淺談計算思維下中小學校外編程活動課程的實施策略

梁健

摘? 要：隨著科技的進步和信息技術的高速發展，學校和社會對學生計算編程能力的重視程度開始逐漸提升，學生學習編程語言和技術的年齡段提前。中小學生編程知識的學習也隨著編程教育體系的進步和完善而不斷豐富，在學校教育和課外編程活動課程的結合下，更加重視學生編程思維的培養和編程能力的提升，學生可以在編程知識的學習中逐漸提升各方面的能力。通過編程教育，可以使學生的成長更加滿足社會和時代發展的需求，為學生以后的成長和職業規劃提供更多的可能。

關鍵詞：計算思維;中小學教學;校外編程

中學生的編程教育課程內容和編程課外實踐活動的設計和發展是編程教育的重點內容，如何通過編程教育發展學生的計算思維能力，如何將計算思維這一價值取向貫穿青少年編程教育過程，從理論層面和實踐層面去具體提升和完善相應的制度和活動設計是編程教育的重點內容。本文提出面向計算思維的中小學校外編程活動課程實施這一課題，對學生課外編程課程的實施策略展開論述。

一、國內外中小學生編程學習的現狀

（一）國外編程教育的形勢

學生更早地接受編程教育，已經成為一種全球化的趨勢，很多發達國家都非常重視對學生編程的教育和培養。在美國學習編程的兒童人數已經高達700萬人，日本也在2020年將對中小學生的編程教育作為學校教育的必修課，英國甚至要求兒童在5歲以上就要進行編程學習，很多歐洲國家也將編程教育納入教育體系中。大量數據顯示，世界上的很多國家都意識到了對學生進行早期編程教育的重要性，通過讓學生更早更多地學習編程，更好地滿足國家和社會發展的需求。

我國的學者和專家通過調查和研究國外學生編程教育的發展情況，發現有很多發達國家已經將對學生的早期編程教育上升到了國家發展的戰略地位和局面。在這種戰略性思維的推動下，很多國家開始重視并推動學校編程化教育的發展，開始加強對編程教育的建設和師資力量的投入。除此之外，國外很多國家還開始發展課外編程教育，來促進更多學生學習編程，培養和發展學生的編程能力，從而使教育可以更加適應社會發展和進步的需求。

（二）我國的編程教育研究和發展

我國對青少年的編程教育起步較國外很多國家而言比較晚，目前還沒有建立起較為成熟的編程教學體系，還未建立起青少年編程教育的課程標準。我國的編程教育現階段還存在著非常多的問題，比如教學方法單一，學生學習的主動性和積極性不強，很多學校和地區并不重視中小學生的校內編程教育，教學資源和師資力量比較短缺等。這些問題在很大程度上都制約著我國體系化編程教育的發展。因此，我國關于青少年的編程教育應該先借鑒和學習國外一些較為先進的教學課程的設置和教學模式的設計，學習一些優秀的經驗，制定符合國家編程教育的課程標準、教育教學內容，以及加大力度去培養和建設優秀的編程師資隊伍，加大對編程教育的投入。一些課外的教育機構也應該加強對編程的教育和學習，使編程教育發展的同時符合青少年身心發展和智力發展的實際情況。編程教育要結合政治、資金、文化、思想觀念、教育環境和青少年發展的特征，為學生創建良好的編程教育生態環境，使學生在良好的環境中更好地學習編程知識，發展編程能力。

在國家層面，國務院和教育部多次就編程的教育下發相關政策文件。教育部印發的《教育信息2.0行動計劃》多次強調為了更加適應信息化社會的發展和進步，學校要不斷改革和提升課程方案，在學校教育中加入編程語言的學習和人工智能的設計和制造內容。

二、計算思維下中小學校外編程活動課程開展的意義

（一）通過編程教育，培養計算思維能力

計算思維是多層次、全方位、不同方式的整體思考，在信息技術高度發展的現在，這種思維能力的培養和發展是十分必要的，不僅是計算科學家需要具備的，也是每個學習編程計算和使用計算機的人應該具備的思維能力。這種能力的具備和培養，可以更好地將計算思維能力融入編程教育，讓計算思維能力作用于編程能力的學習和使用，同時編程能力也可以反作用于計算思維能力的提升和培養，幫助學生更好地進行計算機使用學習和編程的創作。編程課程設置要突出培養學生計算思維能力的重要性，重點發展學生的編程能力和計算機能力。計算思維更多的是編程教育的價值取向，因此，計算思維能力的培養是學生編程能力培養的核心，二者是相輔相成的。

（二）通過課外編程活動，提升學生的編程能力

開展編程活動是發展和培養學生編程能力的重要途徑。大量豐富的實踐活動可以給學生提供更多的機會去展現自己，還可以激發學生好奇心，從而更加有動力和激情去進行編程的學習和設計。學生可以運用自己所學的編程知識通過合作交流創造出可以服務于人們生活的實物，為生活帶來便利，這能增加學生在編程學習中的成就感，有利于學生良好正確價值觀的形成和建立，可以幫助學生在掌握了更多的編程知識和技術后更好地服務于社會生活和科技的進步。一些公益性的編程活動也是吸引學生學習編程的有效途徑，學生通過參與活動或者對活動信息的了解，會產生對于編程學習的強烈求知欲，激發學生學習編程的興趣，學生學習主動性的提升將大大提升編程學習的積極性和學習效率。

三、計算思維下中小學校外編程活動課程的實施策略

（一）社會學校多方聯動，開創編程活動

現如今，很多企業和社會機構都紛紛開始在校外開展編程活動，但是由于各種原因，活動開展的效果并不好，甚至在很多情況下，有些機構的編程活動和編程課程的目標都不是很明確。為了改善這一情況，提高編程活動和編程課程的質量，編程教育應結合企業和多方社會資源，明確編程課程的教學目標，更好地開發和運用教學資源，開創有意義、有影響力的編程活動，讓目標明確、有規劃性的編程課程和編程活動成為學生學習編程知識和發展編程能力的舞臺。學生可以接受優質和高效的編程教育，參加創新性的編程實踐和活動，讓編程知識的學習轉化為學生編程的能力，學生在編程這條路上，可以找到意義和價值，得到更好的發展。

例如為了讓中小學生學到的編程知識更加體系化，接受的編程教育更加高效，可以參加一些有價值、有意義的編程活動。重構中小學校外編程課程教學體系的第一步，就是要確定和規劃好明確的教學目標，在教學和活動的開展中，緊緊圍繞著這一教學目標來進行。可以發展學生的計算思維能力作為教學目標的核心，在對學生的培養中，可以按照學生不同的編程需求和編程能力，進行分階段、分層次的目標培養。讓每個學生都可以接受符合自己編程學習的實際情況、有助于編程能力進一步提高的教學。校外編程的機構和企業還可以通過和學校的多方聯動和密切合作，來開展一些編程活動和編程教育，共同基于對學生的編程教育核心培養目標，提高學生的編程能力和計算思維能力，讓學生在計算思維能力發展的不同階段，都可以參加更加符合學生實際需求的活動和比賽，在編程的學習和活動的參與中，體驗到編程的樂趣。

（二）設置編程課程集群，更好地因材施教

對學生的編程教育是由一系列的編程課程和活動來進行的，種類不同的課程的組合和搭配是否具有科學性和系統性，對編程教育目標的實現有著很大的影響。因此，學生的編程教育課程的設置應該更加合理，更加具有科學性、針對性和全面性，編程課程的設置和組合并非簡單拼湊，而是需要根據不同編程教學的內容，為學生設計更加有利于學生編程知識學習和編程能力提升的課程集群，讓學生接受到更好的編程教育，做好準備和鋪墊，更有利于在編程的教育和教學中根據學生的實際情況和編程能力因材施教，讓學生在原有編程知識的基礎上，可以更加快速高效地進行能力的提升。

例如編程教育可以從以下這幾個方面進行，分別是Scratch，Python，C++語言，以及一些編程的公益活動和比賽交流。保證讓學生接受系統的編程理論知識教育的同時，還可以參加一些編程活動和比賽，在具體的活動和比賽中為學生創造更多編程知識實現的機會，讓學生在具體化的實踐中，更好地創新計算思維能力。公益編程活動應該針對學生計算思維能力的啟蒙和培養階段，使學生在這些活動的參與中找到編程的樂趣和初步進行計算思維能力的培養。Scratch的圖形化編程教育應該對應學生計算思維能力培養的準備階段，學生可以在該課程的學習中掌握一些基本的算法和計算思維邏輯。Python語言的學習，則對應學生計算思維能力的形成階段，學生在學習過程中，可以逐漸構建起計算思維編程能力的知識和思維體系。在C++語言的學習過程中，可以發展學生的思維編程能力，在與一些編程活動和比賽的結合下，更好地激發學生的創新型編程思維，培養學生的編程能力。

（三）加強學生合作交流，培養編程思維

課外編程活動的設置和開展，可以通過一些趣味編程課程來加強學生之間的合作交流，根據學生年齡段和編程能力的不同，為學生劃分層次和等級來進行課程設置和活動開展，這種分層次的交流活動，可以使學生更多地參與進去，在活動中去大膽創作和交流，從而不斷提升學生的編程能力和其他各方面的能力。課外編程活動的設計，還可以為學生設置跨學科教學情景，為學生提供一些有趣的課題，讓學生共同創造和完成一些編程項目，為學生創造更多有趣的編程交流活動的機會，有更好的平臺去展示自己的編程技能，設計和制造出更有實用意義和科技價值的東西，學生在比賽和活動交流中還可以培養編程思維，提升編程能力。

例如少年宮可以開展一些運用計算機編程思維的項目，教師通過引導學生使用一些編譯工具，來具體了解編程的空間復雜程度，根據不同算法的優缺點和局限性，根據每種算法的不同，結合學生自己不同的需求，做出更好的選擇。教師還可以通過類似于繪畫、迷宮、漢諾塔等項目的設計，幫助學生在合作交流中運用算法思維去解決實際中的問題。為了建立和培養學生編程學習的氛圍和積極性，增加學生之間的合作交流以及學生和教師之間的學習教育，少年宮可以策劃和舉辦一些大型的交流活動，比如可以邀請一些大型人工智能公司的工程師做演講和報告，和學生分享和交流一些科技前沿的發展、計算編程技術在人工智能上的運用，通過這些演講讓學生掌握編程技術的發展和編程技術在科技發展中的運用和作用，更好地促進學生編程技術的學習，幫助學生建立起用所學的編程知識和編程技術去改變和創造生活的意識、設計和研發創新科技產品的學習目標。少年宮和其他社會編程組織還可以進行跨區比賽和交流，增加學生之間的交流機會，在交流的過程中展示自己的小組和團隊設計的作品，大家通過學習和討論，提升編程能力和計算思維;還可以以個人或者小組的方式舉辦技能大賽，現場實際進行編程軟件的操作和運用比拼，激發學生的競爭意識和榮譽意識，在小組的合作和配合中去完成比賽，比賽之后還可以和隊友進行交流，彼此學習對方的長處，完善自己在編程學習中的不足，從而更好地促進學生編程的學習和編程能力的提升。

四、結語

中小學生編程教育的開展，要結合學校教育的實際、青少年發展和興趣的實際去設計和開展相關的課外實踐編程活動和比賽，提升課外編程教育和課程的實效，讓學生學習到更加系統化、更加可以在實踐中運用的編程知識和技能，從而使我國的編程教育更快地發展起來，培養出更加符合和滿足科技進步和信息化社會的需求的科技人才，為學生的成長和發展提供更多新的時代化的可能。

參考文獻：

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[2]徐佳艷，張銀榮，楊剛. 中小學編程教育的現實困境與策略選擇[J]. 中國信息技術教育，2021（13）：90-93.

（責任編輯：汪旦旦）