海南兒童編程教育存在的問題及評價研究

張建沼?韓強?張潔

【摘要】當代兒童作為未來人工智能時代的領(lǐng)航者，適當?shù)亟邮軆和幊探逃?，對兒童適應(yīng)未來的時代以及在未來時代中生存都是非常有必要的。在海南編程教育中，要構(gòu)建適合海南教育實際的編程課程標準和內(nèi)容體系，并及時對學(xué)生進行評價，為學(xué)生學(xué)好編程奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】人工智能；兒童編程；評價體系

當前我國正處于快速發(fā)展的信息時代，信息科技的應(yīng)用發(fā)展離不開人工智能以及新科技的推動。當前編程教育以及人工智能的發(fā)展，對兒童的智力成長起到了非常重要的作用。然而筆者對當前兒童編程課程教育體系進行探究和分析發(fā)現(xiàn)，我國各地兒童編程課程發(fā)展參差不齊，兒童編程教育體系構(gòu)成并不完善，海南的情況尤為突出。因此，本文結(jié)合海南兒童編程教育的現(xiàn)狀，以當前兒童編程工具的選擇及兒童不同階段的學(xué)習(xí)特點為切入點，來探究兒童編程教育體系的構(gòu)成及評價體系。

一、當前兒童編程教育存在的問題及原因分析

1.缺少統(tǒng)一的編程課程標準和編程內(nèi)容體系

就當前兒童編程教育發(fā)展的實際情況來看，編程內(nèi)容的教學(xué)主要可以分成以下幾類，以scratch、mind+、編程貓為代表的圖形化編程課程；以python、c++語言為代表的命令式編程課程；圖形化編程語言與arduino硬件等軟硬件結(jié)合的編程課程?！读x務(wù)教育信息科技課程標準（2022年版）》對義務(wù)教育階段信息科技課程的課程性質(zhì)、課程理念、課程目標、課程內(nèi)容進行了全面的闡述。信息科技課程的核心素養(yǎng)是通過完整的課程體系學(xué)習(xí)，逐步形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，而不是學(xué)習(xí)編程技術(shù)。對已經(jīng)開展的編程教學(xué)情況進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，兒童階段的編程教學(xué)，主要是以校本課程、課后特色托管課程以及興趣班或者拓展課的形式來開展的，當前我國在兒童編程教學(xué)方面并沒有形成專門統(tǒng)一的課程教學(xué)標準和課程教學(xué)內(nèi)容，編程教育課程也沒有正式進入兒童教育階段的學(xué)校課程。同時由于缺少統(tǒng)一的課程教學(xué)教材，絕大多數(shù)教師的教學(xué)內(nèi)容都來自編程書籍或網(wǎng)絡(luò)，編程的教學(xué)內(nèi)容相對比較隨意零散，兒童在學(xué)習(xí)的過程中難以構(gòu)建有效的知識體系。

2.編程課程地域、城鄉(xiāng)差異明顯，編程教育的普及度還非常低

要想達到課程教學(xué)的目標，就必須要了解學(xué)生的學(xué)情，才能夠開展有效的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。這就意味著當前教師在開展兒童編程教學(xué)前，要對學(xué)生的實際學(xué)習(xí)基礎(chǔ)進行分析，從而形成具有本校特色的課程教學(xué)資源。首先，由于兒童編程的基礎(chǔ)主要來自于社會培訓(xùn)，而且編程教育沒有考核要求，因此，兒童對編程的認知情況以及基礎(chǔ)知識掌握情況存在較大的差異。其次，兒童對于編程知識的理解以及運用能力并不相同，隨著編程課程教學(xué)的深入，兒童在編程上的知識和能力差異也會越來越大。最后，受其他課程的學(xué)習(xí)影響，不同兒童對編程課程的投入時間和精力往往不同，這也會對編程教學(xué)的效果產(chǎn)生較大的影響。海南作為教育欠發(fā)達省份，在編程課程中基礎(chǔ)更弱，學(xué)情差異更加突出，普及度更低。

3.編程教學(xué)評價不夠全面

開展兒童編程教學(xué)的目的不是為了培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握編程軟件，了解編程語句語法，而是讓學(xué)生學(xué)會思考，掌握一些解決問題的基本方法。因此在這種情況下，教師就需要以問題的提出和問題的解決為中心來開展課堂教學(xué)，在課堂教學(xué)的過程中，充分調(diào)動學(xué)生思考的積極性，從而提升學(xué)生解決問題的能力。此外，教師在課堂教學(xué)的過程中也要尤其注重課堂教學(xué)的評價，通過教學(xué)評價來充分了解本堂課教學(xué)的實際情況，積極開展后續(xù)針對性的課程教學(xué)。然而從當前兒童編程課程教學(xué)的實際情況來看，教師在課堂上采取的評價方法主要是課堂表現(xiàn)評價、考試評價以及最終的編程作品評價，在評價的過程中更加注重教師對學(xué)生短期學(xué)習(xí)效果的評價，課程評價不夠科學(xué)和全面。

二、編程課程內(nèi)容的設(shè)置及編程工具選用

1.以最新的信息科技課程標準為依據(jù)設(shè)置編程教育基礎(chǔ)內(nèi)容

《義務(wù)教育信息科技課程標準（2022年版）》分學(xué)段對信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責任等模塊制定了學(xué)習(xí)目標。教學(xué)內(nèi)容中數(shù)據(jù)與編碼是3～4年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容，身邊的算法、過程與控制是5～6年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過對數(shù)據(jù)與編碼進行學(xué)習(xí)，讓兒童體會到數(shù)據(jù)在當前信息社會中的重要作用，學(xué)會應(yīng)用數(shù)據(jù)解決簡單的信息問題；掌握數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)知識，根據(jù)需要運用不同的編碼對信息進行表達，認識數(shù)據(jù)編碼的價值與意義；關(guān)注數(shù)據(jù)安全，開展活動必須遵守社會公認的信息倫理道德規(guī)范。

算法是計算思維的核心要素之一。對于兒童來說，以身邊的算法為例，使兒童了解利用算法求解簡單問題的基本方式，能培養(yǎng)兒童初步運用算法思維的習(xí)慣，并通過實踐形成設(shè)計與分析簡單算法的能力。信息科技課程在新課標中規(guī)定的與編程相關(guān)的內(nèi)容是基礎(chǔ)性知識，目的是為信息科技后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，以上新課標內(nèi)容應(yīng)該作為海南兒童必須加強的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.圖形化編程軟件（代表性軟件Scratch）

Scratch是麻省理工學(xué)院開發(fā)的一款兒童編程軟件，這個軟件不需要使用英語單詞，也可以不使用鍵盤，主要是通過圖形化的編程來幫助兒童了解編程的基本概念，比如說序列、事件以及循環(huán)等。兒童能夠?qū)W會用編程知識來解決一些數(shù)學(xué)或者游戲上的小問題。而作為一個非常優(yōu)秀的創(chuàng)意表達平臺，兒童也可以利用編程的方式開展游戲及動畫制作，與世界各地的同齡人分享。圖形化編程軟件入門簡單，趣味性強，是非常適合海南兒童接觸編程的入門級軟件。

3.進階編程技術(shù)（代表性編程語言Python）

Python作為一種非常容易理解的源代碼編程語言，在學(xué)習(xí)的過程中能夠幫助用戶更好地開展數(shù)據(jù)分析。自從我國進入了數(shù)據(jù)化時代后，掌握良好的數(shù)據(jù)分析能力對于兒童未來的長遠發(fā)展來說非常重要。因此源代碼編程為未來的算法學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。作為一種編程語言，Python通過最簡潔的語言來表達思想，利用最簡單的方法來解決問題，可以作為海南兒童進階編程的選擇語言。

4.C++，競賽編程語言

C++是當前信息學(xué)奧賽的競賽語言，對于未來的高級語言開發(fā)有著非常深刻的影響。C++能夠影響到計算機開發(fā)語言的整個領(lǐng)域。由于C++完全兼容了C語言，而C語言幾乎可以操作計算機硬件中的所有資源，因此從這個角度來看，C++也是C語言的一種學(xué)習(xí)上的深化。C++中面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，對于兒童來說較難理解，因此C++可作為少量編程能力較強的兒童的學(xué)習(xí)內(nèi)容，不宜作為普及性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，特別是在當前海南兒童編程教育尚未普及的情況下，還不適宜在兒童中普及C++編程教學(xué)。

三、完善編程教學(xué)評價

作為當前編程課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，合理科學(xué)的教學(xué)評價工作，能夠有效提高當前編程課程教學(xué)的質(zhì)量。而根據(jù)當前兒童編程課程教學(xué)的實際情況來看，絕大多數(shù)教師在進行編程課程教學(xué)評價時采取的方法是多種多樣的，多是從學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作品質(zhì)量以及作品的創(chuàng)新力等多個方面來對學(xué)生進行評價，這種整體多元性的評價方式能夠滿足當前我國兒童編程學(xué)習(xí)的實際需要，而這也能夠說明絕大多數(shù)教師在當前編程教學(xué)的過程中不僅關(guān)注兒童編程知識水平的提升，同時也關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

然而根據(jù)上述教學(xué)評價的實際情況，結(jié)合當前教學(xué)評價發(fā)展的基本特點，同樣也需要對當前課程教學(xué)評價的發(fā)展情況進行積極有效的改善。除此之外，在開展課堂教學(xué)評價的過程中，也要注重學(xué)生對教師的教學(xué)評價，通過學(xué)生的評價，了解教師在教學(xué)中的不足，這樣才能夠?qū)φn堂教學(xué)的模式進行改進，使課堂教學(xué)更符合當前學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需要，這樣才能夠滿足新階段兒童編程學(xué)習(xí)的要求。

1.學(xué)習(xí)態(tài)度的評價和課堂實踐積極性評價

編程課程比較枯燥乏味，因此兒童的學(xué)習(xí)態(tài)度和課堂實踐積極性能較大程度上反映課程內(nèi)容和課程教學(xué)組織的合理性。學(xué)習(xí)態(tài)度的評價和課堂實踐積極性評價可以從以下方面著手：課程學(xué)習(xí)是否開心？是否覺得學(xué)習(xí)編程課程非常重要？是否有興趣了解計算機和機器人是如何運轉(zhuǎn)的？是否感覺到信息科技對日常生活的影響？是否覺得應(yīng)該更多了解計算機結(jié)構(gòu)？是否有興趣了解計算機是如何解決問題的？上課時會主動就編程問題與老師、同學(xué)交流嗎？實踐時會根據(jù)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容自主深入學(xué)習(xí)嗎？如果有條件，會一直堅持學(xué)習(xí)編程嗎？

2.編程能力和作品水平的評價

編程能力是編程教學(xué)成果的直接體現(xiàn)，可以在階段性考核中進行評價，考核可以直接以命題的形式進行。作品水平考核則會在一個學(xué)習(xí)階段結(jié)束后進行綜合考核，也可結(jié)合編程類作品比賽進行考核。編程能力和作品水平的評價可以從以下幾方面進行：（1）主題明確，內(nèi)容健康向上。想象力和創(chuàng)造力深度結(jié)合，作品結(jié)構(gòu)完整，構(gòu)思新穎別致。（2）程序流暢運行，概念理解準確，指令使用熟練，程序運行流暢高效。（3）角色造型、動畫、音樂及音效優(yōu)美協(xié)調(diào)，程序排列整齊美觀無垃圾指令。（4）邏輯思維清晰，程序內(nèi)語言表達順暢，編程術(shù)語使用準確。（5）幽默有趣、驚險刺激，強調(diào)創(chuàng)意的獨創(chuàng)性。

3.思維能力、解決問題能力提升的評價

兒童編程教育的真正目的在于訓(xùn)練兒童思維方式，提高兒童的理論思維能力，倡導(dǎo)“用編程學(xué)”而非“學(xué)編程”。兒童編程教育研究人員與教育工作者不能窄化編程教育本源之意，其開展目的不應(yīng)單純地作為兒童學(xué)業(yè)選拔的籌碼或未來職業(yè)準備，而應(yīng)以思維培養(yǎng)為落腳點。教育行政部門的政策性支持是兒童編程教育在我國大規(guī)模推廣的前提，同時也需學(xué)科教師開展課堂實踐，將編程思想內(nèi)化為教學(xué)方式；將編程素養(yǎng)作為一種無形的哲學(xué)方法論指導(dǎo)兒童的日常生活實踐，方能體現(xiàn)作為一種思維方式教育的普世價值；還需要公司企業(yè)、高校科研院所等對兒童編程教育理念的技術(shù)與學(xué)術(shù)性支持，拓寬兒童編程教育的研發(fā)平臺與視野，助力更高層次和更深入的研究與發(fā)展。

兒童編程教育應(yīng)以兒童問題解決過程中的思維養(yǎng)成為目標，問題思維的形成是開啟兒童未來能力發(fā)展的第一步；算法思維的培養(yǎng)與應(yīng)用是問題解決的重要方式及實現(xiàn)途徑；批判思維承擔著監(jiān)督監(jiān)控的角色，幫助把握問題解決的正確方向；合作思維不僅是加速問題解決的技能同時也是一種情感助力；創(chuàng)新思維的養(yǎng)成是兒童編程教育的終極目標，以培養(yǎng)具有終身創(chuàng)造力的兒童，迎接全面人工智能時代的到來。

通過上述探究，我們發(fā)現(xiàn)，做好兒童編程教育的普及工作，需要教師加強對兒童編程教育體系的研究以及教學(xué)評價體系的分析，在教學(xué)的過程中能夠讓兒童理解編程的基本程序理念，通過課堂教學(xué)開展自主探究以及協(xié)作學(xué)習(xí)，對兒童的編程學(xué)習(xí)進行引導(dǎo)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為未來全面化的編程學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

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（基金項目：本文系海南省教育科學(xué)規(guī)劃課題成果“海南兒童編程教育的現(xiàn)狀和發(fā)展策略研究”研究成果之一，課題編號：QJC20191007）