核心素養視角下鄉村小學低年級編程課程開發與應用的探究

張營 于珂

（1.淄博市淄川區淄河中心小學，山東 淄博255171；2.淄博市淄川經濟開發區實驗學校，山東 淄博 255171）

近年來，國家對中小學編程教育日益重視。結合鄉村小學教學實際需要，教師依據學生學習需求開發適合鄉村小學低年級編程教育校本課程，設置合理、恰當的校本課程實踐措施，以項目為基礎，注重分析問題；以Scratch Jr 為載體，降低編程難度；以計算思維為課程框架，培養學生編程能力。面向鄉村小學低年級學生開展Scratch Jr 編程教育是為了與國際社會先進的教育觀念并軌，通過游戲化等多種教學方式開展編程教育，引領學生邁入編程教育的大門，在解決問題的過程中促使小學生在掌握知識點時有序培養計算思維。

一、研究背景

瑞典政府在2018年7月開始要求小學生從一年級必修編程課。德國提出了“工業4.0”戰略，全面提升制造業的智能化，建造“智慧工廠”。在德國，不僅是小學生，幼兒園階段就已經開始接觸編程思維和編程玩具了。美國更是在學前教育階段嘗試進行編程教育。

以美國為例，對于在學前教育階段可否對兒童開展一系列相應的編程教育活動，美國學者開展了以下討論。研究結果顯示，兒童可以非常感興趣地學習編程課程，走上發展計算思維的第一步臺階。兒童在相應的編程教育課程中可以掌握基本的、簡單的與編程相關的概念，表現優秀的兒童可以通過編程來表達自我，并有利于提高數學方面的相應的學習能力，促進數學的學習。通過學習編程教育課程，幼兒還可以進行一系列的豐富創作，同時在學習過程中幼兒嘗試主動去解決問題，獲得解決問題的能力。對于專為幼兒設計的編程工具，幼兒可以進行相應的操作，在動手操作的過程中學習相應的編程概念。美國有關學者研究發現，幼兒編程教育不僅可以在傳統的課堂中實施，而且還可以和蒙臺梭利教育、STEAM 教育相融合，一起進行。

隨著計算思維培養理論的有序實施，我國對中小學編程教育提出了更高的要求，需要教師在講授編程知識的同時，能夠加強對學生計算思維的培養。在小學低年級開設編程教育課程都是為了促進學生的編程思想和計算思維的發展，為學生的終身發展服務。對于鄉村小學的學生來說，想要在幼兒園階段就接觸編程教育，現在幾乎無法達到這個要求，原因是多方面的。筆者就是利用鄉村小學低年級學生在校的這段時間，為學生盡可能多地提供和編程教育相關的課程，縮小與國外教育的差距，縮小國內城鄉教育的區域差異。結合國內外少兒編程研究，開發與應用適合于鄉村小學低年級學生的編程教育校本課程，促使學生不斷培養自身編程能力和計算思維。

二、當前鄉村小學低年級學生編程能力現狀

以筆者所在地區為例，按照教育主管部門的規定，山東省小學信息技術從小學三年級開始，有條件的學校可以從一、二年級開始。在實際教學中，鄉村小學低年級學生并未接受過編程思維的教育，但是卻在四年級就要直接接觸編程教育，對于鄉村小學的學生而言，在思維的轉變和知識接受性、創造性上面臨很大困難。筆者就是利用Scratch Jr 編程軟件開發適合鄉村小學低年級學生編程教育啟蒙的課程，提前讓學生接觸編程思想，接受初步的編程啟蒙，為學生以后的編程學習打下良好的基礎。

三、開發鄉村小學低年級編程校本課程應注意的問題

（一）遵循鄉村小學低年級學生的認知規律

根據心理學家皮亞杰的兒童認知發展規律可以知道，小學階段的學生（7～11 歲）正處在具體運算階段，此時的學生開始擁有思維變易性的能力，出現了可逆能力，同時學生可以獲取各種守恒概念，但其運算的內容和形式仍是以具體事物為依據。在開發小學低年級編程校本課程時，注意選取以學生容易理解的、直觀體驗的內容為突破口，開展游戲化的教學過程，盡量少使用空洞、難以理解的名詞，比如“重復執行”“變量”“條件判斷”等學生不易理解的名詞，容易造成學生困惑疑慮，以致產生厭學情緒，導致事倍功半。

結合實用主義教育家杜威“做中學”理論，讓學生在動手操作的“經驗”中學習。對于Scratch Jr 編程教育的課堂教學活動來講，游戲化的“做中學”的教學方法比較適用，貼合學生學習認知實際，將知識與技能都轉化為游戲化教學活動中的重要知識點，利用直觀、可視化的軟件操作體驗，讓鄉村小學低年級學生在游戲過程中“做中學”，在實踐過程中獲得相應的編程知識和技能。

（二）課程內容需要有可接受性

當教師在開發鄉村小學低年級編程教育校本課程時，既要分析低年級編程教育校本課程中的相關的教學知識點，還要根據國家的新課改教學標準要求，適當引入實踐性較強的內容，以實際動手操作為主，直觀體驗，從經驗中總結學習方法，確保學生在掌握編程理論知識點時能夠進行實踐，在實踐中總結相關理論操作方法，為培養學生的計算思維奠定良好基礎。

（三）課程實施需要有梯度

在教育教學過程中，梯度是指教師所教授的教學內容能夠滿足不同學習層次學生的學習需求，確保教學過程能夠循序漸進，引導學生逐步掌握相關的知識。因此，教師在開發鄉村小學低年級編程教育校本課程時，可以選擇基礎性較強的課程內容。

（四）課程內容需要有智度

教師在鄉村小學低年級編程教育中開發校本課程的初衷就是培養學生編程能力和計算思維。當教師編寫教材內容時，應在展示理論知識點時，為學生全面體現整個編程的處理過程，這樣學生就能學會以處理問題的方式方法反思教學知識，從而有效培養學生的計算思維。

四、核心素養視角下鄉村小學低年級編程教育校本課程開發與實踐措施

（一）以項目為基礎，注重分析問題

結合美國教育家克伯屈項目式學習理論，在教學活動中應該以學生為中心，在進行項目學習時，教師從學生的興趣入手，激發學生的好奇心，并引導學生進入新的思考領域。以往學生雖然學習過編程教育課程，但是在學習過程中側重學習“表達式”“循環”和“條件判斷”等命令，注重語法結構學習，無法獨立書寫出完整的程序，從而弱化了學生利用計算思維解決問題能力。因此，在培養計算思維教學目標下，教師在開發鄉村小學低年級編程教育校本課程時，應積極轉換過去傳授編程語言的形式，不要純粹講解編程理論知識，而應以直觀形象的動手操作為主，讓學生體驗編程的樂趣，注重培養學生分析問題能力，結合相關教學理論引入提出問題和解決問題的案例，并在處理編程問題的過程中，為學生制訂分析問題、解決問題的教學方案，促使學生能夠以批判性思維鉆研理論知識。另外，在選擇項目主題時，教師可以從學生的日常生活入手，挑選與學生現實生活相近的主題，這樣可以降低學生理解編程理論的難度。學生在日常生活中經常會碰到“平均數”方面的問題，比如計算商品的平均價格等，教師可以結合相關案例引入編程教育理論，指導學生在掌握基礎知識的過程中，能夠以計算思維分析問題，學會在解決商品平均價格問題時，能夠將其類推到相似問題的解決中。同時，選擇項目主題時應注意趣味性，教師在開發鄉村小學低年級編程教育的校本課程時，應系統分析小學階段學生的思想認知實際情況，盡量選擇學生興趣度高、易于掌握的編程項目，防止編程教育內容過難，影響學生學習興趣。

（二）以Scratch Jr為載體，降低編程難度

在計算思維培養的基礎上，教師在鄉村小學低年級編程教育中實施校本課程時，將可視化編程引入到課堂學習活動中，在教學中摒棄傳統命令教學缺陷，利用可視化編程中的命令和參數，用類似于搭積木的形式來講解有關的知識。學生在課堂學習中只需要拖動程序積木到程序編輯欄中組合起來，就可以輕松編寫程序。雖然不同編程語言實現相同的作用寫法不盡相同，但是處理問題的思維是基本一致的，只是相關問題的代碼編寫方式不同。因此，當教師在鄉村小學低年級編程教育中實施校本課程時，可以借助Scratch Jr 編程軟件組織教學，這樣學生在學習編程課程時，可以不用將大量的學習時間放到枯燥的代碼識記中來。通過使用Scratch Jr 編程軟件，降低編程教育準入門檻，讓學生更加容易接受編程思想，不至于覺得編程課枯燥乏味。

嚴格意義上來說，Scratch Jr 并不是編程工具，而是一款擁有趣味性、啟蒙性、好玩性的適用于手機、平板、電腦等的應用程序，目的在于讓兒童初步學習編程，進行初步的編程思維鍛煉。Scratch Jr 提供了一個平臺，可以讓兒童通過積木模塊創建具有交互性的故事或者游戲。整合利用Scratch Jr 程序指令塊，可以實現讓角色展示不同的動作，比如可以讓角色進行移動、跳躍、舞蹈、唱歌等。如果沒有自己喜歡或者需要的角色，也可以利用繪圖編輯器自己創作角色；如果沒有自己喜歡或需要的聲音效果，也可以利用麥克風進行錄制；如果沒有自己喜歡或需要的照片背景，也可以利用照相機拍攝照片導入到舞臺背景中。最后像在幼兒園搭積木一樣把相關程序積木搭在一起，做成一個完整的程序，讓角色實現想要的效果。可以通過參與對話、分享想法、講述經歷等好玩有趣的方式進行簡單的編程活動，促進學生編程思想和計算思維的發展。使用Scratch Jr 時，孩子不只是和電腦互動，更可以通過電腦學習如何創造和表達內心所想。在這個過程中，孩子們也學到了解決問題、創意設計、邏輯思考的能力，這都是幫助他們在未來獲得成功的基礎。同時，他們在有意義、有動力的情況下使用數學、語文，能力的發展會變得更快。Scratch Jr 希望孩子們不僅僅是學習程序代碼，也能從編碼中學習到更多知識。

Scratch Jr 作為一門入門級編程工具，積木模塊類型豐富多樣，其中的語法模塊與其他編程語言基本一致，積木模塊總共有六種類型，包含幾十種功能，學生可以根據程序需要選擇相關的程序積木，將其拖拽到程序編輯欄進行操作，從而實現程序功能。

（三）以計算思維為課程框架，培養學生編程能力

計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。在解決問題時利用計算思維，第一步要清晰地呈現問題，讓學生明白問題是什么，教師引導學生建立問題相關的解決模型，最終找到解決問題的方法。整合杜威的“做中學”理論、皮亞杰的建構主義理論和克伯屈項目式學習理論，設計了本課程的相關框架。

1.創設問題情景，激發興趣。通過游戲或者故事，教師為學生創建問題情景，激發學生學習興趣，為整堂教學的順利進行做好鋪墊；利用任務驅動的教學方式，細化問題，在解決一個一個小問題的過程中逐步解決大問題。

2.出示程序作品，分析結構。教師出示完整的程序，演示完成后幫助學生梳理程序的構成，需要用到哪些素材、用到了哪些指令、完成了什么樣的功能。通過教師的梳理分析，給學生梳理明確的問題解決思路，激發學生的思維活動。

3.明確任務目標，逐步完成。采用任務驅動的教學方式，把整個編程活動劃分成三至四個小目標，通過完成小目標的操作最終實現編程學習的目的。教師在授課過程中巡視指導，針對學生在選用程序積木、拖拽積木過程中出現的共性問題，逐一示范，針對學生個別操作困難的教師做針對性指導。通過細化目標，步步遞進，逐步培養學生的編程思想和邏輯思維能力。

4.展示學生作品，交流總結。教師篩選優秀作品進行展示交流，讓學生說出自己的制作想法和思路，強化學生解決問題的方法，增強學生的自我肯定意識，增強學生學習的自信心，逐步培養學生的計算思維。

綜上所述，通過研究鄉村小學低年級Scratch Jr 編程教學，從小學生的一般認知發展特征出發，結合Scratch Jr 特點以及編程教育本身的特點等分析，構造鄉村小學低年級學生Scratch Jr 編程學習的學習模式，對于提高鄉村小學低年級學生的編程能力與創造性思維有著重要的理論和實踐意義。在豐富鄉村小學低年級學生課堂教學形式的同時，可以讓學生接觸一定量的編程知識，順應教育發展的時代要求。同時可以縮小城鄉教育的區域差距，激發學生學習編程的興趣，培養學生的計算思維。教師利用圖形化編程工具Scratch Jr 軟件，提高鄉村小學低年級學生編程思想和計算思維；利用游戲教學法激發學生學習編程的興趣，使學生主動參與到教師精心安排的編程學習活動中來；通過合作探究，促使學生在活動中逐步形成編程思想。