基于共生理論的鄉(xiāng)村編程教育振興模式構(gòu)建與實(shí)證研究

王康 姜新華 彭林

摘要：本文基于共生理論，構(gòu)建了“物智雙扶、三方共贏”的鄉(xiāng)村編程教育振興模式的理論框架，并以湖北省學(xué)生信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)宣恩縣“送培送展”活動(dòng)為例開(kāi)展了為期三個(gè)月的實(shí)證研究。結(jié)果表明，該模式能有效促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維能力發(fā)展和編程自我效能感提升，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村編程教育發(fā)展的有效途徑，可為鄉(xiāng)村科創(chuàng)教育振興提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：共生理論;編程教育;鄉(xiāng)村振興模式;三方共贏

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）11-0080-05

● 研究背景

計(jì)算思維作為21世紀(jì)數(shù)字化公民的核心能力，已成為中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。基于這一認(rèn)識(shí)，筆者所在省市教育信息化主管部門針對(duì)鄉(xiāng)村特別是偏遠(yuǎn)山區(qū)學(xué)校較難落實(shí)信息技術(shù)課程的現(xiàn)狀，開(kāi)展編程教育振興幫扶活動(dòng)，以促進(jìn)師生計(jì)算思維能力和信息素養(yǎng)提升，推動(dòng)區(qū)域教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展。因此，本文基于共生理論，構(gòu)建“物智雙扶、三方共贏”的編程教育幫扶共生模式，以湖北省學(xué)生信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)宣恩縣“送培送展”活動(dòng)為例開(kāi)展實(shí)證研究，以期為偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)編程教育幫扶活動(dòng)提供參考，進(jìn)而推動(dòng)區(qū)域編程教育均衡發(fā)展。

● 編程教育幫扶共生框架

共生理論由德國(guó)生物學(xué)家德貝里提出，他認(rèn)為不同群體之間普遍存在信息傳遞、合作共贏、物質(zhì)交流、能量傳導(dǎo)等共生行為，這樣的行為關(guān)系能夠讓群體各方更好地適應(yīng)環(huán)境，以得到共同的、更好的發(fā)展。本文提出的編程教育幫扶共生系統(tǒng)框架，如圖1所示。

編程教育幫扶共生系統(tǒng)中的教育行政部門、企業(yè)、幫扶學(xué)校是三個(gè)基本共生單元，三者相互聯(lián)系，構(gòu)成了編程教育幫扶的共生基礎(chǔ)。教育行政部門作為幫扶政策、智力支撐的供給方，企業(yè)作為編程教學(xué)物資裝備的供給方，幫扶學(xué)校作為學(xué)生信息素養(yǎng)提升的需求方，三者形成一定的供需共生關(guān)系，存在相互影響和共同生存的可能，三個(gè)基本共生單元構(gòu)成了一個(gè)幫扶共生體。

編程教育幫扶共生體的共同觸點(diǎn)是編程教育項(xiàng)目，構(gòu)成共生界面。也就是說(shuō)，幫扶學(xué)校需要通過(guò)編程教育項(xiàng)目來(lái)搭建編程教育環(huán)境，培訓(xùn)編程教育教師，指導(dǎo)編程教學(xué)活動(dòng)，提升學(xué)生信息素養(yǎng)。企業(yè)能夠?yàn)閷W(xué)校搭建編程教育環(huán)境提供裝備支撐服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)品牌宣傳與社會(huì)責(zé)任。教育行政部門通過(guò)編程教育項(xiàng)目，為學(xué)校師資培訓(xùn)和編程教學(xué)活動(dòng)提供定制化的專家指導(dǎo)服務(wù)。

因而，筆者所在課題組基于編程教育項(xiàng)目，構(gòu)建了“物智雙扶、三方共贏”的共生模式，即通過(guò)企業(yè)捐贈(zèng)獲得編程教育物資裝備，快速改善偏遠(yuǎn)山區(qū)幫扶學(xué)校的編程學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)教育行政部門的編程教育專家指導(dǎo)組獲得編程知識(shí)與技能、教與學(xué)方法等智力支持，提高偏遠(yuǎn)山區(qū)幫扶學(xué)校編程教育水平，逐漸提升師生信息素養(yǎng)。

● 編程教育幫扶共生的實(shí)施路徑

基于編程教育幫扶共生框架，結(jié)合湖北省學(xué)生信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)宣恩縣“送培送展”活動(dòng)實(shí)踐，筆者提出了編程教育幫扶共生的實(shí)施路徑，如圖2所示。

1.政策引領(lǐng)，幫扶共生

省級(jí)教育信息化主管部門制訂“送配送展”方案，成立領(lǐng)導(dǎo)小組，組建省級(jí)幫扶活動(dòng)專家組，充分整合編程教育企業(yè)力量，采取線上線下融合組織方式，在創(chuàng)客、機(jī)器人、人工智能三個(gè)編程項(xiàng)目中實(shí)施送器材、送課程、送培訓(xùn)、送活動(dòng)等幫扶內(nèi)容，指導(dǎo)幫扶學(xué)校做好學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)、課程開(kāi)設(shè)、師資培育與活動(dòng)推廣，促進(jìn)師生信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力提升。

2.物智雙扶，同向驅(qū)動(dòng)

企業(yè)與幫扶學(xué)校對(duì)接，將對(duì)應(yīng)編程項(xiàng)目的器材裝備和相關(guān)課程資源免費(fèi)配送至幫扶學(xué)校，學(xué)校預(yù)留活動(dòng)教室作為編程教育實(shí)驗(yàn)室，雙方共同做好設(shè)備交接、安裝和調(diào)試工作，搭建好編程教學(xué)環(huán)境，籌備好編程師資。省級(jí)專家組成員參與由學(xué)校主導(dǎo)組建的編程項(xiàng)目三方幫扶共同體，為學(xué)校開(kāi)展編程教育教學(xué)提供智力保障。

3.培訓(xùn)指導(dǎo)，項(xiàng)目落地

在編程教學(xué)環(huán)境與專家支撐團(tuán)隊(duì)的雙輪驅(qū)動(dòng)下，線下開(kāi)展理論知識(shí)、結(jié)構(gòu)搭建、編程應(yīng)用、教學(xué)實(shí)踐等方面的系統(tǒng)培訓(xùn)，并以遠(yuǎn)程視頻的方式參與課堂教學(xué)與交流展示活動(dòng)的“云端”指導(dǎo)，常態(tài)化持續(xù)推進(jìn)幫扶學(xué)校編程教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)出項(xiàng)目作品和教師教學(xué)成果。

4.社團(tuán)教學(xué)，合作創(chuàng)造

在專家支撐團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，學(xué)校組織教師開(kāi)展為期三個(gè)月的社團(tuán)式編程教學(xué)，在教師協(xié)的助下，學(xué)生通過(guò)小組合作生成創(chuàng)意，經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)、作品搭建與編程創(chuàng)造、調(diào)試與改進(jìn)等學(xué)習(xí)過(guò)程，最終形成小組作品，完成項(xiàng)目任務(wù)。

5.展示交流，提煉成果

省級(jí)教育信息化主管部門依托各類活動(dòng)，組織幫扶學(xué)校師生參加交流，展示學(xué)生作品和教學(xué)案例，以交流展示活動(dòng)進(jìn)一步提升師生信息素養(yǎng)。

6.評(píng)價(jià)總結(jié)，示范推廣

省級(jí)教育信息化主管部門組織專家組，開(kāi)展幫扶成效測(cè)評(píng)，通過(guò)評(píng)價(jià)量規(guī)采取增值評(píng)價(jià)方式評(píng)估學(xué)生計(jì)算思維能力和編程自我效能感，通過(guò)問(wèn)卷形式評(píng)估幫扶工作滿意度，同時(shí)總結(jié)編程教育幫扶成功經(jīng)驗(yàn)與有效途徑，形成幫扶總結(jié)報(bào)告。

● 研究設(shè)計(jì)

1.研究對(duì)象

本研究以參與湖北省學(xué)生信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)宣恩縣“送培送展”活動(dòng)的義務(wù)段（4～8年級(jí)）學(xué)生為研究對(duì)象。“送培送展”活動(dòng)周期為3個(gè)月，共有6所學(xué)校的學(xué)生參與，其中小學(xué)4所，初中2所，學(xué)生在活動(dòng)前后通過(guò)問(wèn)卷星填寫問(wèn)卷，共收集前測(cè)190份，后測(cè)157份。

2.研究方法

采用單組前后測(cè)教育實(shí)驗(yàn)研究方法，探究編程教育幫扶模式對(duì)中小學(xué)生計(jì)算思維與自我效能感的影響，評(píng)估幫扶實(shí)施效果，得到前后測(cè)配對(duì)數(shù)據(jù)68份，其中男生的44份，女生的24份。

3.測(cè)量工具

評(píng)測(cè)問(wèn)卷由計(jì)算思維量表和編程自我效能感量表兩個(gè)部分構(gòu)成，共計(jì)38道題項(xiàng)，其中計(jì)算思維量表23道題項(xiàng)，編程自我效能感15道題項(xiàng)，分別測(cè)量學(xué)生的計(jì)算思維能力水平和編程自我效能感水平。

（1）“計(jì)算思維”量表

采用張屹（2020）研發(fā)改進(jìn)的小學(xué)生計(jì)算思維量表[1]，該問(wèn)卷共23道題項(xiàng)，從創(chuàng)造力、批判思維、問(wèn)題解決能力、算法思維、合作能力等五個(gè)維度調(diào)查學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維能力，問(wèn)卷采用李克特5分制量表（1分最低，5分最高，平均得分1～5分）。本研究中計(jì)算思維量表克隆巴赫系數(shù)為0.963，表明該問(wèn)卷具有很高的信度。

（2）“編程自我效能”量表

采用Kong（2017）開(kāi)發(fā)的小學(xué)高年級(jí)學(xué)生編程自我效能感量表[2]，該問(wèn)卷共15道題項(xiàng)（其中編程知識(shí)7項(xiàng)，編程技能8項(xiàng)），用來(lái)評(píng)估學(xué)生對(duì)自己應(yīng)用編程知識(shí)和技能解決計(jì)算問(wèn)題的能力的感知和判斷，問(wèn)卷采用李克特5分制量表（1分最低，5分最高，平均得分1～5分）。該研究中編程自我效能感量表克隆巴赫系數(shù)為0.944，表明該問(wèn)卷具有很高的信度。

● 研究結(jié)果

對(duì)前后分發(fā)的問(wèn)卷回收，并使用SPSS20.0對(duì)配對(duì)成功的學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.計(jì)算思維能力

（1）活動(dòng)后，學(xué)生計(jì)算思維能力顯著性提升

在參與“送培送展”編程學(xué)習(xí)活動(dòng)后，學(xué)生的計(jì)算思維能力總體水平及各分維度水平均有顯著性提升。如圖3所示，學(xué)生在創(chuàng)造力、批判思維、問(wèn)題解決、算法思維和合作能力等計(jì)算思維的各個(gè)維度上均值都明顯高于前測(cè)。

接著采用配對(duì)樣本T檢驗(yàn)進(jìn)行推斷性統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)一步探究活動(dòng)前后學(xué)生計(jì)算思維能力的差異是否呈現(xiàn)顯著性。結(jié)果顯示，活動(dòng)后的學(xué)生計(jì)算思維總體水平及各分維度水平均顯著性提升。活動(dòng)前的學(xué)生計(jì)算思維能力均值為4.27，活動(dòng)后的學(xué)生計(jì)算思維能力均值為4.87，前后測(cè)差異呈現(xiàn)顯著性（T=-8.756，Sig.=0.000<0.0001）。在創(chuàng)造力、批判思維、問(wèn)題解決、算法思維、合作能力等計(jì)算思維分維度上，前后測(cè)差異均呈現(xiàn)顯著性（顯著性均為0.000，小于0.001）。

（2）女生的計(jì)算思維提升幅度顯著高于男生

在參與活動(dòng)前，女生與男生在計(jì)算思維上沒(méi)有顯著性差異。在在參與活動(dòng)后，女生的計(jì)算思維總體得分顯著性高于男生;在分維度上，女生的批判思維和合作能力維度顯著性高于男生，而在創(chuàng)造力、問(wèn)題解決和算法思維維度上，女生得分略高于男生，但兩者無(wú)顯著性差異。

（3）不同學(xué)段學(xué)生的計(jì)算思維能力提升情況無(wú)顯著性差異

在參與活動(dòng)前，不同學(xué)段學(xué)生的計(jì)算思維無(wú)顯著性差異。在參與活動(dòng)后，初中生得分略高于小學(xué)生，但無(wú)顯著性差異;各分維度都無(wú)顯著性差異。

2.編程自我效能感

（1）活動(dòng)后，學(xué)生編程自我效能感顯著性提升

在參與“送培送展”編程學(xué)習(xí)活動(dòng)后，學(xué)生的編程自我效能感有顯著性提升。從分維度上看，學(xué)生的編程自我效能感在編程知識(shí)和編程技能兩個(gè)維度的均值都明顯高于前測(cè)。

采用配對(duì)樣本T檢驗(yàn)進(jìn)行推斷性統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)一步探究活動(dòng)前后學(xué)習(xí)者編程自我效能是否存在顯著性差異。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)活動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的編程自我效能顯著性提升。學(xué)習(xí)者編程自我效能前測(cè)均值為3.95，后測(cè)均值為4.79，前后測(cè)具有顯著性差異（T=-9.163，Sig.=0.000<0.001）;編程知識(shí)、編程技能等分維度前后測(cè)也都呈現(xiàn)顯著性差異。

（2）女生編程自我效能感顯著高于男生

參與活動(dòng)前，女生與男生在編程自我效能感上沒(méi)有顯著性差異。參與活動(dòng)后，女生的編程自我效能感總體得分顯著性高于男生;在分維度上，女生的編程知識(shí)維度顯著性高于男生，女生的編程技能略高于男生，但無(wú)顯著性差異。

（3）小學(xué)生編程自我效能感提升幅度顯著性高于初中生

參與活動(dòng)前，不同學(xué)段學(xué)生的計(jì)算思維無(wú)顯著性差異。在參與活動(dòng)后，小學(xué)生的編程自我效能感顯著性高于初中生（T=2.203，Sig.=0.032<0.05）;在分維度上，小學(xué)生的編程知識(shí)均值略高于初中生但無(wú)顯著性差異，而小學(xué)生在編程技能維度顯著性高于初中生。

（4）學(xué)生的編程自我效能感與參加活動(dòng)時(shí)間、計(jì)算思維顯著相關(guān)

學(xué)生的編程自我效能感與參加活動(dòng)時(shí)間顯著相關(guān)，學(xué)生的編程自我效能感與計(jì)算思維顯著相關(guān)。這一結(jié)果說(shuō)明參與活動(dòng)的間長(zhǎng)短與學(xué)生編程自我效能呈現(xiàn)正相關(guān)，較高的編程自我效能感將會(huì)激勵(lì)學(xué)生更加積極、主動(dòng)、持續(xù)性地參與編程學(xué)習(xí)，掌握編程知識(shí)，提升計(jì)算思維能力。

● 總結(jié)與思考

第一，“物智雙扶”的編程教育幫扶共生模式，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村乃至偏遠(yuǎn)山區(qū)編程教育發(fā)展的有效途徑之一。此模式以教育行政部門為政策引領(lǐng)，以省級(jí)專家資源為智力支撐，以企業(yè)教育裝備為基礎(chǔ)環(huán)境支持，以基層學(xué)校師生為實(shí)踐主體，借助企業(yè)裝備教學(xué)環(huán)境，將省級(jí)專家的智力資源逐漸轉(zhuǎn)化為幫扶學(xué)校編程教育的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，使幫扶學(xué)校師生的信息素養(yǎng)，特別是計(jì)算思維能力得以提升，從而實(shí)現(xiàn)編程教育幫扶的既定目標(biāo)。

第二，“物智雙扶”的編程教育幫扶共生模式，能有效促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維能力發(fā)展和編程自我效能感提升。以上應(yīng)用實(shí)踐與實(shí)證研究表明，基于共生理論的“物智雙扶”編程教育幫扶模式對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力與編程自我效能感有積極影響，因此，針對(duì)鄉(xiāng)村特別是偏遠(yuǎn)山區(qū)學(xué)校較難落實(shí)信息技術(shù)課程的現(xiàn)狀，開(kāi)展以提升學(xué)生信息素養(yǎng)為目標(biāo)的“送培送展”活動(dòng)就顯得尤為重要。在參與“送培送展”編程學(xué)習(xí)活動(dòng)后，女生的計(jì)算思維能力、編程自我效能感均顯著高于男生，表明女生在編程與人工智能方面有優(yōu)勢(shì)，中小學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)女生參與更多的科創(chuàng)教育活動(dòng)，支持女生勇于追求編程與人工智能職業(yè)。在參與活動(dòng)后，小學(xué)生的編程自我效能感提升幅度要顯著性高于初中生，表明小學(xué)生對(duì)編程有更強(qiáng)的積極性和主動(dòng)性，對(duì)于編程這一具有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，小學(xué)生更易克服畏難情緒，持續(xù)學(xué)習(xí)編程以提高技能與素養(yǎng)，因此編程教育更應(yīng)從小學(xué)生抓起。[3]在評(píng)價(jià)展示交流環(huán)節(jié)，部分學(xué)生表現(xiàn)出未來(lái)有從事人工智能相關(guān)職業(yè)的意向，這表明職業(yè)生涯規(guī)劃與實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)在義務(wù)教育階段開(kāi)展，讓學(xué)生通過(guò)生涯規(guī)劃與實(shí)踐體驗(yàn)，逐步找準(zhǔn)人生定位，為高中學(xué)習(xí)與高等教育補(bǔ)足精神動(dòng)力。

第三，“物智雙扶”的編程教育幫扶共生模式，可為鄉(xiāng)村科創(chuàng)教育振興提供經(jīng)驗(yàn)借鑒?！拔镏请p扶”編程教育共生模式有效地解決了教育“在哪教”“教什么”“誰(shuí)來(lái)教”“如何教”“如何評(píng)”等五個(gè)核心問(wèn)題。編程教育是科創(chuàng)教育的主要內(nèi)容之一，“物智雙扶”編程教育共生模式的實(shí)踐探索，為鄉(xiāng)村特別是偏遠(yuǎn)山區(qū)科創(chuàng)教育振興提供了參考路徑。

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基金項(xiàng)目：湖北省教育科學(xué)規(guī)劃2019年重點(diǎn)課題“核心素養(yǎng)視角下的創(chuàng)客教育項(xiàng)目式學(xué)習(xí)案例開(kāi)發(fā)與實(shí)施研究”（課題編號(hào)：2019JA100）。