少儿编程教育的教育学思考与实践路径

张祖芹

(盐城师范学院 信息工程学院，江苏 盐城 224002)

人工智能时代对人的核心素养提出了更高要求，学习和掌握信息技术已经成为未来社会“数字化公民”的必备技能之一。信息意识、编程思维、数字技术越早培养优势就越大，开展信息技术教育应从小抓起。实施编程教育是世界各国加强信息技术教育和人才培养的重要内容之一，如何科学有效地实施少儿编程教育，是很多学者都在进行探索的问题。基于多年从事低龄儿童编程教学实践，结合相关理论研究，对少儿编程教育进行思考与探析。

一、开展少儿编程教育是社会发展的需要

少儿编程教育因技术发展而生，随社会进步而兴，有着广泛的社会背景和发展逻辑。

1.时代要求

编程教育包括少儿编程教育，有着广阔的时代背景，人工智能技术的飞速发展推动了人类社会加快进入人工智能时代。时代发展趋势对人的能力素养提出了全新的要求，也给教育改革发展提出了崭新的命题。国内外研究中“智能素养”概念的产生正是这种要求的客观反映。研究认为，智能思维是“智能素养”的构成要素，AI编程思维能力是其核心思维，也是人工智能时代人们必须掌握的核心素养。“在雅典时期，不具备读写能力的人被排除在权利结构之外，而未来不具备编程思维的人也有可能遭到时代的淘汰。”[1]语言表达虽然诗意，揭示的道理却令人深思。深入开展编程教育是培养编程思维能力的必然途径，同时现代计算机语言技术的发展也为编程和编程教育提供了支撑。单就少儿编程教育而言，从早期的Logo“海龟机器人”发展到现在的Scratch、Code Monkey、Lego机器人，由此更加贴合少儿心智发展规律和认知特点，使实施少儿编程教育成为可能。

2.国家推动

我国和以美国为代表的西方国家都对信息素养的重要性有着深刻认识，都把编程教育作为信息素养培养的重要途径摆上了重要位置。早在2004年美国即成立了计算机科学教师协会(CSTA)，2017年CSTA对CSTA K-12计算机科学标准进行了修订和发布[2]，目标是使美国学生成为世界上计算密集型受过良好教育的公民，为未来职业做好准备。CSTA提出的标准包括核心概念和核心实践两部分，其中核心概念侧重于内容领域，包括算法和编程(字母A表示)、计算机系统(字母C表示)、数据和分析(字母D表示)、计算机的影响(字母I表示)、网络和互联网(字母N表示)五个方面。随着人工智能时代的到来，算法和编程、数据和分析等标准的重要性显得愈加凸显。我国从1984年起就设立了全国青少年计算机程序设计竞赛，后来发展为全国信息学奥林匹克竞赛，成为青少年五大学科竞赛之一。2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出，2030年前后中国人工智能人才缺口将超过500万，在未来编程将成为孩子必备的基本技能，并提出中小学校要逐步推广编程教育。2018年1月教育部将编程语言、算法等划入高中新课标，同年教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》强调，要提高中小学生和教师的信息技术素养。浙江省落实步伐最快，在2018年出台的信息技术课程改革方案中将编程语言Python列为信息技术高考内容，尽管此时的信息技术课程为“3+3”选考课程，但从中却可见教育主管部门对编程教育的日益重视。

3.社会响应

顺应时代要求，响应国家需要，编程教育得以蓬勃发展，并且形成了两种主流模式：一种是英美等国模式，把编程当作单独的学科来进行教育教学；另一种是芬兰、新加坡等国模式，以学科融合的方式进行编程教育。不仅面向大中学生，少儿编程教育也得到了很大的发展。美国著名数据统计公司Hacker Rank在2018年发布的《2017年开发技能报告》就对全球各个国家5—10岁少儿编程教育渗透率做了数据统计，具体结果如图1所示。

从图1数据来看，少儿编程教育在世界代表性国家中得到了很大发展，但也呈现出不均衡的特点，信息技术发达国家的少儿编程教育渗透率较高，以美国为最，达到了惊人的44.8%，我国少儿编程教育还处于起步阶段，渗透率仅为0.96%，仍具有极大的发展空间。

与英美等国模式不同，我国少儿编程教育表现为社会培训机构感知敏锐、行动迅速，而中小学校则认识不足、动作缓慢。经过一段时期的实践，有的培训机构所开展的少儿编程教育课程已初成体系，具备了较大的应用价值。比如傲梦编程根据美国CSTA K-12课程标准，针对中国6—18岁的孩子制定了阶梯式在线少儿编程课程体系[3](如图2所示)，为少儿编程教育的实施进行了有益探索。

二、少儿编程教育的教育学思考

以教育学视角观照，实施少儿编程教育具备受众智能基础，主要价值在于发展少儿编程思维，且与少儿其他素养发展并行不悖。

1.少儿学习编程具备智能基础

人的智能包含多个方面，呈现为多元结构。美国著名心理学家和教育学家加德纳(H.Gardner)1983年通过《智能的结构》一书首先系统地提出了多元智能理论(theory of multiple intelligences，简称MI理论)，指出人的智能包括言语语言智能、数理逻辑智能、视觉空间智能、自然观察智能、音乐韵律智能、身体运动智能、人际沟通智能、自我认识智能等八种智能。不同年龄段儿童的多元智能发展程度不同，但4—5岁左右的幼儿在语言智能上已经能够描述事物的特征、细节和以往的经验；在视觉空间智能上能进行色彩分类，正确掌握半圆形、梯形等，并有创意性地运用形状；在数理逻辑智能上能认读数字并依两个指定条件将物品分类，会运用规律解决问题；在自然认知智能上能理解自然实验的意义，会把同类事物进行归纳等，这些都为少儿编程的学习提供了智力基础。美国学者(Kazakoff等，2013；Sullivan和Bers，2016)研究指出，4岁左右的儿童能够掌握排序、并行编程、循环过程和条件语句等基本概念，而这些概念都是计算思维的核心概念，这些研究表明少儿具备学习编程的智能基础。

2.少儿编程教育的价值是发展儿童编程思维

编程教育符合以儿童发展为中心的学生观、以生活实际为内容的课程观、以解决问题为方法的教学观[4]，具有重要的教育学意义。但对不同年龄段的学生而言，实施编程教育的价值取向并不完全相同。就少儿编程而言，其根本目的并不在于系统学习编程语言、方法技巧甚至是问题解决本身，而在于通过编程实践过程来发展儿童的编程思维。Logo语言之父、建构主义学习理论的提出者派珀特(Seymour Papert)就指出，让孩子对电脑编程，而不是让电脑对孩子编程。编程思维也称计算思维(computational thinking)，是指包含了问题表达及由计算机执行的一套解决问题的方法[4]。编程思维并不是计算机的思维，而永远是人的思维，能够帮助人们理清思维过程，忽略问题细节，抽象定义问题，通过筛选信息、制定策略、处理数据而最终解决问题。如前文所言，编程思维是未来智能素养的核心构成要素，实施少儿编程教育能够帮助孩子理清逻辑过程、理解问题，学会正确采取策略、科学设计路径，从而提高解决问题的能力。

3.实施少儿编程教育不影响少儿其他素养发展

有研究者认为，儿童世界中非逻辑比逻辑更重要、想象力比程式化更重要。这种观点本身没有错，但以此否定少儿编程教育，有“以并非对立的两个概念中的一方来否定另一方”的方法论局限，存在逻辑上的不足。事实上，少儿学习编程并非儿童生活世界的全部，他们的各项智能要素都在各自多彩的生活中得到发展。编程学习只是儿童生活“之一”的活动，少儿不会因为学习了编程而制约编程思维之外其他智能要素的发展，相反对少儿的认知能力有积极促进作用。东北师范大学博士生导师姜强等(2020)通过实验研究指出，“编程作为培养高阶思维与计算思维的有效载体，对促进学生的认知发展、协作和自主学习有明显效力”，“研究发现，在可视化编程活动中，学生认知与计算思维的发展是相互映射的，且其发展方向具有一致性”，“多给学生提供锻炼高阶思维的编程实践活动，遵循认知水平和计算思维发展规律设计任务，才能实现利用编程进行计算思维培养的价值最大化”[5]。因此，实施少儿编程教育具有教育学理论基础，如何科学组织实施有待深入研究和实践。

三、少儿编程教育的实施路径

少儿编程教育已经具有了较为广泛的社会实践，但从广度和深度上看还处于初级阶段，无论是少儿编程教育自身还是有关管理乃至标准建设，都有待深入探索和实践。

1.加强教师队伍建设

我国少儿编程教育还处于起步阶段，无论是观念认识还是师资建设，与国外一些国家相比都存在较大差距，难以适应时代发展需要。当前，中小学校基本上没有配备专业的编程教师，主要依靠信息技术教师开展计算机科学知识教育，有的学校甚至连专业的信息技术教师都缺乏，只是由其他学科教师兼带施教，信息技术教学质量难以保证，遑论编程教育。有计划地逐步配备编程教师是抓当前、利长远的一项迫切任务，需要教育主管部门以前瞻思维积极落实《教育信息化2.0行动计划》要求，把中小学甚至学前教育编程教师配置摆上重要日程，大力加以推进。要分层次加强信息技术教师和编程教师队伍编程教育培训，引导教师队伍树立科学的编程教育观念，深入研究少儿智能特征和学习特点，提高分层实施编程教育的能力，避免采用面向青少年学生的教学方法而实施少儿编程教育，导致少儿编程学习无趣、无效，打击少儿学习编程的热情。此外，支持社会机构开展少儿编程教育是弥补学校不足的可行途径，应加强监督管理和培训引导，积极发挥校外编程教育机构的师资优势、资源优势，实现校内校外、线上线下协同发展，更好地满足少儿编程教育的时代要求和社会需求。

2.开发少儿编程教育课程

合适的课程是实施少儿编程教育的关键载体。少儿编程教育课程开发要围绕少儿编程教育的目的、根据少儿身心发展规律和学习特点来进行，主要考虑两个方面：

一是编程语言的选择。计算机语言技术发展到今天，面向少年儿童的编程语言已经有很多，且各有侧重和优点。但少儿学习编程不是为了学习编程语言本身，而是以此为工具通过一定的教学活动发展编程思维能力，对编程语言只需掌握基本功能和操作即可。不同年龄段少儿具有不同的认知特点，应当选择适合当下年龄段儿童的语言进行编程教学。有作者根据自身实践和经验提出了各年龄段少儿学习编程的语言选择，建议4—7岁儿童学习scratch Jr，7—12岁儿童学习scratch 2.0离线版，10岁以上少儿学习Python[6]，这样比较科学合理。

二是教材开发或内容组织。为促进以编程思维为核心的多元智能发展，激发和保持儿童编程学习兴趣，少儿编程教材或教学内容要体现游戏性、趣味性，让孩子在活动中发现问题、选择策略、发展思维。可以采用STEAM教育理念，依托绘本故事创建角色并以其经历为主线，围绕不同事件将科学、技术、工程、艺术、数学等内容融入项目程序，绘本故事力求与真实生活相结合，形成故事系列，体现课程内容的系统化和生活化，孩子既可以学到生活常识，感知情感、音乐、真善美等，也可以自然而然地了解编程工具，感受编程逻辑。此外，每一节内容应项目化，无需在乎是否运用了编程语言的同一功能，项目化的教学内容会让孩子在短时间内获得成功，赢得成功和得到认同更能激发少儿的编程学习兴趣，从而提升学习效果。

3.健全少儿编程教学场所

少儿编程教育具有一定的特殊性，尤为需要适当的数字化产品，因此除教室、桌椅等，教学机构还应当配备编程专用的数字化产品和方便教师演示的现代化多媒体教学设备。对于学校而言，应着眼长远建设智慧教室，配置高端的现代化多媒体设施，且做到儿童每人配备一台平板电脑，功能上做到不仅能讲授、演示，还可以实现儿童抢答，并在大屏幕上讲解分享自己的作品，从而突破传统课堂“师”“生”“教材”的界限，让少儿体验到教育信息化的力量，能够在轻松的教学氛围中提高对信息技术的整体认知。此外，由于智慧校园设备投入较大，其建成非一日之功，学校可加强内外合作，在规范程度高、教学质量好的校外编程教育机构建立研习基地，以解决硬件环境、课程资源相对不足的问题。