我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)教育已經(jīng)步入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，最顯著的變化是新教材中更新了編程教育的內(nèi)容，采用了全新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，加大了編程教育的比重，改革了編程教育的理念。一線信息技術(shù)教師面對(duì)新版教材時(shí)，要弄清楚教材為什么要這樣改版，到底要教什么。作者根據(jù)學(xué)習(xí)與研究，整理出一些心得，給了我們很多啟發(fā)。

近期，本專欄逐步推出了一些較新的觀點(diǎn)，如前期的“信息巨嬰”、本期的“教學(xué)緩沖”，這些都是來(lái)自一線的深度思考，希望把您的獨(dú)特觀點(diǎn)也拿來(lái)分享，為課程貢獻(xiàn)一點(diǎn)星光。