国内中小学编程教育研究现状分析

2018-06-09李玉阁

中国现代教育装备 2018年8期

李玉阁刘军

一、问题的提出

编程教育是通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程，培养学生的计算思维和创新解难能力的课程。在2013年，美国前总统奥巴马就提出：“面向所有人的计算机科学”，向全国中小学生提供包括编程在内的计算机课程，并开展了编程一小时活动，让美国兴起了一场全国中小学计算机编程教育运动。同一年，美国非营利机构Code.org创始人哈迪·帕尔托维就说过，编程非常重要，每个学校都应该向孩子教授编程，并向公众提供免费编程课程。在英国，同样地也高度重视中小学编程教育。在2014年2月4日，戈夫和奥斯本共同宣布启动“编码之年”项目，提升人们对于计算机编程的意识和兴趣。而在韩国，2014年更是在72所学校试点将编程教育作为必修课程，到2017年，试点学校扩大到130所，到2018年，编程将全面进入韩国中小学的必修课程。可以看出，编程教育在全球范围内都已经开始引起人们的重视，并认为编程教育应该像传统学科一样加入学生基本素养要求里面，从中小学阶段开始培养。而在我国，2017年国务院出台《新一代人工智能发展规划》，要求在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。并在2018年《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017版)》中，正式将人工智能、物联网、大数据处理、算法、开源硬件项目设计等正式划入新课标，并把高中学习内容分为必修课、选择性必修课和选修课。2018年9月启用的新教材中，原本教材中Word，Excel等传统软件或将退出信息技术教科书舞台，随之取代的将可能是Python，Numpy等新技术内容，新课标还只是一个开始，据了解，北京、山东等省份或也将在不久的未来跟进，将信息技术学科纳入高考范围。这样意味着编程教育的推广范围还将不断地扩大。可以看出，随着人工智能时代的来临，编程语言将成为人们除了母语、外语之外的第三语言。青少儿编程教育将成为教育培训行业在文化课培训、艺术培训之外，发展最为迅猛的新兴学科热点。未来在我国也将兴起一场编程课程改革。

关于编程教育的活动多以培训实践为主，那么国内编程教育到底发展到了哪个阶段？现阶段又存在什么问题？尚未发现国内研究者对编程教育进行系统分析。为了理清国内编程教育的研究现状，本文以中国知网(CNKI)全文数据库所收录的关于编程教育的期刊论文为样本进行内容分析，对编程教育的研究现状、存在问题、研究趋势进行梳理，以期为编程教育的后续研究提供参考。

二、研究方法与研究工具

1.研究方法

(1)文献综述法

文献综述是对某一领域、某一专业或某一方面的课题、问题或研究专题搜集大量的相关资料，通过分析、阅读、整理、提炼当前课题、问题或研究专题的最新进展、学术见解或建议，做出综合性介绍和阐述的一种学术论文。本文采用文献研究法，主要通过在文献数据库中对研究相关主题的文献进行搜集、阅读、整理，利用软件将数据图表化，更直观的去分析研究的课题。

(2)内容分析法

内容分析法是指对于明显的传播内容作客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。本文运用内容分析法对发表在2013年至2017年国内学术期刊上的编程教育相关文献从论文数量、文献来源、研究群体、研究内容4个方面进行系统分析与综合，从而对编程教育的研究现状、存在问题、研究趋势等进行梳理和总结。

2.研究对象

本文以中国知网(CNKI)上检索的学术期刊论文为研究主要来源。将本位的检索词定为“编程教育”“中小学”。发现相关文献从2013年开始，对2013年至2017年的论文进行统计研究，初步统计得到有效样本量为30篇，这其中包括相关报道等。

3.统计工具

本研究数据统计分析和图表生成均采用Microsoft Excel2016软件。

二、编程教育研究结果分析

1.编程教育论文数量分析

通过对中国知网(CNKI)的检索发现，关于编程教育的论文最早出现在2013年，统计如图1所示。通过对文献的分析，编程教育起源于美国在2013年开始推动的编程一小时活动，在国内主要是从智能机器人数字化开始才注意到编程教育，但并未得到重视。由图可知，2013年至2015年期间，论文数量是极少的，而且论文主题并没有直接关注到国内编程教育的研究，而是对国外编程的一些综述，影响范围极小。而在2013年至2015年期间，国内教育主要关注点是微课，网络课程建设，所以编程教育的发展没有引起教育界的重视。自2016年开始，大数据在各行各业都发挥了巨大的作用，在对大数据分析的同时，人们认识到了人工智能及其核心能力编程思维的重要性。2017年，教育界才逐步地开始编程教育的研究，在国家政策的支持下，编程教育未来的发展是一种必然趋势。总体来说，编程教育从2016年逐步开始，并呈现一种上升的发展趋势。

图1 编程教育论文数量图

2.论文来源期刊分析

为了更加详细地了解编程教育在我国的发展研究现状，对学术论文进行期刊来源统计，统计结果如图2所示。从现有来源期刊来说，编程教育研究现阶段还处于推广阶段，报道类占21%，其他期刊的数量也是错落分布，编程教育类论文不具有集中度；从来源期刊的质量来说，教育核心期刊，如：《电化教育研究》《现代教育技术》《中国教育技术装备》《中国电化教育》《中国远程教育》等对于编程教育的发文几乎没有，教育编程论文刊登的多是不具有权威性和代表性的期刊，这也能够说明，编程教育在国内尚处于基础阶段，相关方面的研究刚开始展开，并未出现阶段性成果，这需要教育专家和一线教师不断的努力，夯实编程教育发展的根基。

图2 编程教育论文来源期刊统计表

3.研究群体分析

对论文作者所属机构的分析有助于我们清晰地认识编程教育在不同领域展开的概况。本研究通过对现有文献的分析，将研究机构分为高等院校、中小学、职业技术学院、开放大学以及其他共5中类型，对论文第一作者所属机构进行量化统计，统计结果如图3所示。因编程教育在国内尚处于基础阶段，可以看出对编程教育的研究多以非专业领域为主。在专业领域内，国内的高校，例如：华中师范大学、华东师范大学等已经开始了相关方面的研究。而中小学也已经开始了编程教育的探究，这与校企合作的学术氛围是分不开的，就目前来看，编程教育多以公司研发课程为主，实施途径多通过培训班，现慢慢地转向与学校合作，在推广软件的同时促进编程教育进入课堂，结合教师讲授的经验更好的、更大范围地影响中小学生的编程思维、创意思维。从图3来看，编程教育辐射的领域较小，但可以看出编程教育的研究已经开始起步，并在教育行业大家都形成了一个共识，人人都要懂点编程知识。所以不管是培训班编程课程的开设，还是校企合作编程进入中小学，乃至在师范大学开设编程教育，培养一批懂编程的未来教师，这都是教育行业未来的一个大的趋势。

图3 编程教育论文作者所属机构分析

4.编程教育研究内容分析

本研究按编程教育基础研究、编程教育资源建设、编程教育系统开发设计、编程教育应用领域研究、编程教育实践成果五部分对文献进行归类分析，结果如图4所示。因目前对于编程教育研究的论文数目相对较少，所以对每个维度下再去划分子维度的研究就没有太大的意义，这里从整体上来看一下目前编程教育处在发展的哪个阶段。从图4中我们可以看出2015年之前对于编程教育的研究尚不成形，一般集中在基础研究，在对文献详细了解下，发现这个阶段主要是对于国外编程教育的一些相关报道或者是跟机器人数字化研究相关的主题，处于将编程引入国内的前期准备阶段。自2015年之后，企业、高校、中小学等领域已经在现有资源的基础上着重开展基础理论研究，并在资源建设，应用实践等方面逐步开始探索适合国内教学环境的编程教育模式。从图4中也可以看出，对于系统设计、应用研究、资源建设的探索将是未来编程教育努力的方向，这样才能积累大量的资源、模式，更好地应用于实践活动中去，再从实践中总结经验，强化理论、模式的构建，完成教育发展的闭环。