[摘? ?要] 計(jì)算思維被認(rèn)為是學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的基本素養(yǎng)與能力,編程教育是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要途徑。歐盟多國重視編程教育,芬蘭成為歐盟首個(gè)以完全“跨學(xué)科”方式在中小學(xué)融入編程教育的國家。芬蘭通過國家課程頂層設(shè)計(jì)、多樣化項(xiàng)目開展及教師專業(yè)培訓(xùn)等多維舉措,促進(jìn)編程教育落地。芬蘭中小學(xué)編程教育有著多方面特征,包括指向計(jì)算思維培養(yǎng)、課程設(shè)置尊重學(xué)生發(fā)展規(guī)律、重視教師在職培訓(xùn)、注重項(xiàng)目持續(xù)開展等。芬蘭的做法給我國帶來一定啟示,包括將計(jì)算思維和關(guān)鍵能力培養(yǎng)作為編程教育的根本著力點(diǎn),課程設(shè)置注重編程語言學(xué)習(xí)規(guī)律及其與特定科目融合的匹配度,線上線下結(jié)合開展實(shí)操性教師培訓(xùn)為編程教育提供專業(yè)保障,注重開展實(shí)證研究引領(lǐng)支撐編程教育項(xiàng)目持續(xù)深耕,基于編程教育內(nèi)在價(jià)值澄清構(gòu)建多方主體合作機(jī)制等。通過對重要文獻(xiàn)、政策、官方權(quán)威信息的廣泛搜集梳理,旨在對芬蘭中小學(xué)編程教育背景、實(shí)踐路徑及主要特征予以探究,以期對我國中小學(xué)編程教育切實(shí)落地有所啟示。
[關(guān)鍵詞] 芬蘭; 中小學(xué); 編程教育; 實(shí)踐路徑; 特征; 啟示
[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
[作者簡介] 康建朝(1985—),男,山東聊城人。助理研究員,博士,主要從事芬蘭教育及課程教學(xué)比較研究。E-mail:kangjianchao19850123@126.com。
一、引? ?言
計(jì)算思維是數(shù)字技能的重要組成部分,成為未來人才不可或缺的素養(yǎng)與能力,而編程是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要途徑。發(fā)達(dá)國家日益重視編程教育,歐盟近二十個(gè)國家已將或即將在中小學(xué)納入編程教育。中小學(xué)編程已成為促進(jìn)數(shù)字時(shí)代學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué),提升推理能力、溝通與表達(dá)交流能力的重要手段[1]。
作為基礎(chǔ)教育備受矚目的國家,芬蘭于2016年新頒布國家課標(biāo),正式將編程教育寫入其中,并提出較高要求,從一年級就開始編程教育,并將編程教育完全融入數(shù)學(xué)、手工等學(xué)科,具有一定模式獨(dú)特性。本文擬對芬蘭中小學(xué)編程教育根本理念、課程設(shè)計(jì)、教師培訓(xùn)、項(xiàng)目實(shí)施等開展分析探討,以期對我國中小學(xué)編程教育落地實(shí)施有所啟示與借鑒。
二、芬蘭中小學(xué)編程教育的背景與緣起
芬蘭中小學(xué)編程教育寫入國家課程并落地實(shí)施,有幾方面背景與緣由:一是理念驅(qū)使,二是區(qū)域帶動,三是歷史承襲,四是時(shí)代需要。
(一)理念驅(qū)使:計(jì)算思維培養(yǎng)日益成為中小學(xué)重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域
早在1996年,LOGO編程語言開發(fā)者西摩爾·帕普特(Seymour Papert)就進(jìn)行了有關(guān)計(jì)算思維的討論[2]。新千年后,美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家周以真(WING J M)通過系列文章和國際會議對“計(jì)算思維”作出界定,引發(fā)國際范圍內(nèi)對計(jì)算思維本質(zhì)及其教育機(jī)制的討論。比較典型的是2011年她對計(jì)算思維的界定:“計(jì)算思維是一種系統(tǒng)闡述問題解決方案,并使解決方案可由信息處理代理來有效執(zhí)行的思維過程?!盵3]之后,很多有關(guān)計(jì)算思維的界定基本建立在這個(gè)重要界定基礎(chǔ)之上[2]。盡管界定不同,但諸多學(xué)者認(rèn)為:計(jì)算思維已經(jīng)成為學(xué)生都應(yīng)具備的,與數(shù)學(xué)和讀寫一樣重要的基本素養(yǎng)與能力[4]。編程教育是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要途徑[5]。
(二)區(qū)域推動:將編程融入中小學(xué)教育體系已成歐盟國家普遍趨勢
歐洲學(xué)校網(wǎng)(European Schoolnet)于2015年發(fā)布的報(bào)告顯示,歐盟近二十個(gè)國家已將或即將在學(xué)校課程體系中納入編程教育[6]。歐盟國家將編程教育納入中小學(xué)呈現(xiàn)三大趨勢:一是部分國家在2016—2017年間全面啟動課程修訂,將編程正式納入國家課標(biāo)。典型國家包括法國、芬蘭、波蘭等。二是部分國家自2012—2013年開始,計(jì)劃將編程全面納入義務(wù)教育階段,但截至2017年尚未全面落地,仍處于政策商討階段。典型國家包括捷克、愛爾蘭、希臘等。三是另有一些國家,擁有高中計(jì)算機(jī)科學(xué)教育傳統(tǒng),但初中和小學(xué)基礎(chǔ)較弱,計(jì)劃將編程教育由中學(xué)延伸至小學(xué)階段。典型國家包括奧地利、塞浦路斯、立陶宛等[4]。
(三)歷史承襲:芬蘭跨學(xué)科開展編程教育有一定傳統(tǒng)與根基
20世紀(jì)80年代,信息技術(shù)課程已進(jìn)入芬蘭學(xué)校,在1982年成為高中課程的一部分。當(dāng)時(shí)多方基本達(dá)成共識,既然計(jì)算機(jī)素養(yǎng)是信息社會的必備素養(yǎng),編程又是計(jì)算機(jī)素養(yǎng)的基本語言技能,學(xué)習(xí)編程自然必要和重要。1987—1988年,信息技術(shù)學(xué)科又被芬蘭列為初中階段選修課。自1994年國家課改之后,芬蘭不再將信息技術(shù)作為一門單獨(dú)的學(xué)科課程來設(shè)置,而是將其融入其他學(xué)科之中。即自20世紀(jì)90年代初,芬蘭信息技術(shù)教育就開始采用“跨學(xué)科”方式來實(shí)施[7]。芬蘭當(dāng)下以其他學(xué)科為載體開展編程教育的模式,實(shí)際上是對其信息技術(shù)教育長期以來傳統(tǒng)慣用模式的承襲與延續(xù)。
(四)時(shí)代召喚:中小學(xué)編程教育助力芬蘭數(shù)字化和人工智能戰(zhàn)略
芬蘭新一屆政府將促進(jìn)整個(gè)社會數(shù)字化進(jìn)程[8] ,教育與文化部近年基礎(chǔ)教育改革規(guī)劃重視提升師生數(shù)字化素養(yǎng),經(jīng)濟(jì)與就業(yè)部也于2017年發(fā)布國家人工智能戰(zhàn)略[9]。編程和計(jì)算思維教育有助于學(xué)生習(xí)得數(shù)字化素養(yǎng)與能力,而且編程是人工智能時(shí)代的通行語言。編程教育將助力芬蘭數(shù)字化和人工智能戰(zhàn)略的實(shí)施。
芬蘭國家課標(biāo)提出七大綜合素養(yǎng),作為學(xué)生發(fā)展總目標(biāo),其中之一是信息技術(shù)能力,而編程能力又是信息技術(shù)能力的重要組成部分。芬蘭國家課標(biāo)要求:一至二年級學(xué)生要獲取并學(xué)會分享適合他們年齡的編程經(jīng)驗(yàn);三至六年級學(xué)生要在嘗試編程過程中,學(xué)會理解人類所做決定如何影響技術(shù)運(yùn)行方式;七至九年級學(xué)生要學(xué)會在不同學(xué)科學(xué)習(xí)中使用與練習(xí)編程[10]。
三、芬蘭中小學(xué)編程教育的多維實(shí)踐路徑
芬蘭通過國家課程頂層設(shè)計(jì)、多樣化項(xiàng)目開展及線上線下教師專業(yè)化培訓(xùn)等多維舉措與路徑,促進(jìn)中小學(xué)編程教育落地實(shí)施。
(一)國家課程頂層設(shè)計(jì)將編程教育融入數(shù)學(xué)與手工等科目
芬蘭以完全“跨學(xué)科”方式將編程教育融入中小學(xué),數(shù)學(xué)和手工為主要學(xué)科載體。據(jù)奧爾托大學(xué)研究發(fā)現(xiàn),與其他歐洲國家相比,芬蘭對編程教育要求較高,早至小學(xué)一年級就開始這方面的教育[11]。
1. 不同學(xué)段由可視化編程到語言編程再到深入理解計(jì)算思維逐步學(xué)習(xí)進(jìn)階
以數(shù)學(xué)科目為例,國家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同學(xué)段數(shù)學(xué)課程中編程和計(jì)算思維學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見表1。
總體而言,芬蘭小學(xué)數(shù)學(xué)課主要通過可視化環(huán)境對學(xué)生開展編程入門教育。初中階段,數(shù)學(xué)中的編程教育重心轉(zhuǎn)為培養(yǎng)學(xué)生的算法思維和問題解決能力。到高中階段,有專門的“數(shù)學(xué)中的算法”課程模塊,為學(xué)生深入理解計(jì)算思維提供普遍的課程學(xué)習(xí)機(jī)會[13]。
2. 賦能未來的編程教育與傳承百年的手工必修課相得益彰
芬蘭通過國家課程頂層設(shè)計(jì)將編程教育融入手工學(xué)科,值得進(jìn)一步探討。在創(chuàng)客時(shí)代,通過“在制造中學(xué)習(xí),親身實(shí)踐創(chuàng)造某項(xiàng)產(chǎn)品的過程中所獲得的知識才最有價(jià)值”[14]。芬蘭中小學(xué)手工課長期以來秉承“做中學(xué)”理念,與“創(chuàng)客”文化不謀而合。3~6年級手工課要求學(xué)生操控編程支持的機(jī)器人或自動化產(chǎn)品;7~9年級手工課實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié),鼓勵學(xué)生將編程練習(xí)與作品創(chuàng)作融合進(jìn)行。編程不只是簡單編寫代碼,也包括動手操作內(nèi)容。在芬蘭新一輪課改中,手工學(xué)科成為編程教育的重要載體也在情理之中[15]。
從另一個(gè)角度看,芬蘭是世界上最早開設(shè)手工課的國家之一。早在1866年,手工教育便被寫進(jìn)國家法案,作為學(xué)校必修課已有一個(gè)半世紀(jì)的歷史[16]。隨著社會變遷和職業(yè)需求變化,手工教育所使用的材料和技術(shù)在不斷改進(jìn)[17]。編程教育具有鮮明的時(shí)代屬性與朝向未來的廣闊發(fā)展前景,它的融入能夠加強(qiáng)手工教育的科技屬性,也將使這門橫越150余年長盛不衰的芬蘭學(xué)校必修課獲得更新更強(qiáng)的生命力[16]。
(二)政府、高校和企業(yè)等多元主體組織開展豐富多樣的編程項(xiàng)目
芬蘭編程教育項(xiàng)目和資源平臺多為非營利和公益性質(zhì),旨在為師生提供編程教育專業(yè)指導(dǎo)和資源支持,提高教師的編程教學(xué)能力,激發(fā)青少年的編程學(xué)習(xí)興趣。
1. 典型編程教育項(xiàng)目運(yùn)行方式與活動內(nèi)容
芬蘭編程教育項(xiàng)目面向不同年齡段學(xué)生,形式包括工作坊、主題培訓(xùn)、研學(xué)旅行、興趣社團(tuán)、在線課程學(xué)習(xí)、競賽、家校共同完成一定的項(xiàng)目任務(wù)等,見表2。
僅以“伊諾卡斯合作網(wǎng)絡(luò)”(Innokas Network)和“機(jī)器人工藝學(xué)?!保↘asityokoulu Robotti)兩個(gè)項(xiàng)目為例。首先,“伊諾卡斯合作網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目是芬蘭國家層面旨在促進(jìn)機(jī)器人和編程教育的大型項(xiàng)目。該項(xiàng)目得到國家教育委員會資助,并由赫爾辛基大學(xué)及埃斯波市政部門統(tǒng)籌運(yùn)作,旨在促進(jìn)學(xué)校STEAM學(xué)科與數(shù)字制造、編程、機(jī)器人等教育活動深度融合。項(xiàng)目內(nèi)容包括教師在職培訓(xùn)、編程及機(jī)器人教育創(chuàng)新等系列活動[13]。2017年,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與赫爾辛基一所學(xué)校協(xié)作開展了編程創(chuàng)新活動?;顒尤蝿?wù)為學(xué)生在教師指導(dǎo)下,使用可編程設(shè)備及3D設(shè)計(jì)軟件等,創(chuàng)造性地完成一件智能物品或服裝。項(xiàng)目歷時(shí)8~9周,學(xué)生小組每周開展2~3小時(shí)作品設(shè)計(jì)活動[18]。其次,“機(jī)器人工藝學(xué)?!表?xiàng)目發(fā)起于2012年,是一項(xiàng)非營利創(chuàng)新學(xué)校項(xiàng)目。項(xiàng)目學(xué)校分布于埃斯波、圖爾庫和赫爾辛基三個(gè)城市,通過組織實(shí)驗(yàn)探究和小組合作,開展基于編程和電子技術(shù)的手工藝教育。課程形式包括工作坊和研學(xué)旅行等,家長也可參與其中[19]。學(xué)期之初,師生共同明確作品目標(biāo),學(xué)生為完成目標(biāo)全力以赴,探索自由化的創(chuàng)意編程[20]。
2. 項(xiàng)目組織實(shí)施一般模式與核心要素
通過以上典型案例剖析,大體可從四方面理解芬蘭編程教育項(xiàng)目開展的一般模式與核心要素。一是參與主體多元,項(xiàng)目運(yùn)行以政府、高校、學(xué)校、家庭等共同參與協(xié)作為基礎(chǔ);二是活動內(nèi)容跨界,注重編程與手工、技術(shù)、藝術(shù)等不同學(xué)科領(lǐng)域跨界融合;三是采用項(xiàng)目式實(shí)施方式,充分體現(xiàn)和遵循項(xiàng)目式學(xué)習(xí)流程,在此過程中培養(yǎng)學(xué)生溝通、合作等多方面能力;四是以提升學(xué)生數(shù)字化素養(yǎng)為根本目的,編程活動只是一種載體,最終目的在于讓學(xué)生借助數(shù)字化設(shè)備創(chuàng)新與創(chuàng)造,提升數(shù)字化素養(yǎng)。
(三)通過慕課等形式促進(jìn)教師編程教學(xué)能力培訓(xùn)與提升
芬蘭編程教育開展對教師帶來挑戰(zhàn),尤其如何在數(shù)學(xué)、手工等課堂中采取有效方式實(shí)施編程教育,對教師而言是相對復(fù)雜的任務(wù)。
1. 積極開展線上線下培訓(xùn),應(yīng)對教師編程教學(xué)挑戰(zhàn)
芬蘭行政部門、大學(xué)、企業(yè)等機(jī)構(gòu),已在頻繁組織線下培訓(xùn)。如在瑞典語區(qū)域,有大學(xué)專門開展針對小學(xué)教師的培訓(xùn)。課程內(nèi)容包括Scratch基本應(yīng)用、基于模塊的可視化編程、教育機(jī)器人、算法思維及可編程電子器件的使用等[21]。
此外,“ABC編程慕課”(Coding ABC MOOC)是比較典型的面向中小學(xué)教師的線上培訓(xùn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由教師和大學(xué)研究人員于2015年自下而上發(fā)起,先后得到多方資助。培訓(xùn)課程依托奧爾托大學(xué)開發(fā)的慕課學(xué)習(xí)平臺實(shí)施,便于學(xué)習(xí)者靈活安排學(xué)習(xí)進(jìn)度地點(diǎn)[22]。實(shí)踐表明,該慕課完成率和用戶黏性較高,受到學(xué)員好評,相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。
2. 多方面著手精心打造慕課培訓(xùn)課程
芬蘭多方面著手精心打造 “ABC編程慕課”。一是課程模塊化,教師可靈活開展學(xué)習(xí)。該慕課針對不同年級和學(xué)科教師提供Scratch Jr、Scratch、Racket、Python等模塊課程。每種課程模塊包含5~8個(gè)學(xué)習(xí)單元,由相應(yīng)年級擅長編程教學(xué)的專家型教師牽頭實(shí)施[12]。課程模塊化和單元化設(shè)計(jì),有效降低教師認(rèn)知負(fù)荷。每個(gè)單元學(xué)習(xí)只需20~60分鐘,教師可在繁忙之余隨時(shí)隨地開展學(xué)習(xí)。二是課程案例生動鮮活,注重實(shí)操實(shí)用。生動鮮活的教學(xué)案例和適用于課堂情境的練習(xí)任務(wù),使教師更易開展實(shí)際應(yīng)用和自主創(chuàng)新。三是課程內(nèi)容兼顧普遍性與個(gè)性化需求。如針對7~9年級教師的“Racket”模塊課程,主要面向數(shù)學(xué)教師講解如何將數(shù)學(xué)知識融入編程教學(xué);而同樣針對7~9年級教師的“Python”模塊課程,則面向所有對編程教學(xué)感興趣的教師,講授更具通用性的編程知識。四是課程內(nèi)容不斷調(diào)整迭代。課程在基于設(shè)計(jì)的研究(DBR,Design Based Research)理念下,通過在線調(diào)查收集學(xué)員教師反饋,不斷調(diào)整迭代和優(yōu)化課程設(shè)置。五是注重國際經(jīng)驗(yàn)本土化。該慕課中針對7~9年級教師的Python培訓(xùn)課程,實(shí)際由美國開發(fā)。芬蘭學(xué)者和教師在國家教育委員會資助下,翻譯課程并做本土化改造,最終得以實(shí)施[2]。
四、芬蘭中小學(xué)編程教育的主要特征與啟示
芬蘭中小學(xué)編程教育在理念目標(biāo)、課程頂層設(shè)計(jì)、教師培訓(xùn)、項(xiàng)目開展等方面有其特征,對之展開剖析,或可為我國編程教育落地提供一些啟示。
(一)芬蘭中小學(xué)編程教育的主要特征
第一,指向計(jì)算思維培養(yǎng)并通過編程教育提升數(shù)學(xué)科目學(xué)習(xí)興趣。芬蘭中小學(xué)編程教育的根本理念旨在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與關(guān)鍵能力,而非教會學(xué)生單純編寫代碼。最終目的是為學(xué)生在數(shù)字化時(shí)代賦能,提升其對數(shù)字技術(shù)的深度理解力而非基本使用技能。此外,芬蘭希望通過開展編程教育,發(fā)揮編程的學(xué)習(xí)技術(shù)工具作用,增進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解,從而提升其學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣度。
第二,課程設(shè)置尊重學(xué)生發(fā)展階段特征與學(xué)習(xí)規(guī)律。從課程設(shè)置看,芬蘭小學(xué)主要在可視化環(huán)境下學(xué)習(xí)編程,初步學(xué)會簡易的編程概念與技能。到初中,學(xué)生由可視化編程過渡到語言編程學(xué)習(xí),重心轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)學(xué)生算法思維和問題解決能力。到高中,國家課標(biāo)設(shè)置了更高難度的課程模塊,以促進(jìn)學(xué)生深度理解計(jì)算思維。
第三,重視教師的在職培訓(xùn)和編程教學(xué)能力的提升。編程教育對教師專業(yè)發(fā)展帶來挑戰(zhàn),即使以高質(zhì)量師資著稱的芬蘭也不例外。為提升教師編程教學(xué)能力,芬蘭創(chuàng)新了培訓(xùn)的形式和內(nèi)容。慕課便于學(xué)習(xí)者靈活安排學(xué)習(xí)進(jìn)度地點(diǎn),比線下培訓(xùn)更易實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?。除課程形式,“ABC編程慕課”爭取多元主體支持,由大學(xué)研究人員和教師等民間力量自主發(fā)起,得到協(xié)會、高校、基金會、政府部門等的共同資助。
第四,注重編程教育項(xiàng)目的持續(xù)開展。芬蘭編程教育項(xiàng)目的發(fā)起實(shí)施,注重不斷深耕、持續(xù)發(fā)展。以“伊諾卡斯合作網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目十余年前起源于埃斯波市,早期只針對該市教師開展在職培訓(xùn),后來得益于赫爾辛基大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院專業(yè)助力,逐步擴(kuò)展至十多個(gè)地市,構(gòu)建起全國性網(wǎng)絡(luò)。項(xiàng)目內(nèi)容從單純教師培訓(xùn),擴(kuò)展為兼具學(xué)術(shù)研究、編程活動、咨詢指導(dǎo)等。
第五,充分調(diào)動發(fā)揮多元主體作用。芬蘭政府通過國家課標(biāo)為編程教育提供政策保障,大學(xué)研究人員、中小學(xué)教師、企業(yè)等積極協(xié)作。如“ABC編程慕課”,由研究人員和教師自下而上發(fā)起,逐步獲得多方資助。編程教育項(xiàng)目運(yùn)行,倡導(dǎo)學(xué)校與圖書館、社區(qū)、家庭、企業(yè)等開放合作,促進(jìn)校內(nèi)外協(xié)作互通。
(二)對我國編程教育的啟示與探討
我國中小學(xué)編程教育研究與實(shí)踐仍處于初期階段,芬蘭有關(guān)做法與經(jīng)驗(yàn)對我國中小學(xué)編程教育穩(wěn)步開展與縱深推進(jìn)有一定啟示意義。
1. 將計(jì)算思維和關(guān)鍵能力培養(yǎng)作為編程教育的根本著力點(diǎn)
已有研究表明,在計(jì)算思維能力方面打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的兒童,在解決問題時(shí)更為高效辯證[23]。編程的魅力不僅在于編碼,更重要的價(jià)值體現(xiàn)在問題解決過程及思維能力的延伸等無形技能的培養(yǎng)[14]。然而,我國目前真正體現(xiàn)“計(jì)算思維”培養(yǎng)的編程教育教材寥寥無幾[24]。在這一領(lǐng)域開展的實(shí)驗(yàn)研究仍顯不足[5]。
芬蘭學(xué)者認(rèn)為,將編程教育融入數(shù)學(xué),將使其學(xué)習(xí)重心轉(zhuǎn)向“計(jì)算思維”培養(yǎng)[2]。新課程實(shí)施一年后,2017年面向芬蘭小學(xué)數(shù)學(xué)教師開展的調(diào)查發(fā)現(xiàn),他們對數(shù)學(xué)科目融入編程的育人價(jià)值有明確認(rèn)識,見表3。
2. 課程設(shè)置注重編程語言學(xué)習(xí)規(guī)律及其與特定科目融合的匹配度
2019年初,我國教育部啟動了義務(wù)教育課程修訂工作,初步確定在小學(xué)、初中開設(shè)信息技術(shù)課程,根據(jù)需要將編程教育相關(guān)內(nèi)容納入其中[26]。借鑒芬蘭經(jīng)驗(yàn),課程內(nèi)容設(shè)置應(yīng)充分考慮不同學(xué)段學(xué)生的身心發(fā)展特征,由易到難依次進(jìn)階。
從形式看,芬蘭編程教育完全融入其他學(xué)科落地實(shí)施。編程教育有利于學(xué)生對其他學(xué)科知識的接受與掌握[27]。多國實(shí)證研究發(fā)現(xiàn),Scratch編程教學(xué)在科學(xué)、藝術(shù)、英語、歷史、數(shù)學(xué)等學(xué)科中的合理融入,對這些學(xué)科的成績改進(jìn)有所助益[14]。面向未來,我國中小學(xué)如何合理設(shè)置與實(shí)施編程課程,芬蘭跨學(xué)科融入的模式或可帶來一定的啟示。
同時(shí),芬蘭關(guān)注不同性質(zhì)的編程語言融入中小學(xué)特定科目的契合性與匹配度問題。據(jù)芬蘭調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),函數(shù)式編程(如Racket)與數(shù)學(xué)學(xué)科更加匹配,特別是在函數(shù)和變量的表示方面,而指令式編程(如Python)包含更多與數(shù)學(xué)科目無關(guān)的元素[2]。我國融入學(xué)校其他科目的編程教學(xué)要力爭與該科目有最大的匹配度,避免浪費(fèi)時(shí)間。只有對學(xué)科融合式編程教育開展系統(tǒng)化研究和學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn),才能找尋到最匹配的教學(xué)工具和方式。
3. 線上線下結(jié)合開展實(shí)操性教師培訓(xùn)為編程教育提供專業(yè)保障
教師專業(yè)能力不足成為中小學(xué)編程教育切實(shí)開展的明顯障礙。多數(shù)國家現(xiàn)有的教師職前培養(yǎng)課程并不包含編程知識與技能[4]?!拔覈鴥和幊探逃龑?shí)施范圍較小、程度尚淺”[23],需要加強(qiáng)職前和在職教師培養(yǎng)與培訓(xùn),提升相關(guān)教師編程教學(xué)的能力。在實(shí)施2020年全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的過程中,教育部特別要求各地對接中小學(xué)編程教育需求[26]。
我國可借鑒芬蘭經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮多元主體作用,共同助力教師編程教學(xué)能力培訓(xùn)提升。課程內(nèi)容要注重案例性、實(shí)操性與實(shí)用性,注重教師實(shí)際體驗(yàn)與課堂應(yīng)用,吸收轉(zhuǎn)化國際經(jīng)驗(yàn)等。有關(guān)政策提出,要“實(shí)行線上線下相結(jié)合的混合式研修”[28]。我國也可采取線上線下相結(jié)合的方式,對教師開展編程教學(xué)培訓(xùn)。形式與內(nèi)容創(chuàng)新,有助于參訓(xùn)教師編程教學(xué)能力的切實(shí)提升。
另外,有學(xué)者提出,編程智能導(dǎo)師系統(tǒng)將成為解決編程師資匱乏及滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)的最佳方案[29]。這為解決編程教育師資匱乏難題提供了一種新的研究與探索視角。
4. 注重開展實(shí)證研究引領(lǐng)支撐編程教育項(xiàng)目持續(xù)深耕
為避免我國不同層面編程教育項(xiàng)目出現(xiàn)轟轟烈烈上馬、草草了事收尾的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目縱深發(fā)展,項(xiàng)目組織者需開展嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的實(shí)證研究,為項(xiàng)目保駕護(hù)航。因?yàn)?,“只有大量基于真?shí)情景的實(shí)證研究,才能不斷探索編程教育的各類影響因素”,進(jìn)而,“從各類研究中驗(yàn)證并推廣行之有效的策略與方法”[24]。
芬蘭中小學(xué)編程教育項(xiàng)目的持續(xù)深耕,得益于實(shí)證研究的引領(lǐng)與助力。項(xiàng)目注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,充分發(fā)揮科研引領(lǐng)作用,邊實(shí)踐邊總結(jié),提煉獲取有價(jià)值的課程教學(xué)改進(jìn)策略。還以“伊諾卡斯合作網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目為例,針對學(xué)生在編程項(xiàng)目中的學(xué)習(xí)表現(xiàn),項(xiàng)目研究人員采用人種志及觀察法開展追蹤研究。在學(xué)生中開展小組學(xué)習(xí)活動時(shí),研究人員架設(shè)攝像機(jī)全程錄制視頻和音頻,盡量記錄所有細(xì)節(jié),同時(shí)開展實(shí)地參與式觀察,并做好記錄。進(jìn)而,研究人員對資料開展深入研究分析,為課程教學(xué)改進(jìn)提供針對性策略,提升項(xiàng)目運(yùn)行模式和效果。另外,項(xiàng)目組也經(jīng)常開展問卷、訪談等調(diào)查研究,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),充分發(fā)揮實(shí)證研究對項(xiàng)目持續(xù)深入開展的引領(lǐng)助力與支撐保障作用。
5. 基于編程教育內(nèi)在價(jià)值澄清構(gòu)建多方主體合作機(jī)制
中小學(xué)編程教育切實(shí)落地與推廣實(shí)施,需要多方主體共同努力、協(xié)作推進(jìn)。不同主體的合作,有助于集思廣益,帶來更好的創(chuàng)新價(jià)值與創(chuàng)意行動。
從我國中小學(xué)編程教育開展的實(shí)際情況來看,“并未形成全面鋪開的編程教育課程建設(shè)”[24]。要爭取多元主體對中小學(xué)編程教育的支持,需要向其澄清編程教育的內(nèi)在價(jià)值。尤其對教師而言,只有他們真正理解編程教育的內(nèi)涵在于促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維和關(guān)鍵能力發(fā)展,以及在智能時(shí)代為學(xué)生未來人生賦能的潛在價(jià)值,才能產(chǎn)生內(nèi)生動力并積極開展實(shí)際有效的課堂行動。“編程教育落地首先要解決思想沖突并完成認(rèn)知同化?!盵23]
此外,參照他國中小學(xué)編程教育模式經(jīng)驗(yàn),有助于本國反思自身之不足,從而更好地謀劃未來的改進(jìn)策略[4]。對此,我國也可在國情基礎(chǔ)之上,合理借鑒他國經(jīng)驗(yàn),探索形成我國特色。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 陳鵬,黃榮懷,梁躍,張進(jìn)寶.如何培養(yǎng)計(jì)算思維——基于 2006—2016 年研究文獻(xiàn)及最新國際會議論文[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2018(1):98-112.
[2] NIEMELA P, PARTANEN T, MANNILA L, et al. Code ABC MOOC for math teachers[EB/OL].(2018-07-25)[2020-04-05]. https://link.springer.com-/chapter/10.1007%2F978-3-319-94640-5_4.
[3] WING J M. Research notebook: computational thinking-what and why?[EB/OL]. (2011-03-06)[2020-04-06]. http://people.cs.vt.edu/~kafura/CS6604/Papers/CT-What-And-Why.pdf.
[4] BOCCONI S, CHIOCCARIELLO A, DETTORI G, et al. Developing computational thinking in compulsory education-implications for policy and practice[R]. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2016.
[5] 傅騫,解博超,鄭婭峰.基于圖形化工具的編程教學(xué)促進(jìn)初中生計(jì)算思維發(fā)展的實(shí)證研究[J].電化教育研究,2019(4):122-128.
[6] European Schoolnet. Computational our future: computer programming and coding-priorities, school curricular and initiatives across europe[R]. Brussels: European Schoolnet, 2015.
[7] TUOMI P, MULTISILTA J, SAARIKOSKI P, et al. Coding skills as a success factor for a society[J/OL]. Education and Information Technologies, 2018, 23:419-434[2020-05-06]. https://link.springer.com/article/10.1007/s10639-017-9611-4.
[8] Finnish Government. Inclusive and competent Finland—a socially, economically and ecologically sustainable society [R]. Helsinki: Government Administration Unit, 2019.
[9] Ministry of Economic Affairs and Employment. Finland's age of artificial intelligence: turning Finland into a leading country in the application of artificial intelligence-objectives and recommendations for measures[R]. Helsinki: Ministry of Economic Affairs and Employment of Finland, 2017.
[10] Finnish National Board of Education. National core curriculum for basic education 2014 [S]. Helsinki: Next Print Oy, 2016.
[11] TOIKKANEN T. Finland is a pioneer in teaching coding at schools in Europe[EB/OL].(2020-07-20)[2021-06-28]. https://www.aalto.fi/en/news/finland-is-a-pioneer-in-teaching-coding-at-schools-in-europe.
[12] Finnish National Board of Education. National core curriculum for general upper secondary schools 2015[S]. Helsinki: Next Print Oy, 2016.
[13] BOCCONI S, CHIOCCARIELLO A, EARP J. The Nordic approach to introducing computational thinking and programming in compulsory education[R]. Roma:National Research Council of Italy, 2018.
[14] 孫立會.基于Scratch的兒童編程教育教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與構(gòu)建——以小學(xué)科學(xué)為例[J].電化教育研究,2020,(6):75-82.
[15] GARBER E. Craft education in Finland: definitions, rationales, and the future[J]. International journal of art & design education, 2002,21(2):132-145.
[16] 康建朝.跨越一個(gè)半世紀(jì)的手工教育[N].中國教育報(bào),2019-12-20(5).
[17] SAARIKOSKI P. Computer courses in Finnish schools, 1980-1995[C]//IMPAGLIAZZO J, LUNDIN P, WANGLER B. History of nordic computing 3. HiNC 2010. IFIP advances in information and communication technology, vol 350. Berlin: Heidelberg, Springer, 2011:150-158.
[18] RIIKONEN S, SEITAMAA-HAKKARAINEN P, HAKKARAINEN K. Bringing practices of co-design and making to basic education [C/OL]//13th International Conference of the Learning Sciences(ICLS),London, June 23-27, 2018. [2020-07-15]. https://researchportal.helsinki.fi/fi/publications/bringing-practices-of-co-design-and-making-to-basic-education.95.html.
[19] RUUSKANEN R. Art & craft school robotti [EB/OL]. [2020-07-25]. https://www.kasityokoulurobotti.fi/swe-eng/.
[20] School of Arts, Design and Architecture of Alto-University. Creative coding at the arts and crafts school robotti (K?覿sity?觟koulu Robotti) [EB/OL]. [2020-07-26]. http://ceur-ws.org/Vol-2084/short1.pdf.
[21] PORN R, HEMMI K, KALLIO-KUJALA P. "Programming is a new way of thinking"-teacher views on programming as a part of the new mathematics curriculum in Finland [EB/OL].(2020-01-15)[2020-06-10]. http://matematikdidaktik.org/wpcontent/uploads/2019/12/madif12_FP_017_porn_ok-1.pdf.
[22] TOIKKANEN T. The acclaimed teachers' coding MOOC to continue [EB/OL]. (2016-03-29)[2020-06-16]. https://www.aalto.fi/en/news/the-acclaimed-teachers-coding-mooc-to-continue.
[23] 孫立會.面向人工智能時(shí)代兒童編程教育行動路徑——基于日本“兒童編程教育發(fā)展必要條件”調(diào)查報(bào)告[J].電化教育研究,2019(8):114-128.
[24] 孫丹,李艷.國內(nèi)外青少年編程教育的發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)及啟示——兼論智能時(shí)代我國編程教育的實(shí)施策略[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2019(3):47-60.
[25] 張立國,王國華.計(jì)算思維:信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究,2018(5):115-121.
[26] 中華人民共和國教育部. 關(guān)于政協(xié)十三屆全國委員會第三次會議第3172號(教育類297號)提案答復(fù)的函[EB/OL]. (2020-11-06)[2021-05-05]. http://www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/xxgk_jyta/jyta_jiaocaiju/202012/t20201209_504364.html.
[27] 孫立會.聚焦思維素養(yǎng)的兒童編程教育:概念、理路與目標(biāo)[J].中國電化教育,2019(7):22-30.
[28] 中共中央 國務(wù)院.關(guān)于全面深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見[EB/OL].(2018-01-31)[2020-08-15].http://www.gov.cn/xinwen/2018-01/31/content_5262659.htm.
[29] 孫發(fā)勤,馮銳.編程教育中的智能導(dǎo)師系統(tǒng):架構(gòu)、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2020(1):61-68.