智能时代中小学编程教育研究

刘卫星 刘凤娟

摘要：本文在介绍中小学编程教育面临的挑战的基础上，对中小学编程教育中存在的问题进行分析，提出了“制定中小学编程教育课程标准与教学大纲，促进课程体系形成”“运用课外时间，重视学生计算思维的培养，提高学生应用能力”“倡导STEM理念的项目式教学，加强学生合作学习能力的培养”“倡导设计型学习模式，培养学生创新能力”等一系列策略，以此来解决中小学编程教育中存在的问题，实现中小学编程教育教学效果的最优化。

关键词：智能时代;中小学;编程教育

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2020）08-0085-03

信息技术的迅猛发展以及教育信息化的到来，使得现代信息技术课堂发生了翻天覆地的变化，机器人、航模、编程等新型授课内容对传统的信息技术课堂教学的冲击越来越大，其中中小学编程教育作为后起之秀，对信息技术课堂也产生了深刻影响。中小学编程教育的培养目标是锻炼学生逻辑思维能力、培养专注力、提高创新能力、培育智能时代创新人才。本文对中小学编程教育进行研究，通过制定相关政策、改变教学方法以及利用课余时间等方法，来解决中小学编程教育中存在的问题，使教学效果达到最優化。

中小学编程教育中存在的问题分析

1.校内课程尚未成体系

2019年，学者孙丹和李艳在著作《国内外青少年编程教育的发展现状、研究热点及启示——兼论智能时代我国编程教育的实施策略》中提到，国内编程教育起步稍晚，总体处于初级发展阶段，主要以行业为主导，校内课程体系尚未建立。中小学编程教育在校内处于探索阶段，没有明确的课程标准和教学大纲，大部分负责编程教育的教师也只是初学者，在授课时他们没有明确的教学目标，对编程教育如何开展以及开展后达到何种效果也都没有明确。

2.课时设置有限

在中小学编程教育中，理论与实践并重，不仅需要教师耐心讲解编程的逻辑结构，更需要学生充分发挥想象去大胆编写程序多加实践。培养学生运用编程思维解决实际问题的能力需要花费大量的时间和精力，想要利用这极少的课时达到以应用为目的的教学效果，是非常困难的。

3.教学方法传统

在校内，负责编程教育的中小学教师常采用填鸭式教学方法，学生机械地接受教师传递的知识，整个过程处于“听天书”的状态，导致最终对编程失去学习兴趣。校外教育平台的教师则通过网络进行授课与任务布置，学生在线练习提交编程作业，辅导教师进行批改，将作业情况对学生、授课教师以及家长进行及时反馈。在以上两种教学过程中，学生都处于被动接受的地位，没有思考的时间，未能突出主体地位，没有体现独立思考能力与创新能力。

4.学生创新能力较弱

在编程教学中，教师经常抛出一个实际问题让学生通过一定的方法途径解决，面对较为简单的问题，学生会根据教师以前教授的固定流程按部就班地完成，而在面对较为复杂的编程问题时，大部分学生就会感到没有想法，不知从何处开始着手解决，有些学生甚至会对计算机属性进行随意的修改，放弃思考教师布置的编程任务，思维始终停留在机械化操作层面，没有进行理性的思考。出现这些问题，一方面是由于学生对编程的重要性没有深刻的认识，另一方面是由于学生的身心发展尚处于贪玩好动的阶段。

智能时代背景下中小学编程教育的优化策略

1.制定中小学编程教育课程标准与教学大纲，促进课程体系的形成

建立中小学编程教育课程体系应该从国家层面出发，制定中小学编程课程标准和教学大纲，确保中小学编程课程体系的建立。例如，教育部2016年印发的《教育信息化“十三五”规划》中提出：“实施全民人工智能教育项目，在中小学设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。”2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》提出：“广泛开展人工智能科普活动，在中小学设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。”2018年年初颁布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》将人工智能正式纳入其中。这些都为中小学编程课程体系的形成打下了基础。

2.注重学生计算思维的培养，增强学生编程体验，提高实践应用能力

目前，中小学学生学习编程的课时普遍偏少，学生利用短暂的课堂时间无法熟练掌握编程知识。因此，除了每周固定的编程课时外，教师还应合理利用课外时间，让学生在课余时间接触编程，将编程融入学生的生活。例如，以兴趣小组的方式在课下组织学生学习编程知识，提高学生的自主学习能力，教师开放机房为学生学习编程提供便利。在课下的学习活动中，教师也应该参与其中，注重学生计算思维的培养，增强学生编程体验，提升学生使用编程思维解决实际问题的能力。

3.倡导STEM理念的项目式教学，加强学生合作学习能力的培养

STEM教育的核心特点是跨学科融合，提倡团队协作项目式教学，以在规定的时间内创作作品、解决实际问题为目标，组织学生综合运用知识、借助多样化资源合作探究学习，强调学生主体地位，教师根据学生的特点对教学内容进行重组，创设教学情境，让学生在项目中自主建构知识体系。在中小学编程教育中创建项目学习小组，为完成编程任务分工合作，首先要分析问题本身、输出结果、需要的变量以及使用的逻辑结构等问题，其次才是对程序的编写和调试。在完成编程任务的过程中，遇到问题大家会有讨论、争执，这能促使学生对问题进行理性的思考与分析，从而加强其合作学习能力的培养。

4.倡导设计型学习模式，培养学生创新实践能力

设计型学习是以问题为核心，将项目设计与知识学习密切结合的学习方式，锻炼学生的逻辑思维能力，发展学生的创造力和个性化学习能力。设计型学习模式主要强调“发现问题—设计构建”的循环过程，强调学生动手实践。在编程课堂中，设计型学习模式包含七大部分，分别是课堂导入、确定问题、查阅资料、设计程序、展示分享、总结反思、评价。

课堂导入部分设置与教学内容相契合的教学情境，以及富有启发性的语言有助于引起学生的学习兴趣。

确定问题往往是学生思维的起点，问题可以在课堂所学知识和生活实际中获得，然后教师、学生共同制订评估标准，列出编写程序具体要求。

学生在确定所要分析的问题之后，针对问题分析出所需要的知识，并查阅资料。

设计程序环节，即学生在明确需要搭建的程序后，对新编写的程序进行探究，这时可能会用到以前学过的程序模块，体现解决问题的多种途径，进而发挥学生的主观能动性，提高学生的创新能力。

展示分享部分要求學生对自己编写的程序进行展示，并且说明编写程序时的想法和思路。在此过程中学生相互提问，思维进行碰撞，对编程会有更进一步的理解。

总结反思部分以教师为主导，对学生作品提出修改和优化的建议，并对共性问题进行集中讲解答疑，鼓励学生再次编写程序，以期教学效果的最优化。

评价贯穿在整个过程中，评价对象包含教师和学生，在评价中发现问题，制订新的标准。在整个过程中，鼓励学生相互交流，进而激发学生的创新思维。

结语

智能时代中小学编程教育是教育信息化发展的必然产物，中小学编程教育有利于培养学生的逻辑思维能力、创新能力、专注力，而这些能力也正是中小学学生未来就业成功的基石。

参考文献：

[1]孙丹，李艳.国内外青少年编程教育的发展现状、研究热点及启示——兼论智能时代我国编程教育的实施策略[J].远程教育杂志，2019，37（03）：47-60.

[2]郭兰兰.中小学人工智能与编程教育的教学内容设置研究[J].中国校外教育，2019（21）：75.

[3]教育部.关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[Z].教技[2016]2号.

[4]国务院.关于印发新一代人工智能发展规划的通知[Z].国发[2017]35号.

[5]李玉阁，刘军.国内中小学编程教育研究现状分析[J].中国现代教育装备，2018（08）：26-29.

[6]孙明，张惠清，钟雯雯.STEM教育视角下小学机器人课程实践研究——以海华小学为例[J].教育教学论坛，2019（27）：144-145.

[7]徐琪琪.面向编程课堂的设计型学习模式研究与实践[J].中国教育技术装备，2019（06）：63-65.

基金项目：2019陕西理工大学教育科学研究项目“公平质量背景下汉中市‘学在汉中实施路径研究”（项目编号：JYYJ2019-09）;2019年度“学在汉中”汉中市教育信息化“十三五”规划课题“汉中市中小学教师信息技术应用能力现状研究”（课题编号：XZHZ-2019088）;陕西省教育厅2019年度服务地方科学研究计划项目“基础教育数据综合处理平台的优化与推广”（编号：19JC011）。