林珊瑚

（晉江市晉興職業(yè)中專學(xué)校，福建 晉江）

編程課愈來愈成為中職學(xué)生學(xué)習(xí)的重點課程，學(xué)術(shù)界也普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)編程能夠有效地提高中職學(xué)生的編程思維，是培養(yǎng)學(xué)生思維的重要教學(xué)方法。新時代學(xué)科教育的不斷深化改革推動并形成了新的教育方式——學(xué)科融合教育方式，這有助于提高學(xué)生解決跨學(xué)科困難的技能以及有效促進學(xué)生多方思考問題以及全面提升學(xué)生的思維能力。在編程課程的教學(xué)過程中，有意識地融會貫通其他學(xué)科的知識，一方面能夠刺激學(xué)生進行思維轉(zhuǎn)換，使其具備一定的創(chuàng)新意識，另一方面能夠促進學(xué)生編程思維的形成，進一步提高學(xué)生的綜合資質(zhì)。

一、跨學(xué)科融合編程教育的定義

對于跨學(xué)科融合編程教育的內(nèi)涵，于國文、曹一鳴（2017）[1]給出解釋，即把編程跟其他的學(xué)科之間建立有價值的連接，并以此為紐帶，進行跨學(xué)科的融合教學(xué)，從而達到幫助學(xué)生形成批判以及計算思維的目的。首先，跨學(xué)科融合編程教育通過跨學(xué)科的教學(xué)模式，大大降低了學(xué)生接受編程教育的門檻，并且在教授編程課程的過程中應(yīng)用了其他學(xué)科的知識理念，能夠有效地提高學(xué)生的編程能力，進而實現(xiàn)教育資源的公平分配。其次，教育的信息化經(jīng)歷了輔助工具、應(yīng)用整合以及創(chuàng)新融合三個過程，而在創(chuàng)新融合的這一過程中，教育信息化的產(chǎn)物——編程教育也參與其中?？鐚W(xué)科融合編程教育正是創(chuàng)新地將編程課程和其他的一些學(xué)科甚至是多學(xué)科同時進行深度融合。最后，跨學(xué)科融合編程教育是將編程跟其他的學(xué)科之間建立有價值的連接，可以引導(dǎo)學(xué)生同時運用兩種以上學(xué)科的綜合知識合力去解決一個難題或者現(xiàn)象，這種深度學(xué)習(xí)非常有意義，而且能夠加深學(xué)生對某個知識或者現(xiàn)象的理解。

二、中職學(xué)校信息技術(shù)編程類課程教學(xué)模式的現(xiàn)狀和問題

（一）中職信息技術(shù)編程類課程教學(xué)模式的現(xiàn)狀分析

1.PPT+編程代碼演示型、講授型教學(xué)

通常教師會使用多媒體視頻功能播放PPT來講解編程的基本概念，然后利用編程軟件在大屏幕上給中職學(xué)生演示講解程序源代碼。優(yōu)點是學(xué)生能夠在第一時間通過大屏幕接收到教師的操作過程和結(jié)果，進而及時得到對編程課程的感性認(rèn)識以及學(xué)習(xí)編程的一個基本思路。缺點就是整個模式處于演示教學(xué)階段，將教師定位為教學(xué)活動的中心，而本應(yīng)作為主體的學(xué)生則只能處于接受知識的被動狀態(tài)，嚴(yán)重阻礙學(xué)生主觀能動性的充分發(fā)揮。其本質(zhì)實際是一種教授為主、演示操作為輔的教育模式，而多媒體屏幕的演示過程僅僅只是方便了學(xué)生觀看。

2.講與練相結(jié)合的機房上機教學(xué)

在這種教學(xué)模式下，教師的教學(xué)行為一般是在學(xué)校計算機教室進行，教師一邊操作計算機一邊講解，學(xué)生一邊學(xué)習(xí)一邊在計算機上進行實踐。優(yōu)點是學(xué)生能夠直接動手操作，及時對教師教授的知識進行實踐，既了解了計算機編程的相關(guān)知識，又能夠?qū)嶋H上手練習(xí)。缺點就是學(xué)生會因為對教師教授知識的接受能力不同而在計算機操作的速度上有明顯差別，因此教師沒有辦法使學(xué)生的步調(diào)保持一致，無法實現(xiàn)計算機編程的層次化教學(xué)，所以時常會發(fā)生部分學(xué)生早早做完練習(xí)內(nèi)容而另一部分學(xué)生還沒完成操作的現(xiàn)象。

3.C/S架構(gòu)與多媒體教學(xué)軟件的結(jié)合教學(xué)

在這種教學(xué)模式下，通過構(gòu)建C/S（客戶機/服務(wù)器）架構(gòu)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)計算機機房內(nèi)一臺教師機器與多臺學(xué)生機器的內(nèi)網(wǎng)連接，教師可以通過操作多媒體教學(xué)軟件來控制學(xué)生機器。上課時，教師會通過內(nèi)網(wǎng)將要傳授的知識發(fā)送到學(xué)生的計算機上，學(xué)生通過自己的屏幕進行學(xué)習(xí)。教師需要講解知識時，會通過全屏廣播功能鎖定學(xué)生機器，使之無法進行各種操作，而只能通過計算機屏幕觀察學(xué)習(xí)教師的操作過程。教師教授完之后會解鎖學(xué)生的計算機，學(xué)生就可以自由操作，進行實踐練習(xí)。優(yōu)點是教師能夠通過教師計算機來檢測到學(xué)生的屏幕，以便及時地掌握學(xué)生的實操情況以及對課堂教學(xué)內(nèi)容的消化吸收情況。當(dāng)學(xué)生有疑問的時候，可以通過舉手或者網(wǎng)絡(luò)互連的方式請求教師給予指導(dǎo)。缺點就是，其實質(zhì)還是以教師教授為中心，而學(xué)生的主觀能動性也并不能發(fā)揮到極致，所以也就沒有辦法實現(xiàn)分層次教學(xué)的目標(biāo)。同時，這種教學(xué)模式也對學(xué)校提出了較高的計算機軟件以及硬件設(shè)備要求，為其帶來了較大的資金負(fù)擔(dān)。

（二）中職信息技術(shù)編程類課程教學(xué)模式現(xiàn)存問題

以上現(xiàn)象面臨著一個共同的難題，那就是，教師為中心的單向授課是學(xué)生獲取和了解編程知識的基礎(chǔ)，只能按照統(tǒng)一的授課進程來進行，不能夠兼顧到學(xué)生的個體差異，不能夠從學(xué)生本身出發(fā)，刺激他們學(xué)習(xí)編程的動力和興趣，也沒能夠給他們留有充足的空間和機會去獨立完成思考；缺乏教師對學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動性的發(fā)掘，學(xué)生跟教師的交流不夠充分，也不利于對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，同時不利于學(xué)生主動創(chuàng)新意識和能力的養(yǎng)成。[2-3]

三、信息技術(shù)編程類課程的特點和難點

此課程一大特點是對學(xué)習(xí)者的抽象思維以及實踐能力有相對較高的要求，此類課程通常以算法以及實現(xiàn)該算法的代碼為核心內(nèi)容，同時所用代碼必須遵守相對嚴(yán)格的語法規(guī)則。一方面算法和實現(xiàn)算法的代碼的學(xué)習(xí)相對其他學(xué)習(xí)內(nèi)容較為枯燥。另一方面學(xué)習(xí)者同時又必須有較高水平的邏輯分析能力。但是信息技術(shù)編程類課程的接受群體為中職學(xué)生，他們的抽象思維以及實踐能力比較弱，自主學(xué)習(xí)的意識薄弱，而且學(xué)習(xí)的自我控制能力以及忍耐力不夠強。如何實現(xiàn)中職信息技術(shù)編程類課程的特點和中職學(xué)生特性的融合成為這種教學(xué)模式的一大難點。從中職教育的培養(yǎng)目標(biāo)以及中職學(xué)生的特征來看，要實現(xiàn)抽象思維以及邏輯分析的信息技術(shù)編程知識的傳授，需要做到運用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式來合理組織編程課程的相關(guān)知識，以此有效刺激和帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進而探索適合中職學(xué)生的教學(xué)方法，使中職學(xué)生能夠掌握自己編程學(xué)習(xí)的主動權(quán)，賦予信息技術(shù)編程類課程更加創(chuàng)新融合的學(xué)習(xí)模式。

四、編程課程跨學(xué)科融合教學(xué)的實踐應(yīng)用

中職學(xué)生參與教學(xué)活動的主動性以及最終教學(xué)活動的實際效果直接受教學(xué)活動主題的影響。根據(jù)中職學(xué)校課程教學(xué)的特點，教學(xué)活動類型能夠分成現(xiàn)象（過程）模擬型、原理概念型和探索實踐型三類。以上這三種教學(xué)活動能夠完美地覆蓋語、數(shù)、外、音、體、美以及思政、科學(xué)、信息技術(shù)編程的相應(yīng)知識點。中職學(xué)生既能夠完成自己的課程學(xué)習(xí)任務(wù)，又能夠?qū)崿F(xiàn)與其他學(xué)科的創(chuàng)新融合，這將極大地提升中職學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性以及解決現(xiàn)實問題的能力。[4]

（一）原理概念型教學(xué)活動

原理概念型教學(xué)活動的實施有賴于Python代碼式編程的實施工具。教師首先會將學(xué)生需要學(xué)習(xí)了解的學(xué)科知識總結(jié)歸納成一個系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，以方便學(xué)生在系統(tǒng)化的反復(fù)練習(xí)以及體驗中不斷具備編程思維，并形成自己解決相應(yīng)問題的方式方法。

原理概念型教學(xué)活動一般能夠分成兩種類型：一種是通過編程的手段來對數(shù)學(xué)、自然以及科學(xué)的概念進行驗證。另一種是通過編程的手段來研究分析問題的多種驗證通道。以學(xué)習(xí)者所掌握的學(xué)科知識為基礎(chǔ)，通過編程的思維方法進一步佐證。一方面可以加深學(xué)習(xí)者對已掌握學(xué)科知識的理解與思考，另一方面可以拓寬學(xué)生的知識面，進而整體提高學(xué)生的綜合能力。比如，在語文學(xué)科與Python編程相結(jié)合的教學(xué)時，學(xué)生解決中文文本的詞頻統(tǒng)計分析中，Python編程能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)文本的快速分析，有利于學(xué)生在文本中得到更多的知識。再比如，給學(xué)生安排一項任務(wù)，讓每個學(xué)生隨機選擇五個成語，通過編程技術(shù)通俗易懂地展現(xiàn)出來，最終評選出優(yōu)秀作品，給予獎勵，學(xué)生可以通過玩成語游戲來理解成語的由來和具體含義，并完成成語的記憶，不僅能夠提升編程水平，還可以強化對成語的理解和記憶。

（二）現(xiàn)象（過程）模擬型教學(xué)活動

現(xiàn)象（過程）模擬型教學(xué)活動通常使用圖形化界面軟件工具。由于中職學(xué)習(xí)中一般會有許多像是實驗步驟、朗讀順序、課程安排等固有的流程，中職教學(xué)活動會有相關(guān)游戲設(shè)計以及故事描述、藝術(shù)化呈現(xiàn)等，在這些教學(xué)活動中，中職學(xué)生需要根據(jù)實踐過程的順序編寫程序，最后形成一個完整的算法過程。

古詩詞比較凝練，且具有特定的語境，比較晦澀難懂，且中職的學(xué)生普遍喜歡玩游戲，因此可鼓勵學(xué)生利用Python編程技術(shù)，結(jié)合古詩詞特點，設(shè)計出古詩詞類小游戲程序，可以隨時找語文教師和編程教師協(xié)助完成，這樣學(xué)生不僅有成就感，還提高了編程和語文學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生在玩中學(xué)、學(xué)中玩。在全程教學(xué)活動中，課堂氛圍積極且融洽，同時學(xué)生參與度極高。其中的原因有二，一方面是諸如此類的教學(xué)活動中用到的編程算法一般難度不高，另一方面是這些教學(xué)活動都是模擬日常生活中常見的現(xiàn)象，學(xué)生對此有極大的興趣，且使用性較強，學(xué)生更容易接受。

（三）探索實踐型教學(xué)活動

探索實踐型教學(xué)活動的主要內(nèi)容是日常生活中的實際問題，有多種多樣的形式，更加具有開放性。在教學(xué)實踐中，學(xué)生可自主地在既定主題之下發(fā)現(xiàn)所存在的問題，進行思考，找到解決問題的方案并且能夠自由發(fā)揮進行創(chuàng)意表達，這種類型的教學(xué)活動有利于調(diào)動學(xué)生自身的驅(qū)動力，進而提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。將探索實踐型教學(xué)與生活問題緊密結(jié)合，通過當(dāng)前所學(xué)編程工具開發(fā)出智能化交通信號燈、灑水、滅火機器人等系列可滿足生活所需的智能創(chuàng)作，使得學(xué)生在將復(fù)雜問題簡單化的同時，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力得到大幅度提升。為更進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在學(xué)生設(shè)計智能交通信號燈教學(xué)任務(wù)時，教師可先帶領(lǐng)部分學(xué)生在相對復(fù)雜的十字路口處進行分段式觀察，總結(jié)十字路口信號燈的一般運行規(guī)律，隨后把這種規(guī)律轉(zhuǎn)化成為編程語言，通過可視化的編程來進行腳本的搭建，運用Arduino主板以及LED燈來完成交通信號燈的規(guī)律性變化，最終成功地將十字路口交通信號燈自動顯示的實際問題解決掉。除此之外，教師還會在這一基礎(chǔ)上進行拓展延伸，如東西向行駛的車輛較多的情況或者晚上9點之后十字路口四個方向的信號燈都閃爍黃燈的情況，還有丁字路口交通信號燈變化的情況，這些實際情況都是學(xué)生可以實際感受到的，所以更能夠較好地激起學(xué)生的積極性，并激發(fā)他們的想象力和勇于實踐探索的勇氣。

五、政策及建議

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，明確編程教育跨學(xué)科的重要性

一方面先要看清楚中職學(xué)生編程教育的教學(xué)模式，中職學(xué)生編程教育的實質(zhì)是對他們思維模式的培養(yǎng)。編程時中職學(xué)生思維模式的構(gòu)建以及情感的溝通表達都有著其特立獨行的作用。但是編程作為一門獨立的學(xué)科課程，很難在短時間內(nèi)占據(jù)與語、數(shù)、外等基礎(chǔ)教育課程同等的地位。[5]因此，把中職學(xué)生編程教育與其他的相關(guān)學(xué)科建立有價值的連接，并以此為紐帶進行跨學(xué)科的融合教學(xué)對于降低編程課程的學(xué)習(xí)難度和外在壓力以及中職學(xué)生邏輯思維能力的養(yǎng)成有著重要的意義。另一方面要清楚界定中職學(xué)生編程教育的價值。對于編程人才以及擁有跨學(xué)科綜合實力的人才的培養(yǎng)是順應(yīng)人工智能時代背景下新時代對人才的需求而產(chǎn)生的，并不僅僅是為了隨波逐流。

（二）提高教師隊伍整體素質(zhì)

一方面提高中職學(xué)校基層教師隊伍對于對中職學(xué)生進行編程教育的重視程度。中職學(xué)生編程教育跨學(xué)科融合并不是教育者頭腦的一時發(fā)熱，而是順應(yīng)整個時代背景和國際大環(huán)境的變化而產(chǎn)生的，關(guān)注并重視編程教育對中職學(xué)生思維邏輯能力的培養(yǎng)，對于基層教師來說十分必要。中職學(xué)校的基層教師應(yīng)當(dāng)拿出對待語、數(shù)、外等基礎(chǔ)學(xué)科的那種熱情來對待編程教育，并積極地將編程教育融會貫通到其他學(xué)科的教育中。另一方面確保具備編程教育跨學(xué)科融合教學(xué)能力的師資力量，不斷展開對中職學(xué)校遠程教育人才的培養(yǎng)。一是可對當(dāng)前在校師范生進行相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)培訓(xùn)，師范學(xué)生作為未來教育一線的堅實力量，務(wù)必將重視編程教育的理念深深植入他們大腦中。二是做好在職中職教師的繼續(xù)教育工作，培養(yǎng)他們的編程教育理念和素養(yǎng)。

（三）完善跨學(xué)科融合保障機制

一個學(xué)校的政策措施以及支持手段是發(fā)展中職學(xué)校編程教育的重要保障。一是中職學(xué)校應(yīng)當(dāng)在政策層面制訂編程教育發(fā)展規(guī)劃綱要，構(gòu)建和完善中職學(xué)生編程教育的課程體系。二是提倡教師之間、教師與學(xué)生之間科學(xué)構(gòu)建學(xué)科編程共同體，也就是說使具有不同學(xué)科背景的專業(yè)教師共同合作編排相關(guān)編程教案，并將相對不錯的教案陳列出來再進一步甄選出優(yōu)秀成果作為共同的教學(xué)案例。