面向人工智能時(shí)代兒童編程教育行動(dòng)路徑

孫立會(huì) 劉思遠(yuǎn) 李曼曼

[摘 ? 要] 與學(xué)校體系、學(xué)科相融合是人工智能時(shí)代兒童編程教育的發(fā)展圖景。文章以日本文部科學(xué)省開(kāi)展“兒童編程教育發(fā)展必要條件”調(diào)查為研究對(duì)象，以數(shù)據(jù)分析形式探討了兒童編程教育學(xué)?；睦щy與應(yīng)對(duì)措施。研究發(fā)現(xiàn)：日本推行兒童編程教育的困難主要有信息不足、人才不足與預(yù)算不足，推行困難隨實(shí)施程度的深入由信息不足向預(yù)算不足轉(zhuǎn)變;時(shí)間不足、教師負(fù)擔(dān)過(guò)重也是重要的阻礙因素。其應(yīng)對(duì)措施體現(xiàn)在制定規(guī)劃綱要與開(kāi)展培訓(xùn)相統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)編程技術(shù)、教學(xué)方法和心理輔導(dǎo)相統(tǒng)一，納入正常課程體系與教材教法建設(shè)相統(tǒng)一，多元支持體系與細(xì)化內(nèi)容相統(tǒng)一四個(gè)方面。在此基礎(chǔ)上，提出推進(jìn)我國(guó)兒童編程教育深度發(fā)展的建議：在政策層面，制定規(guī)劃綱要、搭建發(fā)展平臺(tái);在理論層面，要明確兒童編程教育的社會(huì)價(jià)值、強(qiáng)化一線教師對(duì)兒童編程教育的重視、正確認(rèn)識(shí)并遵循兒童編程教育發(fā)展規(guī)律;在學(xué)校實(shí)踐層面，強(qiáng)化兒童編程教育理念宣傳、教材編制、師資培訓(xùn)、外部合作、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)習(xí)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)立足本土創(chuàng)新。

[關(guān)鍵詞] 人工智能; 計(jì)算思維; 兒童編程教育; 學(xué)?；? 政策建議

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 孫立會(huì)（1985—），男，吉林白城人。副教授，博士，主要從事兒童編程教育研究。E-mail：sunlh777@163.com。

一、引 ? 言

面向人工智能時(shí)代，兒童編程教育作為培養(yǎng)兒童數(shù)字技能、計(jì)算思維的重要方式，成為教育改革與深耕的發(fā)力點(diǎn)[1]。兒童編程教育自1968年Logo語(yǔ)言始[2]，相繼衍生出Scratch[3]和有形機(jī)器人編程[4]等知名編程工具。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，圍繞兒童編程工具的各項(xiàng)研究活動(dòng)不斷推陳出新，并逐步深入學(xué)校課堂，成為兒童編程教育發(fā)展的主流趨勢(shì)。各國(guó)也紛紛制定政策規(guī)定以加速兒童編程教育與學(xué)校體系的深度融合，如美國(guó)計(jì)劃十年普及中小學(xué)編程教育，英國(guó)政府規(guī)定5～16歲兒童學(xué)習(xí)編程，日本到2020年全面實(shí)現(xiàn)小學(xué)編程教育必修化[5]。同時(shí)，我國(guó)于2017 年出臺(tái)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》也指出，應(yīng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育[6]。未來(lái)兒童編程教育將逐步實(shí)現(xiàn)由個(gè)體層面的自組織學(xué)習(xí)到學(xué)校層面的系統(tǒng)融合式學(xué)習(xí)，像語(yǔ)文、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)性學(xué)科一樣成為助力兒童發(fā)展的基石，兒童編程教育深入學(xué)校體系才是效益最大化的未來(lái)取向。

當(dāng)前我國(guó)兒童編程教育學(xué)?；M(jìn)程尚處于起步階段，全國(guó)范圍內(nèi)目前僅南京、重慶[7]等地出臺(tái)了落實(shí)學(xué)校層面編程教育的相關(guān)政策，但兒童編程教育學(xué)?；绾伍_(kāi)展及進(jìn)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題尚不明確，相關(guān)主題研究較少。日本是實(shí)施兒童編程教育的先進(jìn)國(guó)家之一，2018年2月，日本文部科學(xué)省開(kāi)展“兒童編程教育發(fā)展必要條件”的調(diào)查研究，通過(guò)對(duì)3513個(gè)教育委員會(huì)內(nèi)小學(xué)實(shí)施兒童編程的情況分析，總結(jié)出兒童編程教育學(xué)校推行中存在的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施[8]。本研究旨在對(duì)日本兒童編程教育調(diào)查報(bào)告進(jìn)行深入分析，總結(jié)出日本小學(xué)推行兒童編程教育的總體困難、階段性困難和應(yīng)對(duì)措施，力求還原推進(jìn)編程教育學(xué)?；耐暾^(guò)程，以期對(duì)我國(guó)兒童編程教育學(xué)?；疃劝l(fā)展提供借鑒。

二、日本兒童編程教育發(fā)展的困難

（一）推行兒童編程教育的總體困難

對(duì)日本教育委員會(huì)內(nèi)小學(xué)實(shí)施兒童編程教育的調(diào)查分析，總結(jié)出推行兒童編程教育的10項(xiàng)困難，并根據(jù)困難特征總結(jié)為信息不足、人才不足、預(yù)算不足，見(jiàn)表1。信息不足與人才不足是學(xué)校發(fā)展兒童編程教育的最大困難，尤其是缺乏兒童編程教育的目的、理念和負(fù)責(zé)的人才，“兒童編程教育的目的、理念等基本信息不足”（60%）、“教育委員會(huì)和學(xué)校負(fù)責(zé)編程教育人才不足”（53%）在困難中占比最高，表明在兒童編程教育起始階段，學(xué)校對(duì)兒童編程教育認(rèn)識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)人才的把握尤為缺乏。

（二）推行兒童編程教育的階段性困難

根據(jù)小學(xué)實(shí)施兒童編程教育的進(jìn)展特征，將其劃分為四個(gè)階段：尚未實(shí)施具體措施、實(shí)施前研究與討論、正在進(jìn)行討論和教師進(jìn)修、正在實(shí)施課程，并依據(jù)調(diào)研報(bào)告指出每一階段困難的特殊性與側(cè)重點(diǎn)，如圖1所示。

1. 尚未實(shí)施具體措施

對(duì)兒童編程教育指導(dǎo)思想不清楚、缺乏負(fù)責(zé)編程教育人才是“未實(shí)施具體措施”階段的主要困難。79%的教育委員會(huì)認(rèn)為，信息不足是學(xué)校不能實(shí)施兒童編程教育的理由，其次是人才不足和預(yù)算不足。其中，“兒童編程教育目的、理念等基本信息不足”占64%，與“找不到合適教材”等其他信息相比，該階段最重要的是明確兒童編程教育理念。教育委員會(huì)和學(xué)校是否有負(fù)責(zé)編程教育的人也是該階段急需考慮的問(wèn)題。在預(yù)算不足中，ICT設(shè)備維護(hù)預(yù)算明顯高于教材預(yù)算和培訓(xùn)預(yù)算。因此，在“尚未實(shí)施具體措施”階段，學(xué)校應(yīng)首先考慮兒童編程教育指導(dǎo)思想、負(fù)責(zé)人才和硬件設(shè)施等內(nèi)容。

2. 實(shí)施前研究與討論

與階段1相比，信息不足中“兒童編程教育目的、理念等基本信息不足”（48%）比值下降，“找不到合適教材”（25%）、“找不到編程教育指導(dǎo)案例”（34%）比值上升。這表明該階段開(kāi)始關(guān)注教育過(guò)程中所需要的教材和范例。人才不足在該階段不太明顯，進(jìn)入討論階段標(biāo)志著教育委員會(huì)和學(xué)校負(fù)責(zé)編程教育人員已確定，但又尚未涉及教學(xué)研修等事項(xiàng)，因此，人才不足并非該階段的重點(diǎn)。預(yù)算不足的問(wèn)題成為關(guān)鍵，尤其是ICT等設(shè)備維護(hù)預(yù)算不足和教材預(yù)算費(fèi)用不足兩方面。硬件設(shè)備維護(hù)預(yù)算不足的問(wèn)題更為明顯。該階段中應(yīng)處理好兒童編程教育學(xué)?；^(guò)程中所需要的資源、設(shè)備和案例。

3. 正在進(jìn)行討論和教師研修

該階段預(yù)算不足的問(wèn)題持續(xù)顯著，但教材費(fèi)用預(yù)算（63%）已超過(guò)硬件設(shè)備維護(hù)預(yù)算（60%），開(kāi)發(fā)適合編程教育活動(dòng)的教材迫在眉睫。同時(shí)，教師研修的要求使得“找不到編程教育指導(dǎo)案例”（34%）和“找不到可進(jìn)行研修的人”（12%）比值上升。從階段2到階段3相關(guān)參與者的關(guān)注視角由關(guān)注信息不足轉(zhuǎn)移到預(yù)算不足，教育委員會(huì)組織和教師參與研究的過(guò)程中，教材預(yù)算、設(shè)備維護(hù)預(yù)算成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

4. 正在實(shí)施課程

在實(shí)施兒童編程課程中，教材、硬件設(shè)備、師資培訓(xùn)、編程教育的負(fù)責(zé)者與指導(dǎo)者都是課程實(shí)施的影響因素，其中教材預(yù)算費(fèi)用不足（59%）、找不到合適教材（22%）加劇了兒童編程教材建設(shè)的艱巨性;ICT等設(shè)備維護(hù)預(yù)算不足直接限制了編程活動(dòng)的開(kāi)展;研究培訓(xùn)預(yù)算費(fèi)用不足（32%）、缺乏兒童編程教師的指導(dǎo)者（17%）使得教師培訓(xùn)陷入困境。兒童編程教育課程實(shí)施對(duì)預(yù)算、信息和人才各方面要求較高，上述問(wèn)題需在課程實(shí)施前得以解決。

除上述十項(xiàng)困難外，兒童編程教育在學(xué)校發(fā)展中還存在其他困難：（1）時(shí)間不足。學(xué)校既缺少適應(yīng)運(yùn)行ICT設(shè)備的時(shí)間，又因教師本身繁忙很難確定和調(diào)整培訓(xùn)時(shí)間，以至于教師沒(méi)有機(jī)會(huì)了解編程教育、參與編程培訓(xùn)、開(kāi)展編程實(shí)踐。（2）教師負(fù)擔(dān)過(guò)重。編程教育實(shí)施中人力資源不足，而學(xué)校教師本身繁忙，過(guò)重的教學(xué)、行政工作難以應(yīng)付編程教育培訓(xùn)與教材研發(fā)。（3）課程過(guò)于耗時(shí)。例如英語(yǔ)等課程教學(xué)十分耗時(shí)，與日常教學(xué)的時(shí)間限制和進(jìn)度要求產(chǎn)生沖突。因此，學(xué)校除處理好信息不足、人才不足和預(yù)算不足的問(wèn)題外，還更應(yīng)關(guān)注課程設(shè)置與教師的真實(shí)需求。

三、推行兒童編程教育的措施研究

（一）政府支持：制定規(guī)劃綱要與開(kāi)展培訓(xùn)相統(tǒng)一

2016年4月，日本文部科學(xué)省確立“為未來(lái)能力而學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生邏輯思考方式”的兒童編程教育目標(biāo);2017年2月，又將小學(xué)編程教育寫(xiě)進(jìn)新一輪《小學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)綱要》;2018年3月，出臺(tái)《小學(xué)編程教育實(shí)施步驟》（第一版），強(qiáng)調(diào)編程教育要結(jié)合各學(xué)科特點(diǎn)融入邏輯思考能力，其中，課程、教材、師資培訓(xùn)是實(shí)施兒童編程教育的重要環(huán)節(jié)。

各教育委員會(huì)是開(kāi)展兒童編程教育的主要力量，絕大多數(shù)教育委員會(huì)計(jì)劃在2018年完成兒童編程教育研討工作，2019年主要開(kāi)展編程教育師資培訓(xùn)。此外，教育委員會(huì)還提出以下措施：設(shè)立教育委員會(huì)主辦的程序設(shè)計(jì)講座;有效利用ICT設(shè)備實(shí)施編程教育;探討編程教育所需要的機(jī)器和教材;在假期開(kāi)展兒童編程教育講座，并計(jì)劃到2019年教師能熟練掌握ICT設(shè)備以實(shí)施編程教育活動(dòng)。

（二）師資培訓(xùn)：實(shí)現(xiàn)編程技術(shù)、教學(xué)方法和心理輔導(dǎo)相統(tǒng)一

編程教育師資培訓(xùn)主要包括技術(shù)層面和方法層面。84%的教育委員會(huì)對(duì)Scratch等編程工具的編程語(yǔ)言和教育程序設(shè)計(jì)機(jī)器人進(jìn)行了培訓(xùn)，主要是指可視化編程軟件和教育人形機(jī)器人實(shí)際操作的熟練程度;35%的教育委員會(huì)涉及編程教育實(shí)際授課中指導(dǎo)方法的培訓(xùn)，以模范學(xué)校為先行學(xué)校，對(duì)其他教師進(jìn)行指導(dǎo)方法的培訓(xùn)或通過(guò)遠(yuǎn)程控制進(jìn)行模擬課程，為授課教師提供建議。隨著兒童編程教育實(shí)施水平的提升，師資培養(yǎng)應(yīng)逐漸傾向指導(dǎo)方法層面。此外，師資培訓(xùn)還包括編程教育信息介紹、教師編程意識(shí)培養(yǎng)和教師負(fù)擔(dān)疏導(dǎo)等內(nèi)容。教師實(shí)施兒童編程教育不僅要會(huì)操作軟件、授課方法，更要從思想和意識(shí)上重視編程教育，并掌握合理分配時(shí)間與精力的技巧。

（三）課程實(shí)踐：納入正常課程體系與教材教法建設(shè)相統(tǒng)一

學(xué)校落實(shí)兒童編程教育需將其納入正常課程體系中。日本小學(xué)融入兒童編程教育的課程有國(guó)語(yǔ)課程、社會(huì)綜合實(shí)踐、音樂(lè)圖畫(huà)課程、理科示例單元、體育等。兒童編程教育課程內(nèi)容可分為三大類(lèi)：（1）工具性，如在國(guó)語(yǔ)課程中用動(dòng)畫(huà)來(lái)展現(xiàn)四字成語(yǔ)，以幫助學(xué)生理解成語(yǔ)的含義;（2）主題性，在音樂(lè)圖畫(huà)課程中設(shè)定研究主題，例如“春”，讓學(xué)生通過(guò)聲音、顏色和動(dòng)作表達(dá)“春”主題，不限形式;（3）活動(dòng)性，在體育課程中學(xué)生按照編程要求開(kāi)展游戲等活動(dòng)。小學(xué)編程教育課程并非完全依賴(lài)編程軟件，而是允許學(xué)生在多種形式的活動(dòng)中體驗(yàn)編程教育過(guò)程。兒童編程教育與各科目相結(jié)合仍需解決的問(wèn)題是“教材建設(shè)”[9]，其次是“指導(dǎo)方法”和“外部人才的應(yīng)用方法”。在各課程領(lǐng)域問(wèn)題調(diào)查中，教材建設(shè)（89%）和指導(dǎo)方法建設(shè)（57%）的比值最高，這表明兒童編程教育無(wú)論在哪一科目中實(shí)施，對(duì)教材與指導(dǎo)方法的需求都極為迫切。

（四）外部支持：多元支持體系與細(xì)化內(nèi)容相統(tǒng)一

日本兒童編程教育的外部支持主要來(lái)自公司、大學(xué)等領(lǐng)域，援助內(nèi)容涵蓋七部分，集中表現(xiàn)為人才培養(yǎng)、人才支持、教材提供等，如圖2所示。兒童編程教育實(shí)施程度越高，獲得的外部支持越多，且由教師培訓(xùn)向教材、課程轉(zhuǎn)移。階段2（實(shí)施前研究與討論），“外部力量接受相關(guān)教師的研修與培訓(xùn)”比值最高，為8%;階段3（正在進(jìn)行討論和教師研修），師資培訓(xùn)情況提升，比值為23%。階段4（正在實(shí)施課程），除師資培訓(xùn)比值持續(xù)升高外，教材、設(shè)備、指導(dǎo)支持等方面也出現(xiàn)顯著變化，“提供編程教育教材”比值猛增至34%。

各教育委員會(huì)對(duì)外部支持的期待不斷細(xì)化。除當(dāng)前教師培訓(xùn)與人員派遣外，教育委員會(huì)期待教師研討會(huì)以示范課、模擬課程的形式教授編程教育具體的教學(xué)方法，并介紹教學(xué)實(shí)例;外來(lái)指導(dǎo)人員建立全日制的兒童編程教育發(fā)展體系，以臨時(shí)工身份分配到班級(jí)內(nèi)部。在教材開(kāi)發(fā)中，教育委員會(huì)提出要聯(lián)合大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)綜合性和主題性的教材，并制定編程教育學(xué)習(xí)必需品和學(xué)科相關(guān)計(jì)劃。同時(shí)，教育委員會(huì)期待與企業(yè)建立長(zhǎng)期合作機(jī)制，為兒童編程教育設(shè)備、案例指導(dǎo)、教學(xué)評(píng)估提供平臺(tái)。

四、啟示與建議

根據(jù)“兒童編程教育發(fā)展必要條件”的調(diào)查可知，第一，信息不足、人才不足是兒童編程教育學(xué)?；缙诘淖畲罄щy。隨兒童編程教育實(shí)施深入，實(shí)施困難由信息不足轉(zhuǎn)為預(yù)算不足，硬件設(shè)備預(yù)算不足轉(zhuǎn)為教材預(yù)算不足。第二，推行編程教育措施需從政府、師資培訓(xùn)、課程教材和外部支持四方面考量，構(gòu)建政府、學(xué)校與外部力量的合作體系。結(jié)合我國(guó)兒童編程教育“萌芽”狀態(tài)和人工智能時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，文章從政府層面、理念層面和學(xué)校實(shí)踐層面提出建議。

（一）政府層面

1. 制定規(guī)劃綱要，提供政策保障

兒童編程教育發(fā)展離不開(kāi)國(guó)家層面政策支持，國(guó)家層面的頂層設(shè)計(jì)是兒童編程教育發(fā)展的前提。面對(duì)人工智能對(duì)青少年計(jì)算思維的訴求與兒童編程教育發(fā)展層次低的現(xiàn)狀，從國(guó)家層面上講，首先，要有發(fā)展兒童編程教育的意識(shí)和計(jì)劃，將兒童編程教育納入教育規(guī)劃視野和學(xué)校系統(tǒng)，將編程能力作為兒童的基本素養(yǎng);其次，國(guó)家應(yīng)針對(duì)兒童編程教育制定相應(yīng)的規(guī)劃綱要，并以綱要形式明確兒童編程教育的實(shí)施范圍、形式，甚至細(xì)化到課程領(lǐng)域、教師能力、教學(xué)活動(dòng)等方面，既要指導(dǎo)編程教育的開(kāi)展，又要明確規(guī)定編程教育的標(biāo)準(zhǔn)和要求;再次，國(guó)家應(yīng)制定兒童編程教育必修化計(jì)劃，逐步由地區(qū)試點(diǎn)推廣為國(guó)家課程，成為全國(guó)兒童的必修內(nèi)容;最后，在全球化背景下，我國(guó)兒童編程教育的發(fā)展需與其他國(guó)家相互借鑒，并從國(guó)家層面建立相應(yīng)的合作對(duì)接關(guān)系，確保兒童編程教育的國(guó)際性與世界性。

2. 搭建發(fā)展平臺(tái)，提供發(fā)展資源

在兒童編程教育理念和國(guó)家規(guī)劃綱要指導(dǎo)下，各地方教育部門(mén)應(yīng)成為兒童編程教育發(fā)展的重要力量。我國(guó)各地方教育部門(mén)應(yīng)從以下方面為兒童編程教育搭建平臺(tái)：第一，地方教育部門(mén)積極傳達(dá)開(kāi)展兒童編程教育的重要性，使學(xué)校管理層和教師從思想上認(rèn)識(shí)到開(kāi)展兒童編程教育的必要性，并將其融入課程體系中。第二，地方教育部門(mén)要對(duì)兒童編程教育的內(nèi)涵、理念、指導(dǎo)思想展開(kāi)深度剖析與解釋?zhuān)瑥亩箤W(xué)校有的放矢，明確編程教育開(kāi)展的方式和內(nèi)容。第三，地方教育部門(mén)要加強(qiáng)學(xué)校管理層和教師層的培訓(xùn)。目前我國(guó)兒童編程教育實(shí)施范圍較小、程度尚淺，大多數(shù)學(xué)校和教師不了解、更不會(huì)開(kāi)展編程教育。對(duì)此，教育部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)引進(jìn)并培養(yǎng)編程教育人才，充實(shí)編程教育師資隊(duì)伍。第四，資源與預(yù)算是決定兒童編程教育能否順利開(kāi)展的保障。資源包括資金、預(yù)算、教材、指導(dǎo)案例等內(nèi)容，地方教育部門(mén)要積極提供學(xué)校編程教育開(kāi)展的配套設(shè)施，保障教育資金充足，在各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施中做到不掉隊(duì)。

（二）理論層面

1. 明確兒童編程教育的社會(huì)價(jià)值

編程教育可提高學(xué)習(xí)者理論思維能力并將思維能力可視化[10]，從而在實(shí)踐中產(chǎn)生深邃的科學(xué)思想[11]。在人工智能時(shí)代，信息素養(yǎng)、計(jì)算思維、編程能力是社會(huì)需求與人才供應(yīng)的方向，也是新時(shí)代個(gè)體必不可少的核心素養(yǎng)。已有研究表明，在計(jì)算思維能力方面打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的兒童，在解決問(wèn)題時(shí)更為高效辯證。但形成計(jì)算思維、編程能力不是一蹴而就的，需要對(duì)學(xué)生從小培養(yǎng)。研究表明，4歲的兒童就能學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)編程概念，這些概念加強(qiáng)了兒童的認(rèn)知技能，如數(shù)字感、讀寫(xiě)能力和創(chuàng)造力[12]。

但現(xiàn)實(shí)是，我國(guó)兒童編程教育并未有機(jī)會(huì)彰顯這一人才培養(yǎng)潛力。盡管當(dāng)前信息技術(shù)課程已出現(xiàn)在課程表中，但在基礎(chǔ)教育中并未實(shí)質(zhì)性落實(shí)。編程教育實(shí)施所面向的主體仍是高等教育的部分學(xué)生，教育方式更注重計(jì)算機(jī)工具的實(shí)用性。基于這一現(xiàn)實(shí)，要實(shí)現(xiàn)兒童編程教育“學(xué)?；薄叭粘；薄捌占盎?，首先要明確編程教育的社會(huì)意義，宣傳編程教育理念，使之成為國(guó)家、社會(huì)、公民發(fā)展的基本需求。

2. 強(qiáng)化一線教師對(duì)兒童編程教育的重視程度

麻省理工學(xué)院Resnick等人發(fā)現(xiàn)，兒童編程教育的最大挑戰(zhàn)不是來(lái)自技術(shù)方面，而是來(lái)自文化和教育方面。只有改變對(duì)編程教育的看法，才能回歸編程教育的本質(zhì)目的[13]。在國(guó)家政策與政府推動(dòng)下，兒童編程教育要以文件、報(bào)告等形式出現(xiàn)在中小學(xué)，但編程教育落地首先要解決思想沖突并完成認(rèn)知同化。倘若教師認(rèn)為編程教育干擾了正常教學(xué)活動(dòng)、增加了教學(xué)負(fù)擔(dān)，那么就很難調(diào)動(dòng)教師、學(xué)生和管理人員參與編程教育的積極性，其實(shí)施效果會(huì)大打折扣。歸根結(jié)底，每堂課上的編程活動(dòng)都是教師理解下的編程教育。因此，在全學(xué)校、全社會(huì)范圍內(nèi)培養(yǎng)教育者的編程教育意識(shí)，使得編程教育像語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)等基礎(chǔ)學(xué)科一樣“深入人心”，使教師像具備語(yǔ)言技能、計(jì)算機(jī)技能一樣具有編程教育思維與能力，在推行編程教育成功案例的同時(shí)，要提升每一位教育者的編程素養(yǎng)，只有這樣才能確保每一堂融入兒童編程的課程的成功實(shí)施。

3. 正確認(rèn)識(shí)并遵循兒童編程教育的推進(jìn)規(guī)律

發(fā)展兒童編程教育首先應(yīng)把握其推進(jìn)流程與變化規(guī)律。對(duì)日本兒童編程教育的現(xiàn)狀分析及階段劃分，在于使我國(guó)學(xué)校充分認(rèn)識(shí)實(shí)施編程教育可能要經(jīng)歷的階段、不同階段的特征及編程教育所面臨的階段性困難，以便學(xué)校在開(kāi)展兒童編程教育前做好充足的心理準(zhǔn)備，制定相應(yīng)規(guī)劃與應(yīng)對(duì)措施。

在認(rèn)識(shí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，學(xué)校更應(yīng)尊重編程教育的演進(jìn)邏輯。筆者對(duì)日本兒童編程教育的分析發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)校兒童編程教育發(fā)展較快，但大多數(shù)學(xué)校進(jìn)展緩慢，仍存在編程教育目的、理念不清等問(wèn)題。面對(duì)階段性發(fā)展差異，學(xué)校建設(shè)要腳踏實(shí)地，結(jié)合自身情況與特點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，從而實(shí)現(xiàn)編程教育的全面普及。同時(shí)，學(xué)校要正確對(duì)待不同階段中編程教育存在的問(wèn)題，例如：日本兒童編程教育在階段1和階段2的主要矛盾是信息不足;階段2到階段3，預(yù)算不足的問(wèn)題逐漸超過(guò)信息不足，成為主要矛盾;而階段4的主要矛盾較為分散，很多問(wèn)題都成為該階段的關(guān)注點(diǎn)，教材預(yù)算不足是矛盾的主要方面。遵循兒童編程教育規(guī)律有兩個(gè)層面的理解，既要在不同階段有不同的側(cè)重點(diǎn)，又要切實(shí)解決該階段內(nèi)存在的問(wèn)題，為下一步編程教育發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（三）基于學(xué)校的實(shí)踐層面

1. 強(qiáng)化編程教育理念、目的等信息的宣傳指導(dǎo)工作

“編程”并非新興事物，但在中小學(xué)開(kāi)展兒童編程教育對(duì)人們來(lái)說(shuō)較為陌生。兒童編程教育理念、目的不明確很容易帶來(lái)以下誤導(dǎo)：第一，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)編程影響下，人們對(duì)編程的認(rèn)識(shí)多局限于抽象的英文代碼，自然以不懂為名產(chǎn)生排斥心理;第二，即使理解兒童編程教育的內(nèi)涵，仍存在教（學(xué)）什么、怎么教（學(xué)）等困惑，Rustam等人在研究中證明新手和沒(méi)有相關(guān)背景的學(xué)生學(xué)習(xí)編程教育并不容易[14];第三，在兒童編程教育實(shí)施中，教師和管理人員在毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)的情況下仍面臨課程設(shè)置、教材建設(shè)、資源獲取、師資培訓(xùn)等挑戰(zhàn)，倘若處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致編程教育浮于表面的結(jié)果。69% 的日本小學(xué)未實(shí)施兒童編程教育，最大的原因在于信息不足。因此，在兒童編程教育學(xué)校實(shí)踐中，首先要進(jìn)行編程教育理念、目的等基本信息的宣傳，并引進(jìn)優(yōu)秀的編程教育實(shí)踐人才進(jìn)行指導(dǎo)。

在學(xué)校層面，首先，應(yīng)通過(guò)理論學(xué)習(xí)掌握編程教育的基本理念、目的與內(nèi)涵，使教育管理者、教師、學(xué)生理解開(kāi)展兒童編程教育的必要與必然;其次，引進(jìn)成功且成熟的案例，以觀摩和實(shí)地學(xué)習(xí)的形式，把握編程教育開(kāi)展的整體流程，并就課程設(shè)置、教材建設(shè)、人才培訓(xùn)開(kāi)展研究與討論;最后，學(xué)校要以強(qiáng)有力的措施落實(shí)兒童編程教育，并結(jié)合學(xué)校特殊性，構(gòu)建符合自身發(fā)展的編程教育體系。

2. 積極嘗試兒童編程教育課程與教學(xué)活動(dòng)

課程是學(xué)生接觸兒童編程教育的主要形式。第一，制定適合學(xué)科課程的兒童編程教材是教師順利開(kāi)展編程課程的關(guān)鍵。在教材內(nèi)容上，兒童編程教育并非教給學(xué)生深?yuàn)W的編程代碼，而是一種依托社會(huì)綜合實(shí)踐和學(xué)科知識(shí)的編程思維。結(jié)合日本兒童編程教育課程領(lǐng)域，教材內(nèi)容應(yīng)盡可能豐富，既要從綜合學(xué)習(xí)時(shí)間、小組合作等實(shí)踐中提取編程知識(shí)，又要與數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、英語(yǔ)等具體科目相結(jié)合，增強(qiáng)兒童編程教育教材的趣味性和可讀性。從教材編制方法上講，由于兒童編程教材中既有編程知識(shí)，又有學(xué)科知識(shí)，所以需專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)教師和學(xué)科教師共同研究，把學(xué)編程轉(zhuǎn)換為用編程學(xué)的理念，并基于該理念將編程的基本概念和思想融入學(xué)科知識(shí)中，為教師開(kāi)展兒童編程教育課程提供參考書(shū)目。第二，開(kāi)展非計(jì)算機(jī)化編程教育活動(dòng)。兒童編程教育實(shí)施的重點(diǎn)是向?qū)W生傳授編程思想，而不僅僅是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序。非計(jì)算機(jī)化編程是在具體的學(xué)與教中模擬編程，運(yùn)用紙、筆和卡片等傳統(tǒng)學(xué)習(xí)工具進(jìn)行教學(xué)和游戲[15]。在教學(xué)實(shí)踐中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，并將教學(xué)內(nèi)容與兒童編程教育融合，通過(guò)提供各種游戲使學(xué)生輕松掌握創(chuàng)建編程程序的能力。目前我國(guó)兒童編程教育培養(yǎng)方式以Scratch等可視化編程工具為主，雖然許多研究表明，Scratch等圖形化編程工具在教育環(huán)境中對(duì)學(xué)生的邏輯與計(jì)算思維有顯著改進(jìn)[16]，并可以極大地提高學(xué)生的編程興趣，但學(xué)生長(zhǎng)期使用編程軟件面臨與使用任何計(jì)算機(jī)軟件相同的物理風(fēng)險(xiǎn)（如對(duì)視力）。如果學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)間適當(dāng)，并實(shí)現(xiàn)線上與線下編程活動(dòng)相結(jié)合，利用真實(shí)材料進(jìn)行互動(dòng)，允許學(xué)生使用編程設(shè)備四處走動(dòng)，學(xué)生不僅能更直觀感受編程活動(dòng)，還能降低長(zhǎng)期使用計(jì)算機(jī)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)[17]?？傊?，兒童編程教育的核心思想是使學(xué)生在體驗(yàn)問(wèn)題解決過(guò)程中積極思考、嘗試、歸納和總結(jié)，從而培養(yǎng)邏輯思維和編程思想，提高問(wèn)題解決能力[18]。

3. 完善兒童編程教育的師資培訓(xùn)

學(xué)科教學(xué)由接受過(guò)正規(guī)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的教師進(jìn)行，兒童編程教育也需由接受過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的編程教師授課才能保證質(zhì)量。因此，需對(duì)當(dāng)前大學(xué)生或教師進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容主要包括編程工具的使用（包括非計(jì)算機(jī)化編程），將編程思想與學(xué)科知識(shí)整合。具體措施包括：（1）邀請(qǐng)講師，通過(guò)可視化編程軟件或機(jī)器人進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、流程控制等基本概念的講解及編程軟件的使用、作品設(shè)計(jì)等指導(dǎo)。接受培訓(xùn)的大學(xué)生或教師只有在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中獲得有趣的編程體驗(yàn)，才能產(chǎn)生真實(shí)不同的想法，并深入到具體學(xué)科領(lǐng)域?qū)嵉亟虒W(xué)。（2）在理解編程基本思想基礎(chǔ)上，通過(guò)具體的教學(xué)案例進(jìn)行實(shí)際授課及教學(xué)方法的培訓(xùn)。（3）進(jìn)行編程思想與學(xué)科知識(shí)整合的培訓(xùn)指導(dǎo)，通過(guò)具體案例和非計(jì)算機(jī)化編程工具，使受培訓(xùn)的大學(xué)生或教師能在培訓(xùn)后對(duì)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行程序化，在學(xué)科知識(shí)中融入編程思想，并在實(shí)際授課中通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，將其傳授給學(xué)生。（4）除技能外，教師更要合理安排時(shí)間以有效排解壓力。學(xué)校除對(duì)教師管理采取相關(guān)措施外，更要注重教師心理素質(zhì)與健康，將其作為教師培訓(xùn)的一部分。

4. 形成外部支持與學(xué)?；橹蔚暮献黧w系

我國(guó)要實(shí)現(xiàn)兒童編程教育學(xué)?；疃劝l(fā)展，僅靠學(xué)校自身是無(wú)法完成的。借鑒日本兒童編程教育外部支持經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校應(yīng)依托國(guó)家和地方政府提供外部合作平臺(tái)，積極實(shí)現(xiàn)與社會(huì)組織的連接，構(gòu)建學(xué)校、政府、企業(yè)和高等院校四位一體的合作體系。首先，編程教育需政策引導(dǎo)、制度保障及必要的資金支持，沒(méi)有制度與資金保障，基礎(chǔ)教育因面臨激烈的升學(xué)壓力，很難推行編程教育課程化。其次，編程教育需依靠科研院所、高等教育機(jī)構(gòu)獲得相應(yīng)的人才、教材及教學(xué)方法。現(xiàn)階段，我國(guó)兒童編程教育發(fā)展水平較低，很難在中小學(xué)內(nèi)部找到適合負(fù)責(zé)編程教育活動(dòng)的人才，因此，學(xué)校需得到高等教育機(jī)構(gòu)和科研院所的人才與教材支持，并獲得相應(yīng)的教學(xué)技能培訓(xùn)，同時(shí)，中小學(xué)也為高等學(xué)校、科研院所提供了實(shí)踐平臺(tái)。最后，開(kāi)展兒童編程教育需要編程工具等硬件設(shè)施，與公司企業(yè)聯(lián)合顯得十分重要。例如：樂(lè)高集團(tuán)積極參與 Scratch 編程環(huán)境和機(jī)器人編程項(xiàng)目，所開(kāi)發(fā)的樂(lè)高積木與編程教育工具形成獨(dú)具特色的品牌效應(yīng)，以有形編程工具幫助低齡兒童形成編程邏輯與思維，在支持學(xué)校編程教育課程的同時(shí)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

5. 加快構(gòu)建兒童編程教育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)是衡量事物好壞的重要依據(jù)。但當(dāng)前國(guó)際兒童編程教育尚未形成明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系。Brennan等人嘗試構(gòu)建不同框架對(duì)Scratch項(xiàng)目進(jìn)行靜態(tài)代碼分析，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目腳本中的編程錯(cuò)誤[19]。Guanhua Chen等人基于計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)計(jì)算思維的評(píng)價(jià)框架，開(kāi)發(fā)了評(píng)估五年級(jí)學(xué)生CT的工具，以考察不同項(xiàng)目對(duì)學(xué)生CT成長(zhǎng)的影響[20]。除對(duì)編程項(xiàng)目本身評(píng)價(jià)外，Dylan J.等人還通過(guò)觀察的評(píng)估技術(shù)了解學(xué)生在編程活動(dòng)中所獲得的計(jì)算思維[21]。已有研究從編程項(xiàng)目、編程工具和編程教育效果三方面評(píng)價(jià)入手，使得兒童編程教育本身更加科學(xué)有效，但目前兒童編程教育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究較少，即何種評(píng)價(jià)方法能準(zhǔn)確有效地了解兒童編程教育項(xiàng)目的好壞與學(xué)生編程思維的提高與否，這也是兒童編程教育推廣難、效果不明顯的重要原因之一。因此，建立對(duì)編程項(xiàng)目本身的評(píng)價(jià)與學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)估框架，將以更有效的形式實(shí)現(xiàn)編程教育教學(xué)和兒童編程教育的推廣。當(dāng)然，建構(gòu)兒童編程教育評(píng)價(jià)體系與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)國(guó)際難題，但更因如此，我國(guó)要從中小學(xué)實(shí)踐、教育機(jī)構(gòu)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及兒童編程教育理論研究多方面相結(jié)合入手，借鑒國(guó)外評(píng)價(jià)模式，在修訂和完善中開(kāi)發(fā)屬于本土化、創(chuàng)新性的兒童編程教育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系。

6. 學(xué)習(xí)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與自主創(chuàng)新同步進(jìn)行

雖然我國(guó)也正積極推進(jìn)兒童編程教育，但沒(méi)有較完善的量化研究，也無(wú)法用數(shù)據(jù)回答：（1）哪種編程環(huán)境和學(xué)習(xí)資源適合哪一學(xué)齡段的學(xué)習(xí)者;（2）兒童編程教育與其他學(xué)科之間的關(guān)系如何;（3）學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中或教授者在教學(xué)中會(huì)遇到哪些困難;（4）何種學(xué)習(xí)（教學(xué)）方法更適合兒童編程教育;（5）教師應(yīng)達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)，才能在兒童編程教育中起主導(dǎo)作用。諸如此類(lèi)的問(wèn)題，在國(guó)際相關(guān)期刊中或多或少都有研究。美國(guó)塔夫茨大學(xué)研究了機(jī)器人編程對(duì)兒童早期編程排序能力的影響及排序能力、班級(jí)規(guī)模、教師使用技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系，證明了教師培訓(xùn)和專(zhuān)業(yè)發(fā)展計(jì)劃的必要性[22]。Amanda Strawhacker等人發(fā)現(xiàn)，靈活、支持性知識(shí)和鼓勵(lì)編程探索的教師對(duì)促進(jìn)兒童學(xué)習(xí)更有效率[23]。軟件編程環(huán)境的可用性還不足以將其順利整合到學(xué)校實(shí)踐中，還需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的教學(xué)方法、學(xué)習(xí)資源、課程標(biāo)準(zhǔn)、教師支持等?；诖?，借鑒先進(jìn)兒童編程教育經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)兒童編程教育將“站在巨人的肩膀上”，以更高的起點(diǎn)構(gòu)建兒童編程教育課程。但高起點(diǎn)也要立足本土實(shí)踐，每個(gè)國(guó)家的國(guó)情和發(fā)展現(xiàn)狀都不同，兒童編程教育要想真正在我國(guó)“扎根發(fā)芽”“遍地開(kāi)花”，一定要通過(guò)自主調(diào)研、研究討論、自主創(chuàng)新等形式適應(yīng)中國(guó)甚至地區(qū)特色，以國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)、他國(guó)的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)家、地區(qū)、校本特色共同推動(dòng)編程教育在我國(guó)邁入正軌，實(shí)現(xiàn)所有兒童均具有解決不確定問(wèn)題的編程素養(yǎng)。

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[Abstract] Integration with school system and discipline is the future of children's programming education in the era of artificial intelligence. The research takes the investigation of "necessary conditions for children's programming education" in the MEXT as the research object， and discusses the difficulties and countermeasures of school-based children's programming education in the form of data analysis. The research results show that the difficulties in implementing children's programming education in Japan mainly include lack of information， talents and budget. The difficulty of implementation varies from insufficient information to insufficient budget with the deepening of implementation. The lack of time and excessive burden on teachers are also important obstacles. The countermeasures are reflected in the unification of the planning outline and training， the integration of programming technology， teaching methods and psychological counseling， the integration of the normal curriculum system and teaching materials， and the unification of the multiple support system and refinement content. Based on that， suggestions are put forward to promote the in-depth development of children's programming education in China： at the policy level， formulating planning outlines and build development platforms; at the theoretical level， clarifying the social value of children's programming education， strengthening teachers' attention to children's programming education， understanding and keeping to the development rules of children's programming education; at school practice level， strengthening the propaganda of children's programming education， textbook development， teacher training， external cooperation， evaluation criteria， and learning international experience while based on local innovation.

[Keywords] Artificial Intelligence; Computational Thinking; Children's Programming Education; Schoolization; Policy Recommendations