談信息技術課程標準中的程序設計

趙旭輝

（遼寧鐵道職業(yè)技術學院，遼寧 錦州 121000）

2020 年初，教育部發(fā)布了重新修訂的五門中職課程標準，其中信息技術課程標準（以下簡稱新課標） 著重突出了學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)掘，并將學科核心素養(yǎng)表述為信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面。與2009 年頒布的《中等職業(yè)學校計算機應用基礎教學大綱》相比，最為明顯之處是從原來要求初步具備計算機應用能力轉變?yōu)閺娬{核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和信息技能的掌握，并在課程的基礎模塊中專門增加了程序設計入門、大數據、人工智能初步等內容。這意味著從今以后中職學生不分專業(yè)都將學習一些程序設計知識。筆者認為這種設計符合當前信息技術快速發(fā)展的趨勢，適應當前國內外信息技術教育的新變化，對于拓展學生的職業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展空間，實現立德樹人的根本教育任務，是十分必須和非常重要的。

一、新課標通過核心素養(yǎng)對信息技術教育提出明確要求

核心素養(yǎng)是學科育人的集中體現，是學生通過學科學習和運用逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。中等職業(yè)學校信息技術課程的學科核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個方面[1]。思維是意識中的理性認識，思維能夠啟迪創(chuàng)新，思維能夠促進形成責任觀念。具體到中職信息技術課程的核心素養(yǎng)中，計算思維的培養(yǎng)尤為重要。

（一）計算思維是信息社會人類的基本思維方式之一，與讀、寫能力一樣，不可或缺

2006 年卡內基梅隆大學的周以真教授首次提出計算思維，并認為計算思維是一種分析思維。在問題解決的不同階段會用到數學思維，在設計和評價復雜系統(tǒng)時會用到工程思維，在理解概念時會用到科學思維。計算思維提出后被眾多學科加以吸收和利用。計算思維也從最初以計算機科學為背景，運用計算機的理論和方法構造模型來分析和解決問題的能力，逐步演變?yōu)橐环N普適的思維方式[2]，不再僅僅局限于計算機工作者，而是成為了當下人們適應信息化、智能時代所必須的一項基本技能。與讀、寫能力一樣，其融匯于日常生活當中，成為信息時代人類具備的一種普遍的思維方式。作為當代中職教育的合格學生，要成為德智體美勞全面發(fā)展的高素質技術技能人才顯然必須具備計算思維。

（二）世界各國普遍重視編程教育

信息科技的快速發(fā)展，使我們的星球進入到了數字化時代，人類的生活方式發(fā)生了根本性的變化，國力的強盛、國家的競爭，演變?yōu)閷π畔⒓夹g的優(yōu)先掌控。積極培養(yǎng)計算思維，促進更多的信息技術人才涌現，迅速占領信息技術高地，已經成為眾多發(fā)達國家的共識。而培養(yǎng)計算思維的主要舉措之一就是積極開展編程教育：2012 年，時任美國總統(tǒng)奧巴馬為呼吁開展編程一小時活動，號召全國的小學生都來學習編程；2015 年美國政府計劃在10 年內普及中小學生編程教育，政府投資40 億美元用于開展兒童編程教育；2017 年時任美國總統(tǒng)特朗普簽署備忘錄，撥款2 億美元支持STEAM 教育。日本文部科學省已將小學編程教育寫進新一輪《小學學習指導綱要》，并于2018 年3 月出臺了小學編程教育的實施步驟，小學編程教育作為日本小學課程改革必修課，推進過程將在2020 年全面實施。英國政府規(guī)定兒童5 歲進入小學起就必須學習如何編寫程序，一直到16 歲完成中學學業(yè)。韓國也于2018 年將編程教育納入小學正規(guī)必修課程[3]。2017 年10 月，全球知名開發(fā)人員技能評估平臺HackerRank，就各國對青少年編程教育的重視程度和滲透率進行了分析，發(fā)布了《2017 開發(fā)者技能報告》。該報告指出，目前青少年編程教育滲透率最高的國家是美國（44.8%），遠遠超過排名第二的澳大利亞（10.3%）和排名第三的英國（9.3%）[4]。國外中小學編程教育已經成為了國家戰(zhàn)略，編程教育融入必修課程體系成為必然趨勢，各國政府除了推動校外編程教育外，都在積極推動編程教育課程化[5]。

（三）我國對于編程教育的高度重視，通過程序設計能切實提高學生計算思維

我國對于學生計算思維的培養(yǎng)高度重視，2017年國務院印發(fā)人工智能發(fā)展規(guī)劃，提出實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。同年公布的《普通高中信息技術課程標準》中明確將計算思維素養(yǎng)的培養(yǎng)列入課程的核心素養(yǎng)。本次修訂的新課標，同樣將計算思維作為核心素養(yǎng)之一，并在課程的基礎模塊中專門增加了程序設計入門學時，用以培養(yǎng)、強化學生計算思維的養(yǎng)成。雖然計算思維已經跳出了“像計算機一樣思考”程序思維范疇，但不可否認的是，對于普通個體，積極學習編程知識，動手開展編程實踐能對計算思維的形成起到極其重要的促進作用。編程能力被視為青少年適應未來社會發(fā)展的一種重要能力，成為繼閱讀、寫作、算術等必備技能之外必須掌握的又一項基本能力[6]。

二、理解新課標中程序設計教育的實現思路

中職教育的學生普遍具備較強動手能力，但在理論知識學習上具有一定困難，這是中職學生普遍的學習特點，單純地增加程序設計課程勢必不能達到理想的教學效果。新課標對此采取較為靈活的處理方式，應用化整為零、逐步深化、動態(tài)組合的方式實現程序設計思想的滲透和計算思維的培養(yǎng)。

（一）基礎模塊適度增加程序設計入門內容，讓學生認識程序設計

基礎模塊是必修模塊，包含每個中職學生都必須完成的課程。長期以來，中職的信息技術課程的基礎模塊側重于軟件應用技能的培養(yǎng)，其主要教學內容是對常用辦公軟件的操作進行學習，信息技術課程逐漸演變成了微軟的辦公軟件應用培訓[2]。對于伴隨數據信息成長起來的新一代中職學生而言，經歷了義務教育的多輪信息技術培養(yǎng)，以及周邊社會生活環(huán)境影響，從多種途徑已經接觸了一些此類相關軟件操作，單純的辦公軟件很難激發(fā)學生的學習興趣和探索欲望。但是這些從小就接觸電子產品、玩著電子游戲長大的嶄新一代在內心深處卻都有過對IT 英雄人物的崇拜和幻想，因此在基礎模塊中適度增加程序設計內容（12 學時），不僅能夠幫助他們解開心中的疑惑圓少年之夢，同時也能極大地激發(fā)學習興趣，帶動產生探索求知欲望，從而開辟出創(chuàng)新的思路，達到塑造計算思維的效果，并能使傳統(tǒng)的課堂充滿新鮮和活力，增加課程吸引力。這也順應了信息技術課程從基礎理論到技術應用再到計算思維培養(yǎng)的整體發(fā)展趨勢。

（二）通過新技術、新應用強化學生程序應用體驗

課標基礎模塊中增加了物聯網、數據采集、大數據、虛擬現實、人工智能等當前最為火熱的新應用和新技術，這些應用都與程序設計有著十分密切的關聯。在教學中教師帶領學生或是通過創(chuàng)設情境、或是通過案例分析，或是通過實踐式操控、體驗式應用，都能讓學生感受到信息技術帶給生產、生活的巨大便利和變革，了解和掌握相關的信息技術原理、應用范圍、使用方法等，深刻體驗到程序設計在信息技術轉化過程中的重要作用，促進其信息意識和計算思維的進一步形成。除了這些新增內容之外，在基礎模塊中也增加了對相關應用程序使用操作的要求，如在網絡應用、圖文編輯、數字處理、數字媒體運用等部分均要求選用相關軟件、熟練操作，數字媒體技術應用還提出會運用插件工具進行美化[1]等，這些應用都會加深學生對應用程序體驗和認識。

（三）通過職業(yè)模塊，引導學生深入開展程序設計

職業(yè)模塊是為培養(yǎng)不同專業(yè)學生適應職業(yè)發(fā)展需要的信息能力，所安排的任意選修學習內容，按專題組織[1]。在課標中增加了小型網絡系統(tǒng)搭建、三維數字模型繪制、數字媒體創(chuàng)意、個人網店開設等專題，這些專題模塊同樣與程序設計息息相關，并對學生的編程能力有了更進一步的要求。比如小型網絡系統(tǒng)的搭建，要求學生會配置網絡功能服務，會使用免費或開源的資源進行搭建；三維數字模型繪制則參考設計作品樣例或實體模型，根據業(yè)務要求完成繪制；數字媒體創(chuàng)意引導學生依照企業(yè)模式組建工作團隊，協作進行數字媒體作品腳本編寫、媒體素材采選加工、作品編輯集成等；個人網店開設引導學生應用內容管理系統(tǒng)或網站框架創(chuàng)建并部署宣傳產品的獨立網站[1]；等等。通過這些豐富多彩的專題模塊可以對專業(yè)對口的學生產生更大的吸引力，激發(fā)其進行更加深入的程序設計和探討，提高其編程技能，強化計算思維形成。

三、適當增加程序設計內容有助于職教學生的可持續(xù)發(fā)展

《教育部關于全面深化化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》指出：立德樹人是發(fā)展中國特色社會主義教育事業(yè)的核心所在，是培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人的本質要求[7]。培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人，歷來是我們黨和國家教育的根本問題。在信息化時代，面對信息技術帶來的社會重大變革，面臨生存的新環(huán)境、生活的新變化、工作的新挑戰(zhàn)，要求學生必須培養(yǎng)具備信息素養(yǎng)，擁有計算思維，掌握信息技能的事業(yè)建設者與接班人。因此中職的信息技術教育必須要與時俱進，加強中職學生計算思維的培養(yǎng)，使之具備符合時代要求的信息素養(yǎng)與適應職業(yè)發(fā)展需要的信息能力[1]。當然，在中職的通識課程信息技術中適度增加程序設計的新內容，對于非計算機專業(yè)學生的學習增加了一定的難度，但這是中職教育落實立德樹人根本教育任務的切實舉措，是應對信息化社會發(fā)展必須要面對的挑戰(zhàn)，同時這也是中職教育從單純培養(yǎng)信息技術使用者向培養(yǎng)信息技術創(chuàng)造者進行轉變的一種積極探索和發(fā)展趨勢。

（一）開展編程教育是滿足當前社會職場信息化的需要

當今時代，大數據、云計算、物聯網應用隨處可見，信息技術的應用已經遍布生活的每寸空間，網絡購物、外賣點餐、在線課堂、線上辦公、在線醫(yī)療、遠程服務、在線社交、視頻分享等等構成了每天的數字生活。這一切都離不開程序，這些應用的核心都是程序，程序已經“控制”了日常生活[8]。而在生產工作當中，傳統(tǒng)的行業(yè)、純粹的體力勞動漸漸被新的操作模式取代或改進，勞動的內容由體力支出逐漸地轉變?yōu)閼眯畔⒐芾硐到y(tǒng)、操控信息技術設備或是進行數據信息采集、監(jiān)測等。這一切同樣是在程序的控制下有條不紊地進行。在信息技術的催生下，社會的各行各業(yè)都已產生了明顯的信息化趨勢。新的職場對于勞動者提出了新的、更高的工作要求，而掌握了一定的編程基礎知識，具備了計算思維和信息技能的勞動者，將更容易理解和掌握現代設備，并能根據工作需要提出符合信息規(guī)范的合理化建議，能夠依照信息規(guī)律，探索出更好的操作技巧，創(chuàng)造出新的崗位技能或創(chuàng)新，從而成為更受信息化職場歡迎的新型勞動者。

（二）開展編程教育是職教學生在職場可持續(xù)發(fā)展的需要

信息社會給人類帶來的變化是全方位的，包括知識的學習也產生了革命性的變化。一是有別于傳統(tǒng)的課堂教學方式，基于網絡或移動媒體的虛擬仿真技術、AR、VR 等信息設備的數字化學習方式漸漸成為教育的大勢所趨。二是學習將成為每個現代人的終身需求。信息技術的快速發(fā)展帶來各行各業(yè)的信息爆炸，每天都產生海量的新知，能夠終身學習成為現代人職場生存的剛需條件。具有一定編程知識擁有計算思維的勞動者，能夠很容易地利用現有的信息技術設備，搜集整合各類網絡學習資源，順利開展新技術、新技能的學習，從而實現職業(yè)能力的自我提升，達到職業(yè)技能的可持續(xù)發(fā)展，滿足信息社會對于勞動者的可持續(xù)發(fā)展需要。同樣，掌握了編程基礎知識，具有計算思維的學生也能夠充分運用數據處理工具對搜集整理的信息進行數據加工，更好地解決工作當中出現的問題，同時還能比較準確地描述工作場景和業(yè)務要求。使用信息技術的相關術語說明問題，便于與專業(yè)信息技術人員進行溝通交流，提高企業(yè)的治理效率，促進企業(yè)的信息化改革與發(fā)展。

四、靈活多樣、因地制宜地搞好程序設計教學實踐

作為中職教育的必修公共課程，信息技術增加的程序設計教學內容，也要充分考慮到中職學生自身的學習特點和所在區(qū)域的地域特點。傳統(tǒng)的教學模式和過多的理論教學不利于中職學生學習程序設計，因此必須因地制宜，采取靈活多樣的教學方式開展教學實踐。

（一）選擇圖形化、可視化的程序設計語言或工具

我們在新課標的基礎模塊里設計了12 學時的程序設計入門，顯然不是希望學生通過這12 學時就能掌握一門編程語言，學會編程，而是希望以STEM（STEAM） 或是創(chuàng)客教育等方式實現對中職學生的編程啟蒙。不論是STEM（STEAM） 的跨學科的綜合能力培養(yǎng)還是創(chuàng)客教育的“造物”實踐[9]，都是運用可視化、直觀的方式來輔助進行程序設計，極大地降低了學習編程的難度，同時增加了趣味性、實用性。使用圖形化編程工具和文本編程工具均可以提高學生的計算思維水平，但使用圖形化編程工具提升效果更為明顯[10]。

采取可視化、直觀的方式開展程序設計教學，引入Scratch 或是Arduino 等開源軟硬件創(chuàng)客工具，能使學生通過代碼能夠直接看到運行的結果，加深其印象，激發(fā)學習興趣，同時實現多學科知識的綜合運用，啟迪學生的創(chuàng)新思維，在避免枯燥教學的同時，能快速拉近學生與編程語言、硬件工具之間的距離。

（二）精心設計教學案例，充分體現“做中學”“做中教”的職業(yè)教育特色

要密切聯系中職學生的生活經驗和職業(yè)崗位的生產實際，精心設計教學案例，要脫離傳統(tǒng)程序教學模式，通過完成案例，使學生自然而然地掌握程序設計思想和基礎語法。例如日常人們使用輸入法進行漢字的輸入，很少有人專門去從課程的角度學習使用輸入法，但是通過使用微信、QQ 等社交軟件，不需要專門學習，每個人都能快速地完成手機或PC 的信息輸入。設計教學案例與此類似。以操控MakeBlock 遙控車為例，使用mBlock 可視化編程很容易實現直行、左右轉、后退等基本動作。調動了學生的積極性后，還可以再增加超聲避障、感光尋跡等操作，在興趣的驅動下用很短的時間就能實現對車子的完全控制，在實現控制小車的同時自然地就掌握了簡單的程序語法和一些常用的物理、數學相關知識。舉一反三還能實現更多的控制花樣和創(chuàng)新玩法，在“做中學”“做中教”，遠比單純地學習語法、結構，按步就班地進行程序設計更容易入門，進展更快，也更容易激發(fā)創(chuàng)新的想法。

（三）正確評價素養(yǎng)水平，鼓舞學生編程熱情

課標中增加程序設計內容并不是要把學生培養(yǎng)成計算機程序員，而是通過學習程序設計，普及程序開發(fā)知識，促進學生計算思維的形成，使學生適應信息時代的發(fā)展。因此課標給出了三個質量等級標準，反映學生的學科核心素養(yǎng)水平。

水平一對于編程能力的要求是學生能夠理解程序設計的思維理念，初步掌握程序設計方法，會設計簡單的程序；

水平二要求了解典型算法相關知識，能應用算法解決具體問題；

水平三未對程序設計內容提出要求[1]。

可以看出，不同水平等級在編程能力考核上具有遞進關系，能反映中職學生的學習狀態(tài)和素養(yǎng)水平。在考核時，應該充分發(fā)揮激勵和導向作用，鼓勵學生保持熱情，勇于探索實踐，積極開展自主學習，不斷提高程序設計技能；同時對于學習困難的同學也要留有足夠空間，在更多信息素養(yǎng)方面給出科學的評價。

總之，飛速發(fā)展的信息時代，每一天都在源源不斷地生產著信息，使用著信息，消費著信息。信息與人類的生活、國家的發(fā)展、國力的強盛息息相關。黨的十九大報告指出，要“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”，這一融合的關鍵便是對信息技術的掌握與運用。中職教育的學生占我國高中學段學生總數的40%還多，是不容忽視的重要群體，他們是我們社會未來的主要勞動力量，他們對于信息技術的掌握，他們的計算思維能力，直接關系到國家的生產發(fā)展和社會的進步。掌握編程基礎知識，擁有計算思維，不僅能使他們更好地適應未來工作，具備可持續(xù)的職業(yè)能力和發(fā)展空間，而且能夠促進國家整體信息化水平的提高，帶動和影響整個社會的持續(xù)發(fā)展，為建設創(chuàng)新型國家、網絡強國、數字中國、智慧社會都能提供有力的支撐。