培養(yǎng)中小學(xué)信息技術(shù)編程思維的研究

文/深圳市寶安區(qū)塘尾萬里學(xué)校

在國內(nèi)外中小學(xué)信息技術(shù)教育領(lǐng)域，信息技術(shù)編程是課程改革的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。從新的課程標(biāo)準(zhǔn)要求來看，開展信息技術(shù)編程教學(xué)更加有利于學(xué)生計(jì)算思維、創(chuàng)新思維和批判性思維的培養(yǎng)，并且被越來越多的國家所重視。在中小學(xué)階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行編程教育，不是為了培養(yǎng)程序員，也不是僅僅讓他們掌握這項(xiàng)技能，其最終目的是通過編程教育活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)編程思維，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維的發(fā)展，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)中小學(xué)生的編程思維，不僅有利于提高他們解決問題的能力，而且還能為以后的編程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在信息技術(shù)編程知識(shí)的教學(xué)中，建立編程思想和編寫代碼是主要的難點(diǎn)，采取分階段進(jìn)行教學(xué)的方式，來提高學(xué)生的接受程度，降低學(xué)習(xí)難度，來提升中小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的熱情和信心。本文主要對(duì)有關(guān)于培養(yǎng)中小學(xué)信息技術(shù)編程思維的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)編程思維進(jìn)行更深層次的剖析。

一、培養(yǎng)中小學(xué)信息技術(shù)編程思維的必要性

信息技術(shù)編程是通過編程啟蒙、可視化圖形編程等課程，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)計(jì)算思維和創(chuàng)新能力的課程。

2019年9月啟用的新教材中，原本教材中Word，Excel等傳統(tǒng)軟件或?qū)⑼顺鲂畔⒓夹g(shù)教科書舞臺(tái)，隨之取代的將可能是Python，Numpy等新技術(shù)內(nèi)容，新課標(biāo)還只是一個(gè)開始，據(jù)了解，多個(gè)省份也計(jì)劃將信息技術(shù)學(xué)科納入高考范圍。這樣意味著信息技術(shù)編程教育的推廣范圍還將不斷地?cái)U(kuò)大。可以看出，隨著人工智能時(shí)代的來臨，中小學(xué)生編程教育將成為教育培訓(xùn)行業(yè)在文化課培訓(xùn)、藝術(shù)培訓(xùn)之外，發(fā)展最為迅猛的新興學(xué)科熱點(diǎn)。未來在我國也將興起一場編程課程改革。關(guān)于編程教育的活動(dòng)多以培訓(xùn)實(shí)踐為主，那么國內(nèi)編程教育到底發(fā)展到了哪個(gè)階段，現(xiàn)階段又存在什么問題，尚未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)研究者對(duì)編程教育進(jìn)行系統(tǒng)分析。為了理清國內(nèi)編程教育的研究現(xiàn)狀，本文以中國知網(wǎng)(CNKI)全文數(shù)據(jù)庫所收錄的關(guān)于編程教育的期刊論文為樣本進(jìn)行內(nèi)容分析，對(duì)編程教育的研究現(xiàn)狀、存在問題、研究趨勢進(jìn)行梳理，以期為編程教育的后續(xù)研究提供參考。

隨著有關(guān)信息技術(shù)思維培養(yǎng)理論與實(shí)踐的不斷深入，單純由“信息素養(yǎng)”觀念所主導(dǎo)的信息技術(shù)教育越來越不適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)的中小學(xué)信息技術(shù)教育。重視信息技術(shù)編程思維培養(yǎng)的發(fā)展趨勢，讓學(xué)生全面理解在信息時(shí)代的生活環(huán)境，并利用所學(xué)到的技術(shù)，利用學(xué)科思維的方式去解決生活中碰到的實(shí)際問題。信息技術(shù)編程教育作為學(xué)校課程的內(nèi)容，可以很好地彌補(bǔ)當(dāng)前中小學(xué)信息技術(shù)課程的不足，滿足不同學(xué)生的興趣需求。在學(xué)習(xí)信息技術(shù)編程的過程中，學(xué)生會(huì)掌握一些編程算法的知識(shí)，擴(kuò)大自己的視野，提高解決問題的能力，同時(shí)還可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，為學(xué)習(xí)添加樂趣，使學(xué)生在繁重的學(xué)習(xí)中得到放松。根據(jù)當(dāng)前信息技術(shù)教育學(xué)術(shù)界主流的思想以及國內(nèi)外形勢的分析，信息技術(shù)編程教育對(duì)學(xué)生在編程思維的培養(yǎng)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力和問題解決能力?！渡虾Ｊ兄行W(xué)拓展型課程指導(dǎo)綱要》指出，拓展課程的科目方案的編制，應(yīng)充分考慮各年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、興趣特點(diǎn)等要素，以提升學(xué)生對(duì)科目的關(guān)注程度與投入程度。由此可見，在中小學(xué)開發(fā)信息編程教育校本課程是非常有必要的。

二、研究方法和研究工具

1.研究方法

(1)文獻(xiàn)綜述法。文獻(xiàn)綜述是對(duì)某一領(lǐng)域、某一專業(yè)或某一方面的課題、問題或研究專題搜集大量的相關(guān)資料，通過分析、閱讀、整理、提煉當(dāng)前課題、問題或研究專題的最新進(jìn)展、學(xué)術(shù)見解或建議，做出綜合性介紹和闡述的一種學(xué)術(shù)論文。本文采用文獻(xiàn)研究法，主要通過在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中對(duì)研究相關(guān)主題的文獻(xiàn)進(jìn)行搜集、閱讀、整理。

(2)內(nèi)容分析法。為了準(zhǔn)確把握當(dāng)前我國中小學(xué)信息技術(shù)編程教育的研究現(xiàn)狀及所遇到的問題，采用內(nèi)容分析法，對(duì) 2006年至 2018年學(xué)術(shù)期刊論文的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過在中國知網(wǎng)(CNKI)上搜索關(guān)鍵詞“中小學(xué)信息技術(shù)”“編程思維”的關(guān)鍵詞找尋相關(guān)文章進(jìn)行篩選，從論文數(shù)量、論文來源、研究群體、研究內(nèi)容4方面進(jìn)行分析。對(duì)中國知網(wǎng)(CNKI)全文數(shù)據(jù)庫所收錄的關(guān)于編程教育的期刊論文為樣本進(jìn)行內(nèi)容分析，對(duì)編程教育的研究現(xiàn)狀、存在問題、研究趨勢進(jìn)行梳理，以期為信息技術(shù)編程教育的后續(xù)研究提供參考。我國編程教育尚處于起步階段，編程教育多以企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品，通過機(jī)構(gòu)培訓(xùn)的方式存在，尚未在中小學(xué)大范圍的推廣應(yīng)用，相應(yīng)的在教學(xué)模式、理論基礎(chǔ)、資源建設(shè)方面尚未完善的結(jié)論。

三、關(guān)于信息技術(shù)編程研究越來越多

通過對(duì)中國知網(wǎng)(CNKI)的檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于信息技術(shù)編程教育的論文最早出現(xiàn)在2013年。通過對(duì)搜索到文獻(xiàn)的分析，信息技術(shù)編程教育起源于美國在2013年開始舉辦的編程一小時(shí)活動(dòng)，在國內(nèi)主要是從智能機(jī)器人數(shù)字化開始才向信息技術(shù)編程教育轉(zhuǎn)移，但并未得到重視。在2013至 2015年期間，關(guān)于信息技術(shù)編程論文數(shù)量是極少的，而且論文主題并沒有直接關(guān)注到國內(nèi)信息技術(shù)編程教育的研究，而是對(duì)國外的信息技術(shù)編程的一些綜述，對(duì)我國的信息技術(shù)編程教育影響較小。而在這一期間，國內(nèi)教育主要關(guān)注點(diǎn)是微課，網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，所以信息技術(shù)編程教育的發(fā)展并沒有引起教育界的重視。自2016年開始，由于我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的作用越來越突顯，在對(duì)大數(shù)據(jù)分析的同時(shí)，人們認(rèn)識(shí)到了信息技術(shù)及其核心能力編程思維的重要性。2017年，我國教育界才逐步地開始對(duì)于信息技術(shù)編程教育的研究?，F(xiàn)在在國家政策的大力支持下，信息技術(shù)編程教育未來的發(fā)展是一種必然趨勢。總體來說，我國信息技術(shù)編程教育從 2016年開始嶄露頭角，并且呈現(xiàn)一種上升的發(fā)展趨勢。

四、中小學(xué)信息技術(shù)編程內(nèi)容不斷豐富

本研究按編程教育基礎(chǔ)研究、編程教育資源建設(shè)、編程教育系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)、編程教育應(yīng)用領(lǐng)域研究、編程教育實(shí)踐成果五部分對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行歸類分析，因目前對(duì)于信息技術(shù)編程教育研究的論文數(shù)目相對(duì)較少，從整體上來看一下目前信息技術(shù)編程教育處在發(fā)展的哪個(gè)階段。通過研究看出 2015年之前對(duì)于信息技術(shù)編程教育的研究尚不成形，主要是進(jìn)行基礎(chǔ)研究。通過在對(duì)文獻(xiàn)詳細(xì)了解下，發(fā)現(xiàn)這個(gè)階段主要是對(duì)于國外信息技術(shù)編程教育的一些相關(guān)報(bào)道或者是跟機(jī)器人數(shù)字化研究相關(guān)的主題，處于將信息技術(shù)編程引入國內(nèi)的前期準(zhǔn)備階段。自 2015年之后，企業(yè)、高校、中小學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上著重開展基礎(chǔ)理論研究，并在資源建設(shè)，應(yīng)用實(shí)踐等方面逐步開始探索適合國內(nèi)教學(xué)環(huán)境的編程教育模式。對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用研究、資源建設(shè)的探索將是未來信息技術(shù)編程教育努力的方向，這樣才能積累大量的資源、模式，更好地應(yīng)用于實(shí)踐活動(dòng)中去，再從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化理論、模式的構(gòu)建，完成教育環(huán)節(jié)發(fā)展的閉環(huán)。

五、研究群體以非專業(yè)為主

對(duì)論文作者所屬機(jī)構(gòu)的分析有助于我們清晰地認(rèn)識(shí)編程教育在不同領(lǐng)域展開的概況。本研究通過對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析，將研究機(jī)構(gòu)分為高等院校、中小學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)院、開放大學(xué)以及其他共5中類型，對(duì)論文第一作者所屬機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。因信息技術(shù)編程教育在國內(nèi)尚處于基礎(chǔ)階段，可以看出對(duì)信息技術(shù)編程教育的研究多以非專業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹?。在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，國內(nèi)的高校，例如：華中師范大學(xué)、華東師范大學(xué)等已經(jīng)開始了相關(guān)方面的研究。而中小學(xué)也已經(jīng)開始了編程教育的探究，這與校企合作的學(xué)術(shù)氛圍是分不開的，就目前來看，信息技術(shù)編程教育多以公司研發(fā)課程為主，很大一部分通過培訓(xùn)班來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)慢慢地轉(zhuǎn)向與學(xué)校合作，在推廣軟件的同時(shí)促進(jìn)編程教育進(jìn)入課堂，結(jié)合教師講授的經(jīng)驗(yàn)更好的、更大范圍地影響中小學(xué)生的編程思維、創(chuàng)意思維。我國信息技術(shù)編程教育的研究已經(jīng)開始起步，并在教育行業(yè)大家都形成了一個(gè)共識(shí)，人人都要懂點(diǎn)編程知識(shí)。所以不管是培訓(xùn)班編程課程的開設(shè)，還是校企合作編程進(jìn)入中小學(xué)，乃至在師范大學(xué)開設(shè)編程教育，培養(yǎng)一批懂編程的未來教師，這都是教育行業(yè)未來的趨勢。

通過對(duì)國內(nèi)信息技術(shù)編程教育的分析發(fā)現(xiàn)，我國對(duì)于中小學(xué)關(guān)于信息技術(shù)編程研究越來越多，信息技術(shù)編程教育研究層次不深入，中小學(xué)信息技術(shù)編程內(nèi)容不斷豐富，研究群體以非專業(yè)為主。綜合來看，我國尚處于編程教育發(fā)展的起步階段，對(duì)于信息技術(shù)編程教育的資源建設(shè)、應(yīng)用模式的研究還未成熟，這需要政府社會(huì)各方面的共同努力，來促進(jìn)國內(nèi)中小學(xué)信息技術(shù)編程教育的發(fā)展。