淺談計算思維下中小學(xué)校外編程活動課程的實施策略

梁健

摘? 要：隨著科技的進步和信息技術(shù)的高速發(fā)展，學(xué)校和社會對學(xué)生計算編程能力的重視程度開始逐漸提升，學(xué)生學(xué)習(xí)編程語言和技術(shù)的年齡段提前。中小學(xué)生編程知識的學(xué)習(xí)也隨著編程教育體系的進步和完善而不斷豐富，在學(xué)校教育和課外編程活動課程的結(jié)合下，更加重視學(xué)生編程思維的培養(yǎng)和編程能力的提升，學(xué)生可以在編程知識的學(xué)習(xí)中逐漸提升各方面的能力。通過編程教育，可以使學(xué)生的成長更加滿足社會和時代發(fā)展的需求，為學(xué)生以后的成長和職業(yè)規(guī)劃提供更多的可能。

關(guān)鍵詞：計算思維;中小學(xué)教學(xué);校外編程

中學(xué)生的編程教育課程內(nèi)容和編程課外實踐活動的設(shè)計和發(fā)展是編程教育的重點內(nèi)容，如何通過編程教育發(fā)展學(xué)生的計算思維能力，如何將計算思維這一價值取向貫穿青少年編程教育過程，從理論層面和實踐層面去具體提升和完善相應(yīng)的制度和活動設(shè)計是編程教育的重點內(nèi)容。本文提出面向計算思維的中小學(xué)校外編程活動課程實施這一課題，對學(xué)生課外編程課程的實施策略展開論述。

一、國內(nèi)外中小學(xué)生編程學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

（一）國外編程教育的形勢

學(xué)生更早地接受編程教育，已經(jīng)成為一種全球化的趨勢，很多發(fā)達國家都非常重視對學(xué)生編程的教育和培養(yǎng)。在美國學(xué)習(xí)編程的兒童人數(shù)已經(jīng)高達700萬人，日本也在2020年將對中小學(xué)生的編程教育作為學(xué)校教育的必修課，英國甚至要求兒童在5歲以上就要進行編程學(xué)習(xí)，很多歐洲國家也將編程教育納入教育體系中。大量數(shù)據(jù)顯示，世界上的很多國家都意識到了對學(xué)生進行早期編程教育的重要性，通過讓學(xué)生更早更多地學(xué)習(xí)編程，更好地滿足國家和社會發(fā)展的需求。

我國的學(xué)者和專家通過調(diào)查和研究國外學(xué)生編程教育的發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)有很多發(fā)達國家已經(jīng)將對學(xué)生的早期編程教育上升到了國家發(fā)展的戰(zhàn)略地位和局面。在這種戰(zhàn)略性思維的推動下，很多國家開始重視并推動學(xué)校編程化教育的發(fā)展，開始加強對編程教育的建設(shè)和師資力量的投入。除此之外，國外很多國家還開始發(fā)展課外編程教育，來促進更多學(xué)生學(xué)習(xí)編程，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的編程能力，從而使教育可以更加適應(yīng)社會發(fā)展和進步的需求。

（二）我國的編程教育研究和發(fā)展

我國對青少年的編程教育起步較國外很多國家而言比較晚，目前還沒有建立起較為成熟的編程教學(xué)體系，還未建立起青少年編程教育的課程標(biāo)準(zhǔn)。我國的編程教育現(xiàn)階段還存在著非常多的問題，比如教學(xué)方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性不強，很多學(xué)校和地區(qū)并不重視中小學(xué)生的校內(nèi)編程教育，教學(xué)資源和師資力量比較短缺等。這些問題在很大程度上都制約著我國體系化編程教育的發(fā)展。因此，我國關(guān)于青少年的編程教育應(yīng)該先借鑒和學(xué)習(xí)國外一些較為先進的教學(xué)課程的設(shè)置和教學(xué)模式的設(shè)計，學(xué)習(xí)一些優(yōu)秀的經(jīng)驗，制定符合國家編程教育的課程標(biāo)準(zhǔn)、教育教學(xué)內(nèi)容，以及加大力度去培養(yǎng)和建設(shè)優(yōu)秀的編程師資隊伍，加大對編程教育的投入。一些課外的教育機構(gòu)也應(yīng)該加強對編程的教育和學(xué)習(xí)，使編程教育發(fā)展的同時符合青少年身心發(fā)展和智力發(fā)展的實際情況。編程教育要結(jié)合政治、資金、文化、思想觀念、教育環(huán)境和青少年發(fā)展的特征，為學(xué)生創(chuàng)建良好的編程教育生態(tài)環(huán)境，使學(xué)生在良好的環(huán)境中更好地學(xué)習(xí)編程知識，發(fā)展編程能力。

在國家層面，國務(wù)院和教育部多次就編程的教育下發(fā)相關(guān)政策文件。教育部印發(fā)的《教育信息2.0行動計劃》多次強調(diào)為了更加適應(yīng)信息化社會的發(fā)展和進步，學(xué)校要不斷改革和提升課程方案，在學(xué)校教育中加入編程語言的學(xué)習(xí)和人工智能的設(shè)計和制造內(nèi)容。

二、計算思維下中小學(xué)校外編程活動課程開展的意義

（一）通過編程教育，培養(yǎng)計算思維能力

計算思維是多層次、全方位、不同方式的整體思考，在信息技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)在，這種思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展是十分必要的，不僅是計算科學(xué)家需要具備的，也是每個學(xué)習(xí)編程計算和使用計算機的人應(yīng)該具備的思維能力。這種能力的具備和培養(yǎng)，可以更好地將計算思維能力融入編程教育，讓計算思維能力作用于編程能力的學(xué)習(xí)和使用，同時編程能力也可以反作用于計算思維能力的提升和培養(yǎng)，幫助學(xué)生更好地進行計算機使用學(xué)習(xí)和編程的創(chuàng)作。編程課程設(shè)置要突出培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的重要性，重點發(fā)展學(xué)生的編程能力和計算機能力。計算思維更多的是編程教育的價值取向，因此，計算思維能力的培養(yǎng)是學(xué)生編程能力培養(yǎng)的核心，二者是相輔相成的。

（二）通過課外編程活動，提升學(xué)生的編程能力

開展編程活動是發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生編程能力的重要途徑。大量豐富的實踐活動可以給學(xué)生提供更多的機會去展現(xiàn)自己，還可以激發(fā)學(xué)生好奇心，從而更加有動力和激情去進行編程的學(xué)習(xí)和設(shè)計。學(xué)生可以運用自己所學(xué)的編程知識通過合作交流創(chuàng)造出可以服務(wù)于人們生活的實物，為生活帶來便利，這能增加學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中的成就感，有利于學(xué)生良好正確價值觀的形成和建立，可以幫助學(xué)生在掌握了更多的編程知識和技術(shù)后更好地服務(wù)于社會生活和科技的進步。一些公益性的編程活動也是吸引學(xué)生學(xué)習(xí)編程的有效途徑，學(xué)生通過參與活動或者對活動信息的了解，會產(chǎn)生對于編程學(xué)習(xí)的強烈求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的提升將大大提升編程學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。

三、計算思維下中小學(xué)校外編程活動課程的實施策略

（一）社會學(xué)校多方聯(lián)動，開創(chuàng)編程活動

現(xiàn)如今，很多企業(yè)和社會機構(gòu)都紛紛開始在校外開展編程活動，但是由于各種原因，活動開展的效果并不好，甚至在很多情況下，有些機構(gòu)的編程活動和編程課程的目標(biāo)都不是很明確。為了改善這一情況，提高編程活動和編程課程的質(zhì)量，編程教育應(yīng)結(jié)合企業(yè)和多方社會資源，明確編程課程的教學(xué)目標(biāo)，更好地開發(fā)和運用教學(xué)資源，開創(chuàng)有意義、有影響力的編程活動，讓目標(biāo)明確、有規(guī)劃性的編程課程和編程活動成為學(xué)生學(xué)習(xí)編程知識和發(fā)展編程能力的舞臺。學(xué)生可以接受優(yōu)質(zhì)和高效的編程教育，參加創(chuàng)新性的編程實踐和活動，讓編程知識的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生編程的能力，學(xué)生在編程這條路上，可以找到意義和價值，得到更好的發(fā)展。

例如為了讓中小學(xué)生學(xué)到的編程知識更加體系化，接受的編程教育更加高效，可以參加一些有價值、有意義的編程活動。重構(gòu)中小學(xué)校外編程課程教學(xué)體系的第一步，就是要確定和規(guī)劃好明確的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)和活動的開展中，緊緊圍繞著這一教學(xué)目標(biāo)來進行?？梢园l(fā)展學(xué)生的計算思維能力作為教學(xué)目標(biāo)的核心，在對學(xué)生的培養(yǎng)中，可以按照學(xué)生不同的編程需求和編程能力，進行分階段、分層次的目標(biāo)培養(yǎng)。讓每個學(xué)生都可以接受符合自己編程學(xué)習(xí)的實際情況、有助于編程能力進一步提高的教學(xué)。校外編程的機構(gòu)和企業(yè)還可以通過和學(xué)校的多方聯(lián)動和密切合作，來開展一些編程活動和編程教育，共同基于對學(xué)生的編程教育核心培養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生的編程能力和計算思維能力，讓學(xué)生在計算思維能力發(fā)展的不同階段，都可以參加更加符合學(xué)生實際需求的活動和比賽，在編程的學(xué)習(xí)和活動的參與中，體驗到編程的樂趣。

（二）設(shè)置編程課程集群，更好地因材施教

對學(xué)生的編程教育是由一系列的編程課程和活動來進行的，種類不同的課程的組合和搭配是否具有科學(xué)性和系統(tǒng)性，對編程教育目標(biāo)的實現(xiàn)有著很大的影響。因此，學(xué)生的編程教育課程的設(shè)置應(yīng)該更加合理，更加具有科學(xué)性、針對性和全面性，編程課程的設(shè)置和組合并非簡單拼湊，而是需要根據(jù)不同編程教學(xué)的內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)計更加有利于學(xué)生編程知識學(xué)習(xí)和編程能力提升的課程集群，讓學(xué)生接受到更好的編程教育，做好準(zhǔn)備和鋪墊，更有利于在編程的教育和教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的實際情況和編程能力因材施教，讓學(xué)生在原有編程知識的基礎(chǔ)上，可以更加快速高效地進行能力的提升。

例如編程教育可以從以下這幾個方面進行，分別是Scratch，Python，C++語言，以及一些編程的公益活動和比賽交流。保證讓學(xué)生接受系統(tǒng)的編程理論知識教育的同時，還可以參加一些編程活動和比賽，在具體的活動和比賽中為學(xué)生創(chuàng)造更多編程知識實現(xiàn)的機會，讓學(xué)生在具體化的實踐中，更好地創(chuàng)新計算思維能力。公益編程活動應(yīng)該針對學(xué)生計算思維能力的啟蒙和培養(yǎng)階段，使學(xué)生在這些活動的參與中找到編程的樂趣和初步進行計算思維能力的培養(yǎng)。Scratch的圖形化編程教育應(yīng)該對應(yīng)學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的準(zhǔn)備階段，學(xué)生可以在該課程的學(xué)習(xí)中掌握一些基本的算法和計算思維邏輯。Python語言的學(xué)習(xí)，則對應(yīng)學(xué)生計算思維能力的形成階段，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，可以逐漸構(gòu)建起計算思維編程能力的知識和思維體系。在C++語言的學(xué)習(xí)過程中，可以發(fā)展學(xué)生的思維編程能力，在與一些編程活動和比賽的結(jié)合下，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新型編程思維，培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。

（三）加強學(xué)生合作交流，培養(yǎng)編程思維

課外編程活動的設(shè)置和開展，可以通過一些趣味編程課程來加強學(xué)生之間的合作交流，根據(jù)學(xué)生年齡段和編程能力的不同，為學(xué)生劃分層次和等級來進行課程設(shè)置和活動開展，這種分層次的交流活動，可以使學(xué)生更多地參與進去，在活動中去大膽創(chuàng)作和交流，從而不斷提升學(xué)生的編程能力和其他各方面的能力。課外編程活動的設(shè)計，還可以為學(xué)生設(shè)置跨學(xué)科教學(xué)情景，為學(xué)生提供一些有趣的課題，讓學(xué)生共同創(chuàng)造和完成一些編程項目，為學(xué)生創(chuàng)造更多有趣的編程交流活動的機會，有更好的平臺去展示自己的編程技能，設(shè)計和制造出更有實用意義和科技價值的東西，學(xué)生在比賽和活動交流中還可以培養(yǎng)編程思維，提升編程能力。

例如少年宮可以開展一些運用計算機編程思維的項目，教師通過引導(dǎo)學(xué)生使用一些編譯工具，來具體了解編程的空間復(fù)雜程度，根據(jù)不同算法的優(yōu)缺點和局限性，根據(jù)每種算法的不同，結(jié)合學(xué)生自己不同的需求，做出更好的選擇。教師還可以通過類似于繪畫、迷宮、漢諾塔等項目的設(shè)計，幫助學(xué)生在合作交流中運用算法思維去解決實際中的問題。為了建立和培養(yǎng)學(xué)生編程學(xué)習(xí)的氛圍和積極性，增加學(xué)生之間的合作交流以及學(xué)生和教師之間的學(xué)習(xí)教育，少年宮可以策劃和舉辦一些大型的交流活動，比如可以邀請一些大型人工智能公司的工程師做演講和報告，和學(xué)生分享和交流一些科技前沿的發(fā)展、計算編程技術(shù)在人工智能上的運用，通過這些演講讓學(xué)生掌握編程技術(shù)的發(fā)展和編程技術(shù)在科技發(fā)展中的運用和作用，更好地促進學(xué)生編程技術(shù)的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建立起用所學(xué)的編程知識和編程技術(shù)去改變和創(chuàng)造生活的意識、設(shè)計和研發(fā)創(chuàng)新科技產(chǎn)品的學(xué)習(xí)目標(biāo)。少年宮和其他社會編程組織還可以進行跨區(qū)比賽和交流，增加學(xué)生之間的交流機會，在交流的過程中展示自己的小組和團隊設(shè)計的作品，大家通過學(xué)習(xí)和討論，提升編程能力和計算思維;還可以以個人或者小組的方式舉辦技能大賽，現(xiàn)場實際進行編程軟件的操作和運用比拼，激發(fā)學(xué)生的競爭意識和榮譽意識，在小組的合作和配合中去完成比賽，比賽之后還可以和隊友進行交流，彼此學(xué)習(xí)對方的長處，完善自己在編程學(xué)習(xí)中的不足，從而更好地促進學(xué)生編程的學(xué)習(xí)和編程能力的提升。

四、結(jié)語

中小學(xué)生編程教育的開展，要結(jié)合學(xué)校教育的實際、青少年發(fā)展和興趣的實際去設(shè)計和開展相關(guān)的課外實踐編程活動和比賽，提升課外編程教育和課程的實效，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更加系統(tǒng)化、更加可以在實踐中運用的編程知識和技能，從而使我國的編程教育更快地發(fā)展起來，培養(yǎng)出更加符合和滿足科技進步和信息化社會的需求的科技人才，為學(xué)生的成長和發(fā)展提供更多新的時代化的可能。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：汪旦旦）