中小學(xué)編程教育中的“為什么”

張建東

● “為什么”要在中小學(xué)普及編程教育

1.對個人發(fā)展的意義

編程教育教會你如何思考，這種思考不是一般意義上的思考，而是指一種思維，這種思維被稱為計算思維。計算思維的核心是如何分解問題，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立解決問題的模型，并映射到合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法上，然后根據(jù)算法寫程序?qū)崿F(xiàn)。因此，在中小學(xué)開展編程教育的最終目的并不是把學(xué)生都培養(yǎng)成程序員，而是通過普及編程教育讓學(xué)生形成計算思維，使他們在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中能用這種思維去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題。

2.對國家發(fā)展的意義

編程教育是國家和時代的要求。目前，我國在IT領(lǐng)域落后于西方國家，要實現(xiàn)“彎道超車”，人工智能提供了重要的機會，而人工智能與編程教育密不可分，要搞好人工智能，就要先搞好編程教育。“少年強則中國強”，孩子領(lǐng)先一步，國家才能領(lǐng)先一步，只有盡早開展編程教育，未來才能有更多的科技人才、創(chuàng)新人才出現(xiàn)，有了科技人才、創(chuàng)新人才，國家才能更快地發(fā)展強大。

● 中小學(xué)編程教育“為什么”以培養(yǎng)計算思維為學(xué)科核心

以泰山版信息技術(shù)教材為例，中小學(xué)編程教育課程可以分為基礎(chǔ)課程和提高課程兩大部分，基礎(chǔ)課程主要是“數(shù)據(jù)計算與程序設(shè)計”，這一部分的主要目的是應(yīng)用軟件、程序進行數(shù)據(jù)的高效采集，自動化計算分析與結(jié)論輸出，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。提高課程主要是“算法與程序設(shè)計”，這一部分的主要目的是以枚舉、迭代、排序、遞歸、分治等高級算法的思想、過程、應(yīng)用方法為主體，兼顧基于先進的計算機語言編寫程序?qū)崿F(xiàn)算法，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。提高課程中還有《圖形化編程與創(chuàng)新設(shè)計》，這一部分的主要目的是以手機編程、開源硬件設(shè)計等方式開展圖形化編程的創(chuàng)新課程，兼顧人工智能等先進創(chuàng)新技術(shù)的學(xué)習(xí)。

在中小學(xué)階段的3～9年級主要以圖形化編程語言和代碼編程語言為載體啟蒙學(xué)生的計算思維，發(fā)展學(xué)生的計算思維并最終提高學(xué)生的計算思維。筆者認為，在小學(xué)階段需要普及的是“思想”，要讓所有的學(xué)生通過學(xué)習(xí)圖形化編程接受計算思維的啟蒙教育，并引導(dǎo)學(xué)生將計算思維拓展應(yīng)用到其他學(xué)科;在初中階段要讓所有的學(xué)生通過學(xué)習(xí)代碼編程接受計算思維的發(fā)展教育，引導(dǎo)學(xué)生將計算思維發(fā)展到一個新的高度，并在初中畢業(yè)前形成真正的計算思維，為高中階段計算思維的提高教育奠定基礎(chǔ)。

● 中小學(xué)編程教育“為什么”需要多重發(fā)力

計算思維培養(yǎng)是編程教育的重點也是難點，是出發(fā)點也是最終落腳點，為達到這一目標，在實際的教育教學(xué)中要多重發(fā)力才能更順利、更高效。

1.轉(zhuǎn)變思想更新觀念，增強課程理解能力

（1）以面向全體學(xué)生開展普及教育為主，以英才教育為輔。要讓所有的中小學(xué)生都接受編程教育，使其在學(xué)習(xí)編程的過程中形成計算思維，培養(yǎng)他們利用計算思維分析問題、解決問題的能力。

（2）以計算思維培養(yǎng)為主，以技能訓(xùn)練為輔。在實際教學(xué)中，要從解決實際問題入手定位學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生通過思考、嘗試、探究，逐步形成計算思維。編程語言只是實現(xiàn)計算思維的一種輔助工具，多學(xué)習(xí)一門編程語言并不是編程教育的根本目的，學(xué)生能利用自己熟悉的編程語言去解決問題才是期望的教育結(jié)果。

（3）要循序漸進，注重延續(xù)性。目前推行的編程教育是貫通小初高三個學(xué)段的，是一個循序漸進的過程。在小學(xué)階段，通過圖形化編程語言啟蒙學(xué)生的計算思維;在初中階段，通過代碼編程語言來發(fā)展學(xué)生的計算思維;在高中階段，通過代碼編程語言來提高學(xué)生的計算思維。

2.提高自身編程水平，增強計算語言駕馭能力

面對新改版的教材，雖然很多教師之前并沒有接觸過其中新添加的圖形化編程語言和代碼編程語言，但作為信息技術(shù)教師，一般都有一定的編程基礎(chǔ)，而且計算思維都比較成熟，因此，可以先按照教材及配套練習(xí)冊中的練習(xí)熟悉新語言的基本語法，掌握基礎(chǔ)技能后再采用遷移學(xué)習(xí)的方法來繼續(xù)提高自身水平。

3.靈活使用教材，增強教材處理能力

教材是課程的核心內(nèi)容之一，是引領(lǐng)教學(xué)發(fā)展、保證教學(xué)開展、促進人才培養(yǎng)的主體內(nèi)容。教師應(yīng)當以新版的信息技術(shù)教材為根本，對基礎(chǔ)（必學(xué)）課程內(nèi)容進行全面落實，并根據(jù)各學(xué)校實際情況適當選學(xué)提高課程內(nèi)容。此外，還可以借助教學(xué)參考書進一步深入理解編者對教材的編排意圖，通過配套練習(xí)冊得到更多的編程實例，以及關(guān)注一些教材編寫者的公眾號以便獲取更多的資料。

4.靈活應(yīng)用教學(xué)方法，增強教學(xué)實施能力

目前，在編程教育教學(xué)中常用的幾種教學(xué)方法有任務(wù)驅(qū)動、半成品加工、范例教學(xué)、項目式學(xué)習(xí)等。以泰山版信息技術(shù)教材為例，項目學(xué)習(xí)內(nèi)容要有重點地選擇，項目學(xué)習(xí)的項目既可以是一至兩周的班級內(nèi)單學(xué)科小項目，也可以是長達一年的、跨學(xué)科的大項目。在實際的課堂教學(xué)中，可以把一個項目分解為多個任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動由淺入深地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在完成任務(wù)的過程中，“半成品加工”策略可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，有很強的實用性，非常值得學(xué)習(xí)。

需要注意的是，整個課堂應(yīng)以學(xué)生探究為中心，要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，教師只做課堂的引導(dǎo)者、組織者、指導(dǎo)者，要把更多的時間交給學(xué)生，讓他們學(xué)會用計算思維解決問題。

蒼山點題

作為一線的信息技術(shù)教師，細致研究教與學(xué)的策略，切實提高課程實施技能，方為踏踏實實的前進之策。不過度追求時尚、高難度的內(nèi)容，科學(xué)合理地完成課程的基本要求，才能達成信息技術(shù)公民素養(yǎng)教育的基本任務(wù)。

第一篇文章，作者提出了一個現(xiàn)象級、藝術(shù)性的課堂教學(xué)技巧——教學(xué)緩沖。從學(xué)生需求角度，分析了教學(xué)緩沖是調(diào)整注意的有效手段;從課堂環(huán)節(jié)角度，分析了教學(xué)緩沖是課堂結(jié)構(gòu)的必要環(huán)節(jié);從知識體系角度，分析了教學(xué)緩沖是教學(xué)內(nèi)容的有益補充。并且，用實例說明了拓展型緩沖、還原型緩沖、拐點型緩沖等教學(xué)緩沖的設(shè)計策略，非常實用。

第二篇文章，分析了我國中小學(xué)信息技術(shù)教育已經(jīng)步入了一個新的發(fā)展時期，最顯著的變化是新教材中更新了編程教育的內(nèi)容，采用了全新的計算機語言，加大了編程教育的比重，改革了編程教育的理念。一線信息技術(shù)教師面對新版教材時，要弄清楚教材為什么要這樣改版，到底要教什么。作者根據(jù)學(xué)習(xí)與研究，整理出一些心得，給了我們很多啟發(fā)。

近期，本專欄逐步推出了一些較新的觀點，如前期的“信息巨嬰”、本期的“教學(xué)緩沖”，這些都是來自一線的深度思考，希望把您的獨特觀點也拿來分享，為課程貢獻一點星光。