少兒編程教育的現(xiàn)狀分析及其對策探討

張勉

摘要：隨著人工智能走進(jìn)大眾視野，編程教育在國內(nèi)外掀起一股熱潮。校外少兒編程教育機(jī)構(gòu)如雨后春筍般冒出來，某種意義上為培養(yǎng)孩子的編程能力、編程思維提供了場所。但由于少兒編程教育機(jī)構(gòu)缺乏優(yōu)質(zhì)的師資、統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)完善的課程體系，同時受家長的觀念、應(yīng)試教育制約等因素，一定程度上限制了某些地區(qū)少兒編程教育的發(fā)展。針對當(dāng)下國內(nèi)少兒編程教育的行業(yè)現(xiàn)狀，對少兒編程教育的背景、概念、理論基礎(chǔ)以及優(yōu)勢進(jìn)行了闡述，分析了當(dāng)下國內(nèi)少兒編程教育存在的問題，給出了對策，提出了解決方案，希望為少兒編程教育提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞：少兒編程;編程教育;現(xiàn)狀分析;對策

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）23-0105-04

Abstract： With artificial intelligence coming into public view， programming education has also set off a upsurge at home and abroad. Children's programming education institutions outside the school spring up like mushrooms， and it in a sense? provide a place for the development of children's programming ability and programming thinking. However， due to the lack of high-quality teachers， unified quantitative standards， scientific and sound curriculum system in children's programming education institutions， as well as the constraints of parents' ideas and exam-oriented education， the development of children's programming education in some areas is restricted to some extent. In view of the current situation of children's programming education in China， the background， concept， theoretical basis and advantages of children's programming education is expounded. The existing problems in children's programming education in China is analyzed and countermeasures and solutions are proposed. Hope to provide theoretical reference for children's programming education.

Key words： children's programming; programming education; status analysis; countermeasures

國內(nèi)少兒編程教育市場仍然屬于起步階段[1]，但是在國家政策導(dǎo)向和大量資本注入的態(tài)勢下?lián)碛芯薮蟮陌l(fā)展?jié)摿?。少兒編程能夠幫助孩子提前接觸到編程和算法的相關(guān)概念和工具，使得孩子在編程的不斷反饋中感受到編程的樂趣，促進(jìn)孩子諸如創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力、團(tuán)隊合作能力、溝通表達(dá)能力等多種能力的培養(yǎng)。

1 少兒編程教育的背景

1.1 新高考政策導(dǎo)向

隨著國家從戰(zhàn)略和政策方面大力推行編程教育，少兒編程教育得以全面普及，陸續(xù)進(jìn)入各省的中高考。如作為新高考試點改革的浙江省，在2017年把信息技術(shù)這一學(xué)科納入了七選三的考試科目中，而且機(jī)器人競賽與信息學(xué)奧賽（NOIP）為“強(qiáng)基計劃”的面試環(huán)節(jié)添磚加瓦。預(yù)計在未來的十年以內(nèi)國內(nèi)大部分的省市可能會把編程納入基礎(chǔ)學(xué)科的教育之中，并進(jìn)行相關(guān)的審核考試。

1.2 相關(guān)政策文件

隨著新一代人工智能逐漸地上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對于少兒編程教育國家近年來相繼頒布多個相關(guān)文件[2-4]，如表1所示。從這些文件不難看出，基礎(chǔ)教育中的機(jī)器人技術(shù)與STEAM教育、高等教育中的人工智能等技術(shù)被反復(fù)提及[5-6]。伴隨著素質(zhì)教育、創(chuàng)客教育以及STEAM教育等新型教育模式的興起，少兒編程教育在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣以及綜合信息素養(yǎng)等多個方面?zhèn)涫苤匾暎砻髁税ň幊淘趦?nèi)的信息技術(shù)在少兒教育中的比重越來越大。

2 少兒編程教育概述

2.1 少兒編程教育的概念

少兒編程教育是以可視化圖形編程和編程游戲啟蒙等方式，培養(yǎng)孩子的邏輯思維、計算思維以及創(chuàng)新能力的編程課程。少兒編程教育的面向群體主要是5～18歲的青少年，因而少兒編程教育往往具有編程基礎(chǔ)化、游戲化、低齡化、少兒化的特點，目的在于讓孩子對編程產(chǎn)生濃烈的興趣。

2.2 少兒編程教育的理論基礎(chǔ)

2.2.1 游戲化教學(xué)理論

游戲化教學(xué)是教師使用游戲作為手段以組織和開展教育教學(xué)活動的一種教學(xué)方式，目的在于讓幼兒通過輕松快樂的游戲來完成一定的教學(xué)目標(biāo)，并在游戲的過程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和興趣[7]。

將教育游戲與課堂教學(xué)相融合，有利于改善課堂教學(xué)[8]。因為少兒編程教育所面向的對象主要是5～18歲的青少年，處于該年齡階段的孩子對游戲有著強(qiáng)烈的好奇和興趣。將教學(xué)目標(biāo)融入游戲中，使游戲成為教學(xué)手段，有效地調(diào)整孩子的厭學(xué)情緒、促進(jìn)孩子各項能力的發(fā)展。少兒編程游戲化教學(xué)中的即時反饋編程操作，能夠讓孩子體驗到學(xué)習(xí)編程的成就感并切實感受到編程的快樂，進(jìn)而建立起對學(xué)習(xí)的興趣。

2.2.2 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論十分注重學(xué)習(xí)的主動建構(gòu)性、社會互動性和情境性三個方面[9]。首先，主動構(gòu)建性體現(xiàn)在學(xué)生自己編寫代碼、開發(fā)小程序，這個正是學(xué)生自主構(gòu)建信息的過程。再者，社會互動性體現(xiàn)在一個學(xué)習(xí)編程的小組合作互動完成編程任務(wù)。最后，情境性體現(xiàn)在少兒編程教育中每個編程知識點的學(xué)習(xí)往往通過情景案例展開，將學(xué)習(xí)編程和情景化的案例相結(jié)合加深學(xué)生對編程知識點的理解。

2.2.3 STEAM教育理念

STEAM教育中的五個英文字母分別表示“Science”“Technology”“Engineering”“Arts”和“Mathematics”。STEAM教育本質(zhì)上是一種融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)多學(xué)科的綜合性質(zhì)教育[10]。STEAM教育理念中所注重的多學(xué)科、跨領(lǐng)域知識的應(yīng)用學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實踐能力的要求與少兒編程教育不謀而合。編程教育十分強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)孩子的系統(tǒng)性思維，注重在充分了解實際問題的本質(zhì)之后，綜合分析應(yīng)用多種學(xué)科的知識內(nèi)容，以編程為工具和載體更為有效地解決實際問題。基于STEAM教育理念的少兒編程教育對多個學(xué)科進(jìn)行交叉，引導(dǎo)運(yùn)用編程思維學(xué)生發(fā)現(xiàn)、剖析并解決實際問題。

2.2.4 認(rèn)知發(fā)展階段理論

皮亞杰認(rèn)知發(fā)展階段理論指出，孩子在7～11歲的具體運(yùn)算階段具有較為明顯的符號性以及邏輯性，能夠推演簡單的邏輯[11]。孩子從七歲左右初步形成抽象的邏輯思維，而具體運(yùn)算階段是培養(yǎng)抽象邏輯思維的關(guān)鍵時期。在少兒編程教育中，孩子對問題進(jìn)行分析以及設(shè)計程序代碼的過程中鍛煉邏輯思維能與編程能力。

2.3 少兒編程教育的優(yōu)勢

2.3.1 鍛煉邏輯思維

對編程的學(xué)習(xí)過程就是在不斷地培養(yǎng)孩子的邏輯思維，以問題解決為導(dǎo)向梳理編程的思路，提高其分析以及解決實際問題的能力。孩子在逐步地認(rèn)識計算機(jī)與機(jī)器人的運(yùn)作模式，提升其探索能力和設(shè)計思維。

2.3.2 培養(yǎng)專注力與細(xì)心耐心

編程本身是一項十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，需要?xì)致精準(zhǔn)的各項指令。孩子通過學(xué)習(xí)編程在反復(fù)排查錯誤的過程中，有助于培養(yǎng)孩子的注意力與細(xì)心耐心。

2.3.3 提高想象力和創(chuàng)造力

少兒編程教育以Scratch、編程貓等語言為基礎(chǔ)通過可視化圖形編程和編程游戲啟蒙等課程，啟發(fā)孩子進(jìn)行獨(dú)立思考，引導(dǎo)孩子學(xué)會摸索、學(xué)會想象與學(xué)會創(chuàng)造。相比于應(yīng)試教育以標(biāo)準(zhǔn)答案為判分依據(jù)而言，少兒編程教育則更強(qiáng)調(diào)鍛煉孩子的想象力和創(chuàng)造力。

2.3.4 鍛煉數(shù)學(xué)思維及綜合學(xué)科能力

少兒編程教育覆蓋數(shù)學(xué)、物理與科學(xué)等多個學(xué)科，強(qiáng)調(diào)各個學(xué)科知識之間的交叉聯(lián)合運(yùn)用。相比傳統(tǒng)教育中強(qiáng)調(diào)記憶背誦、各個學(xué)科分離，少兒編程教育融合多個學(xué)科更注重解決實際問題、符合實際需要。

3? 少兒編程教育存在的問題

3.1 缺乏專業(yè)的師資力量

缺乏專業(yè)的師資力量是少兒編程教育的一大難題。當(dāng)下整個少兒編程教育的教師隊伍水平不一，有的教師具有專業(yè)的計算機(jī)知識但是缺乏教育教學(xué)經(jīng)驗和能力，有的教師對于編程知識的理解僅僅停留在表面而深層次的知識缺乏理解，因而無法通過編程教學(xué)達(dá)到預(yù)期效果。而少兒編程教育的專業(yè)師資存在著大量的缺口，在培訓(xùn)少兒編程的專業(yè)教師時，往往缺乏嚴(yán)格的篩選。因而少兒編程師資門檻不高勢必加劇對編程教學(xué)效果的影響。相比于傳統(tǒng)的學(xué)科類老師而言，少兒編程教育的師資更為稀缺，培養(yǎng)也更加困難，編程能力與教育研究能力并不完全重疊。

3.2 缺乏統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)各大少兒編程機(jī)構(gòu)各行其是，按照各自的標(biāo)準(zhǔn)開展教學(xué)活動。缺乏統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致實際的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果參差不齊，難以得到廣泛的滿意和認(rèn)可。國內(nèi)少兒編程教育方興未艾，目前缺乏一套權(quán)威的、公認(rèn)的、成型的教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)和體系。

3.3 課程體系本身的不完善

目前各大機(jī)構(gòu)的少兒編程課程沒有完全整合現(xiàn)有的計算機(jī)科學(xué)體系，甚至有些完全脫離。計算據(jù)科學(xué)擁有大量的分支，而且每一個分支擁有極大的縱深。少兒編程立足于計算據(jù)科學(xué)中的“編程”，從編程開始，以編程終結(jié)。但是僅僅學(xué)習(xí)編程本身是一種本末倒置的行為，因為編程作為一個媒介，向下聯(lián)系到計算機(jī)應(yīng)用，向上擴(kuò)展到計算機(jī)應(yīng)用。少兒編程教育由于缺乏必要的數(shù)學(xué)和英語知識導(dǎo)致無法深入學(xué)習(xí)一些更具拓展性的知識內(nèi)容。當(dāng)前教育機(jī)構(gòu)課程體系本身的不完善導(dǎo)致編程學(xué)習(xí)缺乏可持續(xù)性，導(dǎo)致學(xué)生難以深入學(xué)習(xí)。

3.4 受應(yīng)試教育制約

相比方興未艾的少兒編程教育而言，傳統(tǒng)的少兒英語和各種興趣才藝的培訓(xùn)已經(jīng)形成了較為成型的體系。少兒英語擁有學(xué)科提分的剛需，而各種興趣才藝的培訓(xùn)幫助孩子拿到相應(yīng)證書。在孩子時間精力有限的情況下，由于少兒編程并不是剛需，家長們往往會傾向選擇各個學(xué)科的提分培訓(xùn)。所以，少兒編程教育的進(jìn)一步發(fā)展受到應(yīng)試教育的制約。

4 少兒編程教育的對策探討

4.1 逐步完善師資培訓(xùn)體系

當(dāng)前形勢下國內(nèi)少兒編程教育在師資培訓(xùn)等方面尚處于起步階段，一套完備科學(xué)有效的少兒編程教育師資培訓(xùn)體系急需建立。作為少兒編程教育的教師，不僅需要主動了解掌握教育學(xué)和心理學(xué)的知識并能夠在教育教學(xué)中切實貫徹，而且必須熟練掌握以及應(yīng)用編程語言與編程思維。教師應(yīng)該以計算思維為核心思想、以教學(xué)法為途徑和以編程為操作工具開展少兒編程教育。

首先，由于傳統(tǒng)的師范院校并沒有專門培訓(xùn)的編程老師，所以可以將少兒編程教師的培訓(xùn)前置到大學(xué)階段，在大學(xué)階段需要培養(yǎng)有足夠計算機(jī)編程知識、編程能力以及師范技能的人才。其次，加強(qiáng)與家長的溝通或者進(jìn)行相關(guān)的模擬溝通訓(xùn)練，讓教師不斷地解決提出的問題進(jìn)而提高能力。最后，加強(qiáng)的教師文化建設(shè)，做一名有情懷的少兒編程教師。

4.2 研發(fā)創(chuàng)新編程課程

目前關(guān)于少兒編程教育的課程在教育研究上主要通過國家升學(xué)考試與各大編程比賽中所要求的內(nèi)容來開展設(shè)計，下面將對少兒編程教育的課程設(shè)計、課程內(nèi)容、課程模式三個方面展開分析，如圖1所示。

從課程設(shè)計上看，少兒編程教育主要采用軟件和硬件結(jié)合的方式。在軟件方面，少兒編程教育的課程研發(fā)通過優(yōu)化編程語言Scratch、Python等編程軟件，對編程工具進(jìn)行圖形化處理，研發(fā)基于游戲化編程的課程設(shè)計。在硬件方面，少兒編程教育的課程主要針對智能機(jī)器人的編程進(jìn)行研發(fā)。

從課程內(nèi)容上看，少兒編程教育研究的總體方向很大程度上受到國家升學(xué)考試以及各大編程比賽的影響，比如編程比賽中的全國青少年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽、全國中小學(xué)生電腦制作大賽、谷歌全國中小學(xué)生計算思維編程挑戰(zhàn)賽與國際奧林匹克機(jī)器人大賽等比賽。這些比賽通過軟件應(yīng)用和機(jī)器人等方向考察參賽學(xué)生的計算機(jī)技能。

從課程模式上看，少兒編程教育的授課方式主要分為線上教學(xué)和線下教學(xué)，線上教學(xué)包括師生一對一教學(xué)、小班VIP直播教學(xué)，線下模式包括學(xué)校內(nèi)的課堂教學(xué)以及各大機(jī)構(gòu)所組織的夏令營、冬令營活動。線上教學(xué)和線下教學(xué)授課方式的不斷創(chuàng)新有利于提升編程課堂的趣味性和提高孩子的學(xué)習(xí)效率。比如編程貓中的“貓老祖”將AI教師和真人教師相結(jié)合，幫助孩子進(jìn)行在線編程學(xué)習(xí);傲夢編程通過項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法引導(dǎo)孩子學(xué)習(xí)、探究、討論、反思和合作解決編程問題，培養(yǎng)孩子的自主學(xué)習(xí)能力;“編玩邊學(xué)”通過哈克尼斯圓桌教學(xué)法讓孩子形成學(xué)習(xí)編程、創(chuàng)作作品、分享作品、思考問題、優(yōu)化作品以及提升技能的良性循環(huán)。

4.3 健全少兒編程教育模式

從資源、教學(xué)以及用戶三個方面健全少兒編程教育模式，如圖2所示。

從不同渠道開發(fā)少兒編程的教學(xué)資源，如自建課程研發(fā)隊伍、啟用高校合作研發(fā)和引進(jìn)國外現(xiàn)有成果。通過行業(yè)內(nèi)部的培養(yǎng)，加強(qiáng)少兒編程優(yōu)質(zhì)師資力量的建設(shè)。從少兒編程的語言、硬件等多方面，開發(fā)并完善一套科學(xué)有效的少兒編程教育課程體系。教學(xué)方式上，少兒編程的線上教學(xué)使得孩子通過線上課程平臺在家便可輕松快樂的學(xué)習(xí)，省去了上學(xué)往返的時間，同時編程課程的視頻回放功能也便于課后復(fù)習(xí)。少兒編程的線下教學(xué)有利于形成濃郁的學(xué)習(xí)氣氛，而且學(xué)生關(guān)于編程的各種問題線下教學(xué)更方便溝通交流。少兒編程還可通過線上線下的混合式教學(xué)獲得更優(yōu)的學(xué)習(xí)效果。學(xué)?？梢酝ㄟ^編程課堂、編程選修課以及編程社團(tuán)的多渠道開展少兒編程教育，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科競賽能力、學(xué)習(xí)興趣[12]，深化素質(zhì)教育、STEAM教育以及創(chuàng)客教育的教育理念[13]。

5 結(jié)束語

隨著少兒編程逐漸成為當(dāng)下教育界的“弄潮兒”，編程能力將是孩子在這個人工智能時代的基本素養(yǎng)，所以少兒編程教育任重道遠(yuǎn)。當(dāng)下的少兒編程教育需要制定一套科學(xué)有效的學(xué)習(xí)計劃以改進(jìn)編程的體系化教學(xué)，從編程的課前預(yù)習(xí)、線上線下授課、基于項目的互動討論，到整個課程的學(xué)習(xí)報告和答疑反饋，全面涵蓋學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，以此保障高質(zhì)量的學(xué)習(xí)品質(zhì)。少兒編程教育能夠培養(yǎng)孩子的計算思維、編程思維、系統(tǒng)化思維、鉆研精神和自主創(chuàng)新精神[14]，為后續(xù)尖端人才的培養(yǎng)鋪平道路，推動人工智能時代下人才強(qiáng)國和科技強(qiáng)國的戰(zhàn)略部署。

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