張建東
● “為什么”要在中小學(xué)普及編程教育
1.對(duì)個(gè)人發(fā)展的意義
編程教育教會(huì)你如何思考,這種思考不是一般意義上的思考,而是指一種思維,這種思維被稱為計(jì)算思維。計(jì)算思維的核心是如何分解問(wèn)題,從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,建立解決問(wèn)題的模型,并映射到合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法上,然后根據(jù)算法寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。因此,在中小學(xué)開(kāi)展編程教育的最終目的并不是把學(xué)生都培養(yǎng)成程序員,而是通過(guò)普及編程教育讓學(xué)生形成計(jì)算思維,使他們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)、工作和生活中能用這種思維去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。
2.對(duì)國(guó)家發(fā)展的意義
編程教育是國(guó)家和時(shí)代的要求。目前,我國(guó)在IT領(lǐng)域落后于西方國(guó)家,要實(shí)現(xiàn)“彎道超車”,人工智能提供了重要的機(jī)會(huì),而人工智能與編程教育密不可分,要搞好人工智能,就要先搞好編程教育?!吧倌陱?qiáng)則中國(guó)強(qiáng)”,孩子領(lǐng)先一步,國(guó)家才能領(lǐng)先一步,只有盡早開(kāi)展編程教育,未來(lái)才能有更多的科技人才、創(chuàng)新人才出現(xiàn),有了科技人才、創(chuàng)新人才,國(guó)家才能更快地發(fā)展強(qiáng)大。
● 中小學(xué)編程教育“為什么”以培養(yǎng)計(jì)算思維為學(xué)科核心
以泰山版信息技術(shù)教材為例,中小學(xué)編程教育課程可以分為基礎(chǔ)課程和提高課程兩大部分,基礎(chǔ)課程主要是“數(shù)據(jù)計(jì)算與程序設(shè)計(jì)”,這一部分的主要目的是應(yīng)用軟件、程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的高效采集,自動(dòng)化計(jì)算分析與結(jié)論輸出,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。提高課程主要是“算法與程序設(shè)計(jì)”,這一部分的主要目的是以枚舉、迭代、排序、遞歸、分治等高級(jí)算法的思想、過(guò)程、應(yīng)用方法為主體,兼顧基于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)算法,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。提高課程中還有《圖形化編程與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》,這一部分的主要目的是以手機(jī)編程、開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)等方式開(kāi)展圖形化編程的創(chuàng)新課程,兼顧人工智能等先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的學(xué)習(xí)。
在中小學(xué)階段的3~9年級(jí)主要以圖形化編程語(yǔ)言和代碼編程語(yǔ)言為載體啟蒙學(xué)生的計(jì)算思維,發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維并最終提高學(xué)生的計(jì)算思維。筆者認(rèn)為,在小學(xué)階段需要普及的是“思想”,要讓所有的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)圖形化編程接受計(jì)算思維的啟蒙教育,并引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維拓展應(yīng)用到其他學(xué)科;在初中階段要讓所有的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)代碼編程接受計(jì)算思維的發(fā)展教育,引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維發(fā)展到一個(gè)新的高度,并在初中畢業(yè)前形成真正的計(jì)算思維,為高中階段計(jì)算思維的提高教育奠定基礎(chǔ)。
● 中小學(xué)編程教育“為什么”需要多重發(fā)力
計(jì)算思維培養(yǎng)是編程教育的重點(diǎn)也是難點(diǎn),是出發(fā)點(diǎn)也是最終落腳點(diǎn),為達(dá)到這一目標(biāo),在實(shí)際的教育教學(xué)中要多重發(fā)力才能更順利、更高效。
1.轉(zhuǎn)變思想更新觀念,增強(qiáng)課程理解能力
(1)以面向全體學(xué)生開(kāi)展普及教育為主,以英才教育為輔。要讓所有的中小學(xué)生都接受編程教育,使其在學(xué)習(xí)編程的過(guò)程中形成計(jì)算思維,培養(yǎng)他們利用計(jì)算思維分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
(2)以計(jì)算思維培養(yǎng)為主,以技能訓(xùn)練為輔。在實(shí)際教學(xué)中,要從解決實(shí)際問(wèn)題入手定位學(xué)習(xí)需求,讓學(xué)生通過(guò)思考、嘗試、探究,逐步形成計(jì)算思維。編程語(yǔ)言只是實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的一種輔助工具,多學(xué)習(xí)一門編程語(yǔ)言并不是編程教育的根本目的,學(xué)生能利用自己熟悉的編程語(yǔ)言去解決問(wèn)題才是期望的教育結(jié)果。
(3)要循序漸進(jìn),注重延續(xù)性。目前推行的編程教育是貫通小初高三個(gè)學(xué)段的,是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。在小學(xué)階段,通過(guò)圖形化編程語(yǔ)言啟蒙學(xué)生的計(jì)算思維;在初中階段,通過(guò)代碼編程語(yǔ)言來(lái)發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維;在高中階段,通過(guò)代碼編程語(yǔ)言來(lái)提高學(xué)生的計(jì)算思維。
2.提高自身編程水平,增強(qiáng)計(jì)算語(yǔ)言駕馭能力
面對(duì)新改版的教材,雖然很多教師之前并沒(méi)有接觸過(guò)其中新添加的圖形化編程語(yǔ)言和代碼編程語(yǔ)言,但作為信息技術(shù)教師,一般都有一定的編程基礎(chǔ),而且計(jì)算思維都比較成熟,因此,可以先按照教材及配套練習(xí)冊(cè)中的練習(xí)熟悉新語(yǔ)言的基本語(yǔ)法,掌握基礎(chǔ)技能后再采用遷移學(xué)習(xí)的方法來(lái)繼續(xù)提高自身水平。
3.靈活使用教材,增強(qiáng)教材處理能力
教材是課程的核心內(nèi)容之一,是引領(lǐng)教學(xué)發(fā)展、保證教學(xué)開(kāi)展、促進(jìn)人才培養(yǎng)的主體內(nèi)容。教師應(yīng)當(dāng)以新版的信息技術(shù)教材為根本,對(duì)基礎(chǔ)(必學(xué))課程內(nèi)容進(jìn)行全面落實(shí),并根據(jù)各學(xué)校實(shí)際情況適當(dāng)選學(xué)提高課程內(nèi)容。此外,還可以借助教學(xué)參考書(shū)進(jìn)一步深入理解編者對(duì)教材的編排意圖,通過(guò)配套練習(xí)冊(cè)得到更多的編程實(shí)例,以及關(guān)注一些教材編寫(xiě)者的公眾號(hào)以便獲取更多的資料。
4.靈活應(yīng)用教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)實(shí)施能力
目前,在編程教育教學(xué)中常用的幾種教學(xué)方法有任務(wù)驅(qū)動(dòng)、半成品加工、范例教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等。以泰山版信息技術(shù)教材為例,項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容要有重點(diǎn)地選擇,項(xiàng)目學(xué)習(xí)的項(xiàng)目既可以是一至兩周的班級(jí)內(nèi)單學(xué)科小項(xiàng)目,也可以是長(zhǎng)達(dá)一年的、跨學(xué)科的大項(xiàng)目。在實(shí)際的課堂教學(xué)中,可以把一個(gè)項(xiàng)目分解為多個(gè)任務(wù),通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)由淺入深地完成學(xué)習(xí)任務(wù),在完成任務(wù)的過(guò)程中,“半成品加工”策略可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,有很強(qiáng)的實(shí)用性,非常值得學(xué)習(xí)。
需要注意的是,整個(gè)課堂應(yīng)以學(xué)生探究為中心,要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,教師只做課堂的引導(dǎo)者、組織者、指導(dǎo)者,要把更多的時(shí)間交給學(xué)生,讓他們學(xué)會(huì)用計(jì)算思維解決問(wèn)題。
蒼山點(diǎn)題
作為一線的信息技術(shù)教師,細(xì)致研究教與學(xué)的策略,切實(shí)提高課程實(shí)施技能,方為踏踏實(shí)實(shí)的前進(jìn)之策。不過(guò)度追求時(shí)尚、高難度的內(nèi)容,科學(xué)合理地完成課程的基本要求,才能達(dá)成信息技術(shù)公民素養(yǎng)教育的基本任務(wù)。
第一篇文章,作者提出了一個(gè)現(xiàn)象級(jí)、藝術(shù)性的課堂教學(xué)技巧——教學(xué)緩沖。從學(xué)生需求角度,分析了教學(xué)緩沖是調(diào)整注意的有效手段;從課堂環(huán)節(jié)角度,分析了教學(xué)緩沖是課堂結(jié)構(gòu)的必要環(huán)節(jié);從知識(shí)體系角度,分析了教學(xué)緩沖是教學(xué)內(nèi)容的有益補(bǔ)充。并且,用實(shí)例說(shuō)明了拓展型緩沖、還原型緩沖、拐點(diǎn)型緩沖等教學(xué)緩沖的設(shè)計(jì)策略,非常實(shí)用。
第二篇文章,分析了我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)教育已經(jīng)步入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期,最顯著的變化是新教材中更新了編程教育的內(nèi)容,采用了全新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,加大了編程教育的比重,改革了編程教育的理念。一線信息技術(shù)教師面對(duì)新版教材時(shí),要弄清楚教材為什么要這樣改版,到底要教什么。作者根據(jù)學(xué)習(xí)與研究,整理出一些心得,給了我們很多啟發(fā)。
近期,本專欄逐步推出了一些較新的觀點(diǎn),如前期的“信息巨嬰”、本期的“教學(xué)緩沖”,這些都是來(lái)自一線的深度思考,希望把您的獨(dú)特觀點(diǎn)也拿來(lái)分享,為課程貢獻(xiàn)一點(diǎn)星光。