對少兒編程與信息素養提升實踐的一些思考

王振強 王勝靈

編者按：國家教育信息化、互聯網+、大數據以及人工智能等戰略的實施應用，推動了全國中小學教師信息技術應用成果的積極展現，其中對少兒編程與信息素養等主題的討論尤為關注。本次采訪邀請北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心信息技術教研室王振強主任和北京師范大學人工智能學院王勝靈教授來談談有關當前中小學編程教學的一些話題，隨后分享北京市海淀區教師進修學校鐘建業老師關于算法與程序設計教學策略的精彩論述，希望能給一線信息技術教師及教研員帶來有益的借鑒和指導。

《中國信息技術教育》：王主任，作為北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心信息技術教研室主任，您對少兒編程教育有哪些看法？對這類主題又有哪些指導方向？

王振強：編程教育這個概念提出來，應該是這兩年的事。國務院《新一代人工智能發展規劃》頒布以后，編程教育受到廣泛關注，很多中小學開設了人工智能相關課程、編程課程。編程教育對于我們信息技術教育（或信息科技教育）者來說是一件好事，因為它對整個國內青少年的信息科技教育起了一個很大的促進作用，在整個社會上營造起一個非常好的信息科技環境。它對信息科技教育的價值，對學生的發展，對社會的轉型推動，都給予了充分的肯定。這是我們做了多少年，一直在努力，但是一直沒有達到的效果。所以從這個意義上來說，這樣一個概念的提出對我們中小學的信息科技教師、教研員的幫助是非常大的。

但是從另外一個角度探討這個事，普通人編程教育是忽然熱起來的，但實際上編程作為一個課程內容或教學內容，它并不是一個新鮮事。我們國家的中小學信息技術教育，最早在1979年就開始出現。北京景山學校，在全國的中小學范圍內第一個擁有了計算機，然后就在開始做計算機的教學。后來從80年代初開始，計算機教學就由小到大，從幾所學校、幾十所學校發展到幾百所幾千所學校，逐漸推廣起來。到2000年，教育部出臺了三個文件，在中小學普及信息技術教育，要開必修課，要做校校通工程，信息技術教育作為一個國家最高教育管理部門的舉措就推開了。那么就是說，編程這些內容在那個時代的中小學就已經有了，而且它是面向所有的學校、所有的學生。80年代初，在中小學開的與計算機相關的教學活動中，編程幾乎就是唯一的內容，因為那個時候計算機功能有限，只能學編程。比如那時候學校利用比較多的蘋果2，開機默認進BASIC，學生很難有其他內容可學。曾經清華大學譚浩強教授編寫的《BASIC程序設計》對于我們來說就像經典、盛典一樣，前后再版多少次，總共發行上千萬冊，創了吉尼斯世界紀錄。所以編程教育這件事在我們看來并不新鮮，它不是這兩年才有的事，只是它以前局限在一個很小的圈子里邊，圈內人知道有這事，社會上全然不知。

《中國信息技術教育》：編程最早的時候和現在這種情況又是怎樣的一個狀態呢？

王振強：因為全國范圍內各地區學校之間的發展差異特別大，同樣是事情，發達地區都已經很普遍，而偏遠地區的孩子可能還很陌生。雖然2000年教育部已經有文件強調必須要開這個課程，但實際上這個課程開設的狀況很差。在所有的中小學的國家課程里面，這門課的課時量是最少的。按照2000年教育部文件的要求，信息技術課程在小學階段不少于68課時，初中階段不少于68課時，高中階段70～140課時。68課時是什么意思？ 如果每周上一節課，上過兩年就滿足要求了。文件只規定了最底線的要求，具體在幾年級開也沒有規定。這些年，即使在很多教育信息化比較發達的地區，作為一門課程，在中小學的課程體系當中，它還是很弱很弱的。雖然學校在開展教育教學管理、轉變教學方式上應用了不少信息技術，但是將其作為一門課，真不夠重視。有些領導覺得信息技術課程沒有考試，不存在升學壓力，這門課程對學校發展沒什么貢獻，更看不到對學生未來成長的價值。曾經就有一位主管領導對我們說：“計算機課如果能把目標定在打字上，那就太了不得了，所有的學生學完這個課以后都能打字，能在白紙上打出黑字來，這是多么了不起的一件事。”這說明很多人對信息技術課程的價值認識很不到位。

現在有了一個很好的氛圍，但是中小學的學生究竟該學點什么、學到什么程度才對其未來的發展最有利？這個問題仍然不是很清楚，需要進一步研究和探索。

《中國信息技術教育》：編程信息素養提升對現在的信息技術教育有哪些影響？

王振強：編程信息素養雖然說對教育有很大的促進作用，但是編程教育這個提法，就是把編程和教育能夠搭配在一起，它自身的邏輯我們覺得并不是很通順。科技和教育能夠配得上，信息和教育也能配得上，編程其實只是信息科技教育內容當中的一個組成部分，雖然它很有價值，但是很難上升到能和教育這個概念相匹配的層次。高中的課程標準里明確提出了信息技術課程的目標是培養信息素養，信息素養有幾個要素，其中最能體現學科特征的就是計算思維，編程是培養計算思維的一個非常有力的、重要的手段，也可以說是一種方式，但是編程并不是目的。現在社會上的校外培訓機構，對編程教育的認識及對編程教育的宣傳層次比學校要高，這是具有合理性的，因為兩者的培養目標、對象定位不一樣。對于學校來說，面向的是全體學生，學校是公辦的教育，講的是公平，是從宏觀及總體上去考慮這個問題。其培養目標不是要把所有學生都培養成未來的IT工程師、軟件工程師、碼農，而是要讓學生走向各個行業領域。所以信息素養是一種適應未來社會發展的人的基本素養，編程只是占其中的一部分，雖然我們認為它非常重要，非常有特色，非常有價值，但是在整個系統當中它也只是一部分。而對于校外培訓機構來講則不一樣，他們是做IT專業的培訓，他們所培養的學生是經過篩選的對信息技術、編程具有濃厚興趣的特定的人群。他們可以說就是要把這些孩子培養成長大以后進入這個行業的碼農，培養成軟件工程師、系統架構師等，這是面向專業人才的培訓。

作為一名校內的教師，如果他的一部分學生，將來真的能夠進入到這個行業，成為專門的人才，那也是一件很可喜、很光榮的事。但是這是一種期望，我們不能把整個教學的目標定在這個要求上。各個學科其實都一樣，任何一個學科，數學也好，語文也好，教師都希望能有更多的學生進入到他所在的那個領域里邊，但這只是個人的愿望，如果現實中真的照這個目標去做，那就可能會出問題。學生有各種各樣的發展的可能，我們都得給他機會，不能把所有的學生全都搶過來。有些校外培訓機構，為了自己的利益，無限制地擴大培訓范圍，加大內容難度，那么他們就走向了教育本身的反面，造成很大的弊病，那是我們要會回避、要杜絕的。

面對編程教育現在這樣一個狀態，我們既高興，又有一點憂慮。主要原因是有些人對這個問題沒有全面把握，沒有全面分析，盲目行動，朝三暮四，什么熱就追什么。今天是編程，以前還有創客、STEAM、機器人、無人機等，然后就是人工智能、區塊鏈，一個一個概念層出不窮。每一個行業、領域，都想讓自己的價值能夠得到充分發揮，這種心情是可以理解的，但是如果把這種想法延伸到基礎教育，讓基礎教育的教學、課程搖擺不定，那是不可想象的，基礎教育需要有相對穩定的課程體系。信息科技當然要跟著時代的發展不斷前進，這是大趨勢，但是我們必須遵從它自身的價值和規律來辦事，不能被社會上的某些潮流所左右。

《中國信息技術教育》：對于校長跟之前的角色，在編程教育推動過程中有沒有相關的角色轉換的案例，或者說有什么相關的話題想說的？

王振強：學校領導看待信息技術，一方面是把技術當做工具去用，這屬于教育技術或者搞教育信息的領域;另一方面是把技術當做教學內容。我從事的主要工作是讓學生把它當做需要學習的內容去學。作為課程教學內容，它與學校里設什么樣的崗位，怎么做管理，怎么在各個學科當中去用，怎么在學校的日常工作中提高工作效果，是兩回事。教育信息化、數字化、網絡化、智能化，我覺得這也是一種創新，也是學校教育發展的趨勢，我非常贊成，但這不是我的主要研究方向，雖然有所了解但不夠深入，能舉出的案例可能不夠具有代表性，這個問題就不再深入討論了。

《中國信息技術教育》：編程課程內容在目前校內考試都有哪些應用發展？

王振強：提到所謂將編程納入到中小學什么課程考試當中，好像這件事是這兩年才有的，其實相關的考試一直都有。北京的中考方案中有“全學全考”的說法，即所有學科的成績都要納入到中考的考試成績當中來。信息技術也是作為中考的考試科目之一，從官方的宣傳口徑來說，這個提法是沒錯的。以前在中學叫會考，現在叫學業水平考試，自從課改考試方案定了以后，信息技術學科考試，包括編程的考試就一直都有。通過各個學科的學業水平考試是學生獲得相關學段畢業資格的必要條件。

但是不同的學科考試的管理方法不一樣，語、數、外、理、化、生、史、地、政這9科實施全市統一考試。音、體、美、信息技術、通用技術這5科的組織實施由區負責，管理力度相對弱很多。

在個別省份，信息技術學科作為高考學科，考試對教學的影響非常大，編程作為考試的重要內容，對編程教學、培訓的影響也非常大。考試對教學的影響有利有弊，很難一概而論，需要深入研究。

《中國信息技術教育》：可以分享一下未來中小學教材中是否會加入其他的編程語言嗎？

王振強：從北京市有信息技術課那天開始，編程的內容就一直沒有脫離過我們的教材。談所用的編程語言，我覺得那是件小事。我們的目標是培養學生的思維，具體的編程語言只不過就是一個途徑、一個工具，什么語言方便，什么語言好用，它就流行，我們就用什么語言。最早我們用BASIC，先是GWBASIC，然后是QBASIC，再往后是VB。小學階段用過一段PC logo，現在Python里邊的Turtle海龜畫圖有的高中也在用。Logo語言發展期間還出現過不同的版本，北京還有教研員自己跟公司一起開發過中文Logo，甚至把3D繪圖都加進去。從2012年開始，小學基本上普遍選用Scratch圖形化編程平臺，目前有很多企業或研究機構開發了與Scratch類似的編程平臺，設計思路都接近，只是在具體功能上有一些拓展。在功能相近的情況下，我們肯定優先選用國產平臺。

在以后的教學中，高中基本全用Python，小學以圖形化編程平臺為主。初中以后選用什么語言平臺目前不太好確定。我們有過一些設想，就是逐漸從圖形化往代碼過渡，但是如何過渡還需要研究。

我們的主要思路是哪個好用、哪個方便就用哪個，并不局限在某一個具體的語言或者平臺上，而是按照需要、按照效果來定。所以說其中很有可能加入其他的編程語言，只是可能，也不能確定。

《中國信息技術教育》：您怎樣看待圖形化編程在中小學階段的應用？

王振強：我覺得圖形化編程在中小學階段應用還比較適合。北京有個別學校或者地區在推行Python，甚至有一所學校的小學生在用C++，我覺得這個在小范圍內嘗試研究是可以的，因為他們有這個能力，有這個條件。但是在大范圍內，我覺得圖形化編程的優勢還是明顯的。對于小學生來說，圖形化編程直觀、簡單，可以回避掉許多煩瑣的規則、格式，提高學生學習的興趣，降低學習難度，引導學生領會編程過程中的思想方法，它的優勢是顯而易見的。當然，隨著學習內容的逐漸增加、提高、深入，當編程量、代碼量擴大以后，圖形化的優勢就越來越弱了。當程序復雜了以后，圖形化程序的可閱讀性就大大降低，這就需要改到代碼方式上來。小學的編程教學強調面向全體學生，目標是入門，重點是體驗，當然首選圖形化編程。在以往的研究中，有些地方也曾經嘗試直接用流程圖編程，學生畫流程圖，系統自動生成代碼。現在很多企業開發的編程平臺，雖然具體的呈現形式不一樣，但是基本思想是一樣的，先是有圖形，圖形打開以后，里邊是具體的參數，學生可以先用圖形搭一個簡單的框架，由系統生成代碼，然后用代碼去調一些細致的內容。我覺得這個方法也挺好，確實能夠簡化我們的工作，條理很清楚。

《中國信息技術教育》：您認為少兒編程的圖形化發展趨勢和應用前景如何？

王振強：肯定是絕對的主流。因為確實它的優勢太突出、太明顯了。目前的現狀是比較清楚的，但圖形化是不是發展趨勢這還不能肯定，可能校內和校外會有些差別。總體來說，在整個課程改革的過程當中，編程這一部分內容所占的比重一定會擴大。

學術界對編程教育的看法還存在一些爭議，有的專家覺得我們的目標是培養基本思維，編程只是一種途徑，但不是唯一的途徑，比如說我們可以采用不插電的一些活動，像數據編碼這樣的內容，不一定非得上機，不一定非得編程。站在我們這些比較靠近一線教學、靠近教師的教研員的視角來看，我覺得編程還是必不可少的。要讓學生去體驗計算機算法，經歷解決問題的過程，領略其中的思想方法，就需要他們用一個工具去做一遍，完成一個成品，學生經歷了這樣一個過程才能獲得切身的體驗。如果只是講概念、玩理念，那是高來高走，落不到地上，所謂素養就沒法實現。

編程教育也好，編程教學也好，肯定都要發展，發展是分層次、有差異的。有面向所有學生的基礎課程，有面向部分學生的高拓展課程，有國家課程、地方課程、校本課程，它的定位是不一樣的，但是總體來說需要加強。

這是一個我們認為的一個大的趨勢。當然這里面也有一些不確定因素。有些地方比較浮躁，不考慮有沒有師資、裝備、課時，采用一刀切的政策強行開課，對外宣傳做完了，實際落實怎么樣沒人管。技術的發展往往會起起落落，一段時間發展得快，當遇到一些瓶頸問題時，發展可能就會受到阻礙，隨著某些問題的解決或者一些基礎條件的改善，它又快速地發展，這是很正常的。我們擔心的是一些決策者，他們不是從對學生的發展、對社會的發展的價值出發，而是一味地順從領導的喜好，從彰顯業績的角度去考慮問題，那樣的話，編程教育未來的發展前景就不好說了。

《中國信息技術教育》：您對目前的信息技術教師能有一個什么樣的方法指導？

王振強：信息技術教師自身不斷更新，迭代自己的知識結構，這種需求比任何其他學科的教師都要強烈很多。絕大多數信息技術教師都有著非常強的責任心和不斷發展自己業務水平的愿望。但是現實是學校里的信息技術教師，他們在學業方面的壓力并不大，而是其他的工作占用精力太多，如對其他教師的培訓、各種教育信息化的應用等，雜事非常多，這樣一來，教學仿佛成了他們的副業。主要精力不能放在研究教學上，還指望他們能有多快多好的發展？只靠教師的奉獻精神來提升專業素質，這是很難持久的。

《中國信息技術教育》：通過咱們教研口對教材方面的一些編寫，是不是對這些教師有一些引導，或者是對他們有提升的東西？

王振強：教師培訓是教研工作當中的一大塊，除了教研，我們還有專門的培訓部門，比如北京教育學院，他們專門負責在職教師的培訓，我們也會相互協作開展教師研修。

對學科教學影響最大的指導性材料首先是課標，其次是教材，教材的編寫要依據課標。課標會按照課改的理念以及我們對課程價值的認識去安排體現時代發展、適合學生學習的教學內容。這些內容當中有很多是教師以前沒有學過的，這一方面需要教師自己學，另一方面我們會通過一些活動來做培訓。有時候我們也分享一些成功者的經驗和案例，通過交流來影響他們。

總之，信息技術教師應該有這樣一種意識，當看到問題時，就應該嘗試著去改進，爭取良性循環。

一般情況下，學生對課程都非常有興趣，但是隨著課程的推進，學生不能只停留在一個簡單的興趣階段，不能只限于在課上學到知識，而要在學習知識的基礎上，學會運用這些知識解決問題，并且從一個問題拓展到同類的其他的問題，最后將這個過程變成一種意識和思維習慣。這個過程需要逐層去遞進，實現它并不是很容易的。

影響教學效果的因素包括教師自己的知識結構，知識的寬度、深度，以及教師的教學方式。教學方式對教學效果的影響會更大一些。教學中教師要琢磨學生的心理，要站在學生的角度去考慮問題，教師既要轉換自己的角色，也要教會學生轉換角色，使其從一個信息技術的普通用戶向高級用戶轉變，從一個技術工具的使用者向開發者轉變。例如，在設計程序時就得考慮使用程序的人怎么能夠用的方便，一個程序既要能滿足特定用戶的需求，也要能適應不同用戶的需求。學生的角色即在這樣的學習過程中發生轉變。另外，技術是存在兩面性的，有利也有弊。我們在考慮一個問題解決方案的時候，不必奢求這個方案十全十美，技術應用是有條件、有代價的，我們要考慮的就是這個代價跟得到的收獲之間的比例，只要收獲足夠多，付出的代價就可以接受，甚至忽略不計，哪怕它可能還會帶來一些不利的影響，但只要我們知道怎么去規避那些不利影響，這樣的方案就可以大膽采用。這就是我們看待技術、看待科學的一種科學觀念。有人說，我們要不惜任何代價去追求一個結果，這種說法是極不負責任、極不靠譜的。做任何事都是有代價的，我們所要考慮的是代價跟收獲之間的比例，尋求的是高性價比。這是一種觀念，或者方法論、世界觀層面的內容，是實現培養全面發展的人所不能或缺的，也是教師在教學中需要特別關注的。

《中國信息技術教育》：針對信息化教育，或者我們的學科教育，您對企業，或者一線教師，會有哪些期許？

王振強：我們這個學科與技術緊密關聯。信息技術課堂當中的很多學習內容，不是從學術層面理論推導出來的，而是在技術上先實現了，形成了客觀標準，然后再形成知識體系。比如說講文件管理，過去我們用DOS，常用的操作是列目錄，即DIR。到了Windows時代，目錄改叫文件夾，實際上是一回事。因為企業開發產品時用了這個名，產品普及后它就成了標準，我們就得跟著這個標準來教學，至于哪個更科學其實無所謂。所以說信息技術這門課程天然地與企業之間存在一種緊密關聯，所以它的很多教學內容是依賴著企業技術的發展的，從這個角度來說，我們特別期待企業有更好的產品，這些產品對信息技術課程來說有時候是基礎，有時候是支撐，有時候是工具，而更多的時候它們是相輔相成的。

當然，企業與學校教育的追求有時是不一樣的，公立的教育是不談經濟效益的，而企業往往把經濟效益放在首要位置，從某種意義上來說這也是可以理解的。很多企業的朋友與我們一塊探討如何推進教育教學的發展，我們非常歡迎，我們很愿意與企業合作，共同努力打造一個良好的信息科技教育新生態。

《中國信息技術教育》：王教授，您在課程方面很有經驗，想問一下對中小學開設編程課課程體系設計您有何建議？

王勝靈：編程語言作為算法的表達和創作工具，滲透著算法思維和計算思維，在設計編程課程的時候，應將這方面納入教學目標中，并作為重點內容。我們開設編程課程，目標絕不是要培養碼農，而是要培養日后能夠與未來科技和諧共生的高質量人才。也就是說，學了編程的學生不管以后成為任何領域的工作者，都能利用到中小學階段的編程課程思想，用于指導他們的工作和生活，這才是我們開設編程課程的最終目標，這一點應該作為總的指導方針體現在課程的體系設計中，并涵蓋在具體的每一個編程實踐和任務中。

《中國信息技術教育》：對中小學學生學習編程最終能夠達到的水平有何要求？

王勝靈：中小學學生學習編程后，應該能夠：將生活中遇到的實際問題抽象約簡并建立模型，學會獲取、組織和呈現數據;通過分析所掌握的各種信息資源，運用所學算法形成解決問題的方案;將某個問題的解決方案拓展到其他場景，形成更為泛在普適的解決方法;形成在上面過程中涉及到的數字化創新、團隊合作、創造和批判性思維能力等。

《中國信息技術教育》：您認為怎樣的教學模式更適合目前的編程教育？

王勝靈：我認為在當前的編程教育中，傳授思想和動手實踐二者缺一不可。當前的編程教育大都重視動手實踐部分，這本身無可厚非，但是每個算法其背后蘊含的哲學思想和“道”應該同時傳授給學生。這樣才能讓學生深刻體會到這個“知識”真正可以和我的生活產生什么樣的連接，使用這個方法如何能使我的生活變得更好，而不是僅僅將其作為一個工具，那就把計算思想局限在一個狹小的范圍了。

《中國信息技術教育》：當然這些問題只是建議，可以再說說輕松點的話題，學習編程能讓孩子獲得什么呢？

王勝靈：首先肯定可以學會一種最直觀的問題解決手段。比如一個人類計算起來非常復雜、非常煩瑣的問題，交給計算機通過編程可以瞬間得到答案，而且可以通過設計有趣的交互界面，非常直觀地得到反饋，這種解決方法是孩子們可以得到的“術”的層面的收獲。再有，其實計算機學科本身蘊含的思想博大精深，編程只是呈現的一種手段和方式，如何能夠通過表層的“術”的實踐讓學生們更加了解到“道”的層面，從“感”到“悟”，從“會用”到“會想”，才是我們的課程設計應該追求的終極目標。