梁健
摘? 要:隨著科技的進(jìn)步和信息技術(shù)的高速發(fā)展,學(xué)校和社會(huì)對(duì)學(xué)生計(jì)算編程能力的重視程度開(kāi)始逐漸提升,學(xué)生學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言和技術(shù)的年齡段提前。中小學(xué)生編程知識(shí)的學(xué)習(xí)也隨著編程教育體系的進(jìn)步和完善而不斷豐富,在學(xué)校教育和課外編程活動(dòng)課程的結(jié)合下,更加重視學(xué)生編程思維的培養(yǎng)和編程能力的提升,學(xué)生可以在編程知識(shí)的學(xué)習(xí)中逐漸提升各方面的能力。通過(guò)編程教育,可以使學(xué)生的成長(zhǎng)更加滿足社會(huì)和時(shí)代發(fā)展的需求,為學(xué)生以后的成長(zhǎng)和職業(yè)規(guī)劃提供更多的可能。
關(guān)鍵詞:計(jì)算思維;中小學(xué)教學(xué);校外編程
中學(xué)生的編程教育課程內(nèi)容和編程課外實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)和發(fā)展是編程教育的重點(diǎn)內(nèi)容,如何通過(guò)編程教育發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維能力,如何將計(jì)算思維這一價(jià)值取向貫穿青少年編程教育過(guò)程,從理論層面和實(shí)踐層面去具體提升和完善相應(yīng)的制度和活動(dòng)設(shè)計(jì)是編程教育的重點(diǎn)內(nèi)容。本文提出面向計(jì)算思維的中小學(xué)校外編程活動(dòng)課程實(shí)施這一課題,對(duì)學(xué)生課外編程課程的實(shí)施策略展開(kāi)論述。
一、國(guó)內(nèi)外中小學(xué)生編程學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀
(一)國(guó)外編程教育的形勢(shì)
學(xué)生更早地接受編程教育,已經(jīng)成為一種全球化的趨勢(shì),很多發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視對(duì)學(xué)生編程的教育和培養(yǎng)。在美國(guó)學(xué)習(xí)編程的兒童人數(shù)已經(jīng)高達(dá)700萬(wàn)人,日本也在2020年將對(duì)中小學(xué)生的編程教育作為學(xué)校教育的必修課,英國(guó)甚至要求兒童在5歲以上就要進(jìn)行編程學(xué)習(xí),很多歐洲國(guó)家也將編程教育納入教育體系中。大量數(shù)據(jù)顯示,世界上的很多國(guó)家都意識(shí)到了對(duì)學(xué)生進(jìn)行早期編程教育的重要性,通過(guò)讓學(xué)生更早更多地學(xué)習(xí)編程,更好地滿足國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的需求。
我國(guó)的學(xué)者和專家通過(guò)調(diào)查和研究國(guó)外學(xué)生編程教育的發(fā)展情況,發(fā)現(xiàn)有很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將對(duì)學(xué)生的早期編程教育上升到了國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略地位和局面。在這種戰(zhàn)略性思維的推動(dòng)下,很多國(guó)家開(kāi)始重視并推動(dòng)學(xué)校編程化教育的發(fā)展,開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)編程教育的建設(shè)和師資力量的投入。除此之外,國(guó)外很多國(guó)家還開(kāi)始發(fā)展課外編程教育,來(lái)促進(jìn)更多學(xué)生學(xué)習(xí)編程,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的編程能力,從而使教育可以更加適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的需求。
(二)我國(guó)的編程教育研究和發(fā)展
我國(guó)對(duì)青少年的編程教育起步較國(guó)外很多國(guó)家而言比較晚,目前還沒(méi)有建立起較為成熟的編程教學(xué)體系,還未建立起青少年編程教育的課程標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的編程教育現(xiàn)階段還存在著非常多的問(wèn)題,比如教學(xué)方法單一,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不強(qiáng),很多學(xué)校和地區(qū)并不重視中小學(xué)生的校內(nèi)編程教育,教學(xué)資源和師資力量比較短缺等。這些問(wèn)題在很大程度上都制約著我國(guó)體系化編程教育的發(fā)展。因此,我國(guó)關(guān)于青少年的編程教育應(yīng)該先借鑒和學(xué)習(xí)國(guó)外一些較為先進(jìn)的教學(xué)課程的設(shè)置和教學(xué)模式的設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)一些優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn),制定符合國(guó)家編程教育的課程標(biāo)準(zhǔn)、教育教學(xué)內(nèi)容,以及加大力度去培養(yǎng)和建設(shè)優(yōu)秀的編程師資隊(duì)伍,加大對(duì)編程教育的投入。一些課外的教育機(jī)構(gòu)也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)編程的教育和學(xué)習(xí),使編程教育發(fā)展的同時(shí)符合青少年身心發(fā)展和智力發(fā)展的實(shí)際情況。編程教育要結(jié)合政治、資金、文化、思想觀念、教育環(huán)境和青少年發(fā)展的特征,為學(xué)生創(chuàng)建良好的編程教育生態(tài)環(huán)境,使學(xué)生在良好的環(huán)境中更好地學(xué)習(xí)編程知識(shí),發(fā)展編程能力。
在國(guó)家層面,國(guó)務(wù)院和教育部多次就編程的教育下發(fā)相關(guān)政策文件。教育部印發(fā)的《教育信息2.0行動(dòng)計(jì)劃》多次強(qiáng)調(diào)為了更加適應(yīng)信息化社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,學(xué)校要不斷改革和提升課程方案,在學(xué)校教育中加入編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和人工智能的設(shè)計(jì)和制造內(nèi)容。
二、計(jì)算思維下中小學(xué)校外編程活動(dòng)課程開(kāi)展的意義
(一)通過(guò)編程教育,培養(yǎng)計(jì)算思維能力
計(jì)算思維是多層次、全方位、不同方式的整體思考,在信息技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)在,這種思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展是十分必要的,不僅是計(jì)算科學(xué)家需要具備的,也是每個(gè)學(xué)習(xí)編程計(jì)算和使用計(jì)算機(jī)的人應(yīng)該具備的思維能力。這種能力的具備和培養(yǎng),可以更好地將計(jì)算思維能力融入編程教育,讓計(jì)算思維能力作用于編程能力的學(xué)習(xí)和使用,同時(shí)編程能力也可以反作用于計(jì)算思維能力的提升和培養(yǎng),幫助學(xué)生更好地進(jìn)行計(jì)算機(jī)使用學(xué)習(xí)和編程的創(chuàng)作。編程課程設(shè)置要突出培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的重要性,重點(diǎn)發(fā)展學(xué)生的編程能力和計(jì)算機(jī)能力。計(jì)算思維更多的是編程教育的價(jià)值取向,因此,計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是學(xué)生編程能力培養(yǎng)的核心,二者是相輔相成的。
(二)通過(guò)課外編程活動(dòng),提升學(xué)生的編程能力
開(kāi)展編程活動(dòng)是發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生編程能力的重要途徑。大量豐富的實(shí)踐活動(dòng)可以給學(xué)生提供更多的機(jī)會(huì)去展現(xiàn)自己,還可以激發(fā)學(xué)生好奇心,從而更加有動(dòng)力和激情去進(jìn)行編程的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)。學(xué)生可以運(yùn)用自己所學(xué)的編程知識(shí)通過(guò)合作交流創(chuàng)造出可以服務(wù)于人們生活的實(shí)物,為生活帶來(lái)便利,這能增加學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中的成就感,有利于學(xué)生良好正確價(jià)值觀的形成和建立,可以幫助學(xué)生在掌握了更多的編程知識(shí)和技術(shù)后更好地服務(wù)于社會(huì)生活和科技的進(jìn)步。一些公益性的編程活動(dòng)也是吸引學(xué)生學(xué)習(xí)編程的有效途徑,學(xué)生通過(guò)參與活動(dòng)或者對(duì)活動(dòng)信息的了解,會(huì)產(chǎn)生對(duì)于編程學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈求知欲,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣,學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提升將大大提升編程學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。
三、計(jì)算思維下中小學(xué)校外編程活動(dòng)課程的實(shí)施策略
(一)社會(huì)學(xué)校多方聯(lián)動(dòng),開(kāi)創(chuàng)編程活動(dòng)
現(xiàn)如今,很多企業(yè)和社會(huì)機(jī)構(gòu)都紛紛開(kāi)始在校外開(kāi)展編程活動(dòng),但是由于各種原因,活動(dòng)開(kāi)展的效果并不好,甚至在很多情況下,有些機(jī)構(gòu)的編程活動(dòng)和編程課程的目標(biāo)都不是很明確。為了改善這一情況,提高編程活動(dòng)和編程課程的質(zhì)量,編程教育應(yīng)結(jié)合企業(yè)和多方社會(huì)資源,明確編程課程的教學(xué)目標(biāo),更好地開(kāi)發(fā)和運(yùn)用教學(xué)資源,開(kāi)創(chuàng)有意義、有影響力的編程活動(dòng),讓目標(biāo)明確、有規(guī)劃性的編程課程和編程活動(dòng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)編程知識(shí)和發(fā)展編程能力的舞臺(tái)。學(xué)生可以接受優(yōu)質(zhì)和高效的編程教育,參加創(chuàng)新性的編程實(shí)踐和活動(dòng),讓編程知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生編程的能力,學(xué)生在編程這條路上,可以找到意義和價(jià)值,得到更好的發(fā)展。
例如為了讓中小學(xué)生學(xué)到的編程知識(shí)更加體系化,接受的編程教育更加高效,可以參加一些有價(jià)值、有意義的編程活動(dòng)。重構(gòu)中小學(xué)校外編程課程教學(xué)體系的第一步,就是要確定和規(guī)劃好明確的教學(xué)目標(biāo),在教學(xué)和活動(dòng)的開(kāi)展中,緊緊圍繞著這一教學(xué)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行??梢园l(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維能力作為教學(xué)目標(biāo)的核心,在對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)中,可以按照學(xué)生不同的編程需求和編程能力,進(jìn)行分階段、分層次的目標(biāo)培養(yǎng)。讓每個(gè)學(xué)生都可以接受符合自己編程學(xué)習(xí)的實(shí)際情況、有助于編程能力進(jìn)一步提高的教學(xué)。校外編程的機(jī)構(gòu)和企業(yè)還可以通過(guò)和學(xué)校的多方聯(lián)動(dòng)和密切合作,來(lái)開(kāi)展一些編程活動(dòng)和編程教育,共同基于對(duì)學(xué)生的編程教育核心培養(yǎng)目標(biāo),提高學(xué)生的編程能力和計(jì)算思維能力,讓學(xué)生在計(jì)算思維能力發(fā)展的不同階段,都可以參加更加符合學(xué)生實(shí)際需求的活動(dòng)和比賽,在編程的學(xué)習(xí)和活動(dòng)的參與中,體驗(yàn)到編程的樂(lè)趣。
(二)設(shè)置編程課程集群,更好地因材施教
對(duì)學(xué)生的編程教育是由一系列的編程課程和活動(dòng)來(lái)進(jìn)行的,種類不同的課程的組合和搭配是否具有科學(xué)性和系統(tǒng)性,對(duì)編程教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著很大的影響。因此,學(xué)生的編程教育課程的設(shè)置應(yīng)該更加合理,更加具有科學(xué)性、針對(duì)性和全面性,編程課程的設(shè)置和組合并非簡(jiǎn)單拼湊,而是需要根據(jù)不同編程教學(xué)的內(nèi)容,為學(xué)生設(shè)計(jì)更加有利于學(xué)生編程知識(shí)學(xué)習(xí)和編程能力提升的課程集群,讓學(xué)生接受到更好的編程教育,做好準(zhǔn)備和鋪墊,更有利于在編程的教育和教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和編程能力因材施教,讓學(xué)生在原有編程知識(shí)的基礎(chǔ)上,可以更加快速高效地進(jìn)行能力的提升。
例如編程教育可以從以下這幾個(gè)方面進(jìn)行,分別是Scratch,Python,C++語(yǔ)言,以及一些編程的公益活動(dòng)和比賽交流。保證讓學(xué)生接受系統(tǒng)的編程理論知識(shí)教育的同時(shí),還可以參加一些編程活動(dòng)和比賽,在具體的活動(dòng)和比賽中為學(xué)生創(chuàng)造更多編程知識(shí)實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì),讓學(xué)生在具體化的實(shí)踐中,更好地創(chuàng)新計(jì)算思維能力。公益編程活動(dòng)應(yīng)該針對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的啟蒙和培養(yǎng)階段,使學(xué)生在這些活動(dòng)的參與中找到編程的樂(lè)趣和初步進(jìn)行計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。Scratch的圖形化編程教育應(yīng)該對(duì)應(yīng)學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的準(zhǔn)備階段,學(xué)生可以在該課程的學(xué)習(xí)中掌握一些基本的算法和計(jì)算思維邏輯。Python語(yǔ)言的學(xué)習(xí),則對(duì)應(yīng)學(xué)生計(jì)算思維能力的形成階段,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,可以逐漸構(gòu)建起計(jì)算思維編程能力的知識(shí)和思維體系。在C++語(yǔ)言的學(xué)習(xí)過(guò)程中,可以發(fā)展學(xué)生的思維編程能力,在與一些編程活動(dòng)和比賽的結(jié)合下,更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新型編程思維,培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。
(三)加強(qiáng)學(xué)生合作交流,培養(yǎng)編程思維
課外編程活動(dòng)的設(shè)置和開(kāi)展,可以通過(guò)一些趣味編程課程來(lái)加強(qiáng)學(xué)生之間的合作交流,根據(jù)學(xué)生年齡段和編程能力的不同,為學(xué)生劃分層次和等級(jí)來(lái)進(jìn)行課程設(shè)置和活動(dòng)開(kāi)展,這種分層次的交流活動(dòng),可以使學(xué)生更多地參與進(jìn)去,在活動(dòng)中去大膽創(chuàng)作和交流,從而不斷提升學(xué)生的編程能力和其他各方面的能力。課外編程活動(dòng)的設(shè)計(jì),還可以為學(xué)生設(shè)置跨學(xué)科教學(xué)情景,為學(xué)生提供一些有趣的課題,讓學(xué)生共同創(chuàng)造和完成一些編程項(xiàng)目,為學(xué)生創(chuàng)造更多有趣的編程交流活動(dòng)的機(jī)會(huì),有更好的平臺(tái)去展示自己的編程技能,設(shè)計(jì)和制造出更有實(shí)用意義和科技價(jià)值的東西,學(xué)生在比賽和活動(dòng)交流中還可以培養(yǎng)編程思維,提升編程能力。
例如少年宮可以開(kāi)展一些運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程思維的項(xiàng)目,教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生使用一些編譯工具,來(lái)具體了解編程的空間復(fù)雜程度,根據(jù)不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)和局限性,根據(jù)每種算法的不同,結(jié)合學(xué)生自己不同的需求,做出更好的選擇。教師還可以通過(guò)類似于繪畫、迷宮、漢諾塔等項(xiàng)目的設(shè)計(jì),幫助學(xué)生在合作交流中運(yùn)用算法思維去解決實(shí)際中的問(wèn)題。為了建立和培養(yǎng)學(xué)生編程學(xué)習(xí)的氛圍和積極性,增加學(xué)生之間的合作交流以及學(xué)生和教師之間的學(xué)習(xí)教育,少年宮可以策劃和舉辦一些大型的交流活動(dòng),比如可以邀請(qǐng)一些大型人工智能公司的工程師做演講和報(bào)告,和學(xué)生分享和交流一些科技前沿的發(fā)展、計(jì)算編程技術(shù)在人工智能上的運(yùn)用,通過(guò)這些演講讓學(xué)生掌握編程技術(shù)的發(fā)展和編程技術(shù)在科技發(fā)展中的運(yùn)用和作用,更好地促進(jìn)學(xué)生編程技術(shù)的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生建立起用所學(xué)的編程知識(shí)和編程技術(shù)去改變和創(chuàng)造生活的意識(shí)、設(shè)計(jì)和研發(fā)創(chuàng)新科技產(chǎn)品的學(xué)習(xí)目標(biāo)。少年宮和其他社會(huì)編程組織還可以進(jìn)行跨區(qū)比賽和交流,增加學(xué)生之間的交流機(jī)會(huì),在交流的過(guò)程中展示自己的小組和團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的作品,大家通過(guò)學(xué)習(xí)和討論,提升編程能力和計(jì)算思維;還可以以個(gè)人或者小組的方式舉辦技能大賽,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行編程軟件的操作和運(yùn)用比拼,激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和榮譽(yù)意識(shí),在小組的合作和配合中去完成比賽,比賽之后還可以和隊(duì)友進(jìn)行交流,彼此學(xué)習(xí)對(duì)方的長(zhǎng)處,完善自己在編程學(xué)習(xí)中的不足,從而更好地促進(jìn)學(xué)生編程的學(xué)習(xí)和編程能力的提升。
四、結(jié)語(yǔ)
中小學(xué)生編程教育的開(kāi)展,要結(jié)合學(xué)校教育的實(shí)際、青少年發(fā)展和興趣的實(shí)際去設(shè)計(jì)和開(kāi)展相關(guān)的課外實(shí)踐編程活動(dòng)和比賽,提升課外編程教育和課程的實(shí)效,讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更加系統(tǒng)化、更加可以在實(shí)踐中運(yùn)用的編程知識(shí)和技能,從而使我國(guó)的編程教育更快地發(fā)展起來(lái),培養(yǎng)出更加符合和滿足科技進(jìn)步和信息化社會(huì)的需求的科技人才,為學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展提供更多新的時(shí)代化的可能。
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(責(zé)任編輯:汪旦旦)