當前中小學編程教學中面臨的困境與解決對策

何遠翾

摘要：編程是當代青少年都應該掌握的一項技術，對于編程教學目前存在的問題，要以正確的眼光看待。學校和學生家庭應該加強對編程的重視，認可編程在教學體系中的地位，加大編程課程的占比。本文主要分析了中小學編程教學中存在的問題，并提出了優化措施。

關鍵詞：中小學編程教學;編程;教學困境;解決對策

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）S2-0079-04

引言

中小學信息技術教師應當全面提升對“互聯網+”教育資源的重視程度，主動聯合優秀的編程教師群體就當下的教育資源展開交流和討論，逐步建構出一套完善的“互聯網+”教育資源體系，使得編程課堂因為多元化教育資源的滲透而走向高效，為學生信息素養的發展和實踐操作能力的提升奠定良好的基礎。

自2017年7月國務院印發《新一代人工智能發展規劃》開始，每年都有重磅文件不斷推進在中小學階段開展人工智能和編程教育。在這種新的時代背景下，學校教育需要做出相應的改變，才能滿足社會需求和學生發展需要[1]。最好的切入點則是將其納入到現有的科技教育體系中，結合學校的學情和校情，有針對性地完善課程體系，開展“人工智能+編程”項目學習活動，為科技教育注入新的發展活力[2]。

中小學編程教學中存在的教學困境

1.教學設備不完善

通過實地考察、網絡調查等獲知，編程教學設備主要存在以下幾個方面的問題：中小學階段沒有專門的機房可以讓學生上機操作，就算有機房也不對學生開放，只是為了應付上級部門的檢查;編程課程，東部地區要好于中西部地區，經濟發達的地區要好于欠發達地區;大部分地區都沒有專門的機房，而是在課程中只給學生講授一些理論知識;大部分地區的教學設備都比較老化，也沒有及時進行維護，有的學校運用的還是多年的老機器[3]。

2.課堂教學松散，難以調動學生的學習興趣

編程課缺乏專業的編程教師，導致教學的內容和質量不高。有的教師因為缺乏先進的教學理念，在課前沒有進行認真的備課，沒有規劃出教學的重點和難點。在上編程課時只是簡單地演示一遍，然后讓學生自己模仿和學習，硬生生把一節教學課變成了學生的自學課。對現在普遍推廣的情境教學、生活化教學、合作學習等教學或學習方式的應用更是空白。這種單調、松散的學習方式直接導致了學生抓不住學習的重點，因為某些教師的不負責，學生更是在編程課上出現打游戲、網絡聊天、看視頻等行為，把課堂變成了個人娛樂的地方，使編程課落到一個比較尷尬的境地。

在當前中小學信息技術課堂教學中，也會有不少一線教師在涉及一些程序設計、算法編程類的內容單元上，大膽滲透了計算思維的培養和實踐。他們最常用的方法包括項目式、主題式、范例式、游戲式等。盡管這些教學方法設計意圖良好，教師運用時也各不相同，但由于在大多數情況下受制于教學內容或教學目標的完成，難以很好地支持深層次計算思維培養目標的實現[4]。

3.學生以主課業為重，對不納入考核的編程學習用時較少

我國的信息技術教育應用起步較晚，比美國落后了近21年，而且我國教育界歷來受“以教為主”的傳統教育思想影響，往往只重視教師的教，忽視學生自主地學，往往注重主科成績的應試教育，忽視綜合課程課外拓展的素質教育。這已經成為制約綜合實踐應用的創新型人才培養的“瓶頸”。

迄今為止，廣大中小學學生群體（甚至是家長群體）對“中小學普及編程課程”仍存在種種片面甚至是錯誤的理解和認識。例如，有少數家長和學生至今還把編程教學看做是一種時尚，不清楚普及編程課程是為了什么目的，只是因為大家好像都挺關注人工智能，或者是學校或教育機構的號召，才不得不開始嘗試學習。

中小學編程教學優化措施及對策

1.學校和教師要完善教學設備

一方面，行政部門應該投入一定的資金。編程課程在中小學階段是非常重要的一門課程，關系到義務教育的發展，義務教育的發展又需要政府的財力支持，但是行政部門的經費又比較緊張，這時候就需要校長等學校領導向教育部門爭取教育資金。行政部門的投入可以借助專業的團隊調研，科學分配教育資金，在資金中爭取教育部門的投入。另一方面，學校也應該爭取社會力量的支持。這方面的投入應該占總投入的20%，或者爭取更大的商業投資，這樣才能保證編程的發展。隨著市場經濟的不斷發展，教育的發展已經不單單是學校的事情，還關系到社會的發展。因此，在編程的發展進程中，應該從各方面籌集資金，吸收社會力量。社會力量可以推動編程的建設，它不僅可以推動市場的發展，還能提高產品的知名度，學生是比較大的群體，也是家庭的核心，孩子的發展是非常重要的[5]。

2.趣味導入，實現靈動講解

課堂導入是教師講解知識的引導性環節，趣味性的導入可以讓學生迅速地從課下的休憩狀態，向積極的課堂學習狀態轉移，從而在較大程度上激活學生的學習熱情，讓學生產生對新課內容進行探索的主觀意愿。人工智能是一門交叉學科，相比中學的其他課程，人工智能課程學習起來具有一定的難度。為了保證人工智能課程的教學質量，教師可在課前從優酷或網易公開課上查找相關的AI視頻資料，作為課堂的情境導入，調動學生的好奇心[6]。所以，為了讓學生在課堂一開始就對所學內容產生積極探究的主觀意愿，教師不妨利用“互聯網+”背景下的教育資源進行導入環節的優化，全面提升導入環節的趣味性，以便達到吸引學生注意力的效果。例如，在教學《偵測模塊》時，偵測是核桃提供的特殊功能，它可以檢測和判斷游戲中的各種值和情況。核桃提供了很多與偵測相關的積木，如偵測鼠標、偵測鍵盤輸入、偵測顏色和角色的碰撞等。首先，教師可以使用多媒體視頻向學生形象地展示一個游戲片段，如《水果切切樂》的片花介紹和游戲畫面。之后，教師向學生詢問“你們是否玩過這個游戲呢”？以便在聲情并茂的學習環境中與學生建立對話，喚起學生的記憶，使其主動地將目光放在課堂上。在該實例中，教師充當玩家演示用鼠標指針切割掉落的蘋果與草莓。其次，教師可以借用交互式電子白板來呈現本節課的課例中會使用到的內容，如“碰到鼠標指針”積木——該積木可以監控鼠標指針是否與指定角色碰撞。隨后，在這些清晰的學習任務指引下，學生能夠直接產生出學習的欲望。最后，教師也可以設計一個水果的動畫形象，并讓這一動畫形象說出“小朋友們，跟我一起學習如何偵測鼠標的活動吧”的話語，進一步增強課堂的趣味性。

3.通過多樣化的教學模式有效提升課堂質量

編程課不只是單純的演示和模仿，教師也可以探究更加多樣化的教學模式，使編程課的趣味性增強，讓學生更加樂于學習。

編程教育不應僅僅停留在針對硬件的編程及功能的實現上，在人工智能時代，數學是編程學習走向智能化生活的基礎，編程作為及時反饋的表現形式，應該承載更多的學科融合內容。人工智能編程教育不應只停留在對接口的調用上，而應在算法層面進行深入的思考與研究，使學生從興趣入手，著眼未來，將人工智能算法與思想理解得更加深刻[7]。

（1）小組合作學習。將學生分為不同的小組，教師在進行演示操作后，為每一組的隊員設置完成目標。由小組隊員合作完成實踐操作目標，并且給每一個小組進行評分，這樣可以提升所有學生的課堂參與度，同時也能讓小組中的每一位隊員互相督促與進步，培養學生的比拼精神。有了這樣的合作學習環境，學習者群體（包括教師和每一位學生）的思維與智慧就可以被整個群體共享，整個學習群體也因此共同完成對所學知識的意義建構[8]。

（2）視頻演示學習。可以通過播放多媒體視頻的方式，讓學生掌握計算機實操中的重點和難點。由于教師不可能為所有學生演示多遍，通過視頻演示的方式，可以讓學生無限次觀看視頻，研究視頻中的操作內容，從而提升自身掌握知識的水平和層次。

（3）情境教學法。情境教學法也可以應用于編程教學，如可以設置問題情境，讓學生在學習編程知識的過程中尋找問題答案，加深對問題的理解和認知[9]。

（4）“假設—推理”策略。這是一種注重培養學生邏輯思維能力的教學策略。在“問題”階段，教師通過情景導入，或以任務驅動的方式，拋出待解決的問題，使學生明確問題的指向性;然后在“假設”階段，教師將引導學生通過討論分析，圍繞假設進行“推理”，從而逐步形成當下教學內容中要求掌握的概念;在“驗證”階段，可以通過上機求證，最后得出“結論”。

例如，在教學《核桃創意編程——角色移動》一課時，教師在拓展提升環節，結合生活情境展示貓博士回家的路線圖，一共有三條路線，如右圖所示。這時候，教師將結合生活情境引導學生進入“假設”編程環節，根據在實際生活中出現的問題，與學生分析不同路線的需求，引導學生根據需求合理選擇指令完成“推理”編程環節，為自己所選擇的路線編寫程序，模擬貓博士的回家過程，“驗證”自己的假設觀點，最后通過展示評價分享自己的“結論”和設計意圖。

本課著重解決通過編程完成角色移動問題，選擇模擬學生放學回家路線的情境，通過生活中的重復行為，讓學生理解編程中的循環結構，在多路線選擇、多方式編程的過程中，發現解決問題的多種途徑，并對比不同途徑的優缺點，體會合理優化的意義，從而拓展了學生的編程思路，培養了學生的多元化思維，也讓學生感悟到一題多解和程序優化對解決自己的生活問題具有指導意義。

結束語

綜上所述，當下中小學編程教學除了應強化重視程度外，還需要重點優化其內容和方法，在內容上應注意基于教材的拓展，在方法上應指向對學生情感的調動和素養培養目標的落實。在人工智能時代，編程已成為中小學生必備的技能，信息技術及人工智能等高新技術在不斷發展，相應的編程教育內容、方法、模式等也始終處在動態發展中，這就要求傳授編程教育的教師必須堅持在探索中學習，在學習中創新，發揮學生的想象力，引導他們搭建屬于自己的有趣的小程序，將培養兒童和青少年編程的興趣與意識，以及編程算法的邏輯運算思維作為長效目標去完成。

參考文獻：

[1]孫丹，李艷.國內外青少年編程教育的發展現狀、研究熱點及啟示——兼論智能時代我國編程教育的實施策略[J].遠程教育雜志，2019，37（03）：47-60.

[2]謝忠新，曹楊璐，李盈.中小學人工智能課程內容設計探究[J].中國電化教育，2019（04）：17-22.

[3]袁波.小學信息技術教學中學生創新能力的培養[J].考試周刊，2017（64）：149.

[4]郁曉華，肖敏，王美玲，等.基于可視化編程的計算思維培養模式研究——兼論信息技術課堂中計算思維的培養[J].遠程教育雜志，2017，35（06）：12-20.

[5]楊橙.小學信息技術教學中學生創新能力培養[J].新課程，2017（01）：349-350.

[6]李錚，王守行.關于中學生人工智能教育的思考[J].科協論壇，2017（09）：36-37.

[7][9]蔡榮嘯，項華，吳俊杰.國際國內雙循環背景下國產圖形化編程平臺的比較與趨勢展望[J].中小學信息技術教育， 2020，1（18）.

[8]何克抗.信息技術與課程深層次整合理論：有效實現信息技術與學科教學深度融合[M]北京：北京師范大學出版社，2019.