基于共生理論的鄉(xiāng)村編程教育振興模式構建與實證研究

王康 姜新華 彭林

摘要：本文基于共生理論，構建了“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，并以湖北省學生信息素養(yǎng)提升實踐活動宣恩縣“送培送展”活動為例開展了為期三個月的實證研究。結果表明，該模式能有效促進學生的計算思維能力發(fā)展和編程自我效能感提升，是實現鄉(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：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）11-0080-05

● 研究背景

計算思維作為21世紀數字化公民的核心能力，已成為中小學信息技術學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。基于這一認識，筆者所在省市教育信息化主管部門針對鄉(xiāng)村特別是偏遠山區(qū)學校較難落實信息技術課程的現狀，開展編程教育振興幫扶活動，以促進師生計算思維能力和信息素養(yǎng)提升，推動區(qū)域教育優(yōu)質均衡發(fā)展。因此，本文基于共生理論，構建“物智雙扶、三方共贏”的編程教育幫扶共生模式，以湖北省學生信息素養(yǎng)提升實踐活動宣恩縣“送培送展”活動為例開展實證研究，以期為偏遠農村地區(qū)編程教育幫扶活動提供參考，進而推動區(qū)域編程教育均衡發(fā)展。

● 編程教育幫扶共生框架

共生理論由德國生物學家德貝里提出，他認為不同群體之間普遍存在信息傳遞、合作共贏、物質交流、能量傳導等共生行為，這樣的行為關系能夠讓群體各方更好地適應環(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框架，如圖1所示。

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

編程教育幫扶共生體的共同觸點是編程教育項目，構成共生界面。也就是說，幫扶學校需要通過編程教育項目來搭建編程教育環(huán)境，培訓編程教育教師，指導編程教學活動，提升學生信息素養(yǎng)。企業(yè)能夠為學校搭建編程教育環(huán)境提供裝備支撐服務，并實現企業(yè)品牌宣傳與社會責任。教育行政部門通過編程教育項目，為學校師資培訓和編程教學活動提供定制化的專家指導服務。

因而，筆者所在課題組基于編程教育項目，構建了“物智雙扶、三方共贏”的共生模式，即通過企業(yè)捐贈獲得編程教育物資裝備，快速改善偏遠山區(qū)幫扶學校的編程學習環(huán)境，通過教育行政部門的編程教育專家指導組獲得編程知識與技能、教與學方法等智力支持，提高偏遠山區(qū)幫扶學校編程教育水平，逐漸提升師生信息素養(yǎng)。

● 編程教育幫扶共生的實施路徑

基于編程教育幫扶共生框架，結合湖北省學生信息素養(yǎng)提升實踐活動宣恩縣“送培送展”活動實踐，筆者提出了編程教育幫扶共生的實施路徑，如圖2所示。

1.政策引領，幫扶共生

省級教育信息化主管部門制訂“送配送展”方案，成立領導小組，組建省級幫扶活動專家組，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、機器人、人工智能三個編程項目中實施送器材、送課程、送培訓、送活動等幫扶內容，指導幫扶學校做好學習環(huán)境建設、課程開設、師資培育與活動推廣，促進師生信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力提升。

2.物智雙扶，同向驅動

企業(yè)與幫扶學校對接，將對應編程項目的器材裝備和相關課程資源免費配送至幫扶學校，學校預留活動教室作為編程教育實驗室，雙方共同做好設備交接、安裝和調試工作，搭建好編程教學環(huán)境，籌備好編程師資。省級專家組成員參與由學校主導組建的編程項目三方幫扶共同體，為學校開展編程教育教學提供智力保障。

3.培訓指導，項目落地

在編程教學環(huán)境與專家支撐團隊的雙輪驅動下，線下開展理論知識、結構搭建、編程應用、教學實踐等方面的系統培訓，并以遠程視頻的方式參與課堂教學與交流展示活動的“云端”指導，常態(tài)化持續(xù)推進幫扶學校編程教學，指導學生產出項目作品和教師教學成果。

4.社團教學，合作創(chuàng)造

在專家支撐團隊的指導下，學校組織教師開展為期三個月的社團式編程教學，在教師協的助下，學生通過小組合作生成創(chuàng)意，經歷方案設計、作品搭建與編程創(chuàng)造、調試與改進等學習過程，最終形成小組作品，完成項目任務。

5.展示交流，提煉成果

省級教育信息化主管部門依托各類活動，組織幫扶學校師生參加交流，展示學生作品和教學案例，以交流展示活動進一步提升師生信息素養(yǎng)。

6.評價總結，示范推廣

省級教育信息化主管部門組織專家組，開展幫扶成效測評，通過評價量規(guī)采取增值評價方式評估學生計算思維能力和編程自我效能感，通過問卷形式評估幫扶工作滿意度，同時總結編程教育幫扶成功經驗與有效途徑，形成幫扶總結報告。

● 研究設計

1.研究對象

本研究以參與湖北省學生信息素養(yǎng)提升實踐活動宣恩縣“送培送展”活動的義務段（4～8年級）學生為研究對象。“送培送展”活動周期為3個月，共有6所學校的學生參與，其中小學4所，初中2所，學生在活動前后通過問卷星填寫問卷，共收集前測190份，后測157份。

2.研究方法

采用單組前后測教育實驗研究方法，探究編程教育幫扶模式對中小學生計算思維與自我效能感的影響，評估幫扶實施效果，得到前后測配對數據68份，其中男生的44份，女生的24份。

3.測量工具

評測問卷由計算思維量表和編程自我效能感量表兩個部分構成，共計38道題項，其中計算思維量表23道題項，編程自我效能感15道題項，分別測量學生的計算思維能力水平和編程自我效能感水平。

（1）“計算思維”量表

采用張屹（2020）研發(fā)改進的小學生計算思維量表[1]，該問卷共23道題項，從創(chuàng)造力、批判思維、問題解決能力、算法思維、合作能力等五個維度調查學習者的計算思維能力，問卷采用李克特5分制量表（1分最低，5分最高，平均得分1～5分）。本研究中計算思維量表克隆巴赫系數為0.963，表明該問卷具有很高的信度。

（2）“編程自我效能”量表

采用Kong（2017）開發(fā)的小學高年級學生編程自我效能感量表[2]，該問卷共15道題項（其中編程知識7項，編程技能8項），用來評估學生對自己應用編程知識和技能解決計算問題的能力的感知和判斷，問卷采用李克特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為0.944，表明該問卷具有很高的信度。

● 研究結果

對前后分發(fā)的問卷回收，并使用SPSS20.0對配對成功的學生數據進行分析。

1.計算思維能力

（1）活動后，學生計算思維能力顯著性提升

在參與“送培送展”編程學習活動后，學生的計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，學生在創(chuàng)造力、批判思維、問題解決、算法思維和合作能力等計算思維的各個維度上均值都明顯高于前測。

接著采用配對樣本T檢驗進行推斷性統計分析，進一步探究活動前后學生計算思維能力的差異是否呈現顯著性。結果顯示，活動后的學生計算思維總體水平及各分維度水平均顯著性提升?；顒忧暗膶W生計算思維能力均值為4.27，活動后的學生計算思維能力均值為4.87，前后測差異呈現顯著性（T=-8.756，Sig.=0.000<0.0001）。在創(chuàng)造力、批判思維、問題解決、算法思維、合作能力等計算思維分維度上，前后測差異均呈現顯著性（顯著性均為0.000，小于0.001）。

（2）女生的計算思維提升幅度顯著高于男生

在參與活動前，女生與男生在計算思維上沒有顯著性差異。在在參與活動后，女生的計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、問題解決和算法思維維度上，女生得分略高于男生，但兩者無顯著性差異。

（3）不同學段學生的計算思維能力提升情況無顯著性差異

在參與活動前，不同學段學生的計算思維無顯著性差異。在參與活動后，初中生得分略高于小學生，但無顯著性差異;各分維度都無顯著性差異。

2.編程自我效能感

（1）活動后，學生編程自我效能感顯著性提升

在參與“送培送展”編程學習活動后，學生的編程自我效能感有顯著性提升。從分維度上看，學生的編程自我效能感在編程知識和編程技能兩個維度的均值都明顯高于前測。

采用配對樣本T檢驗進行推斷性統計分析，進一步探究活動前后學習者編程自我效能是否存在顯著性差異。結果表明，經過活動學習，學習者的編程自我效能顯著性提升。學習者編程自我效能前測均值為3.95，后測均值為4.79，前后測具有顯著性差異（T=-9.163，Sig.=0.000<0.001）;編程知識、編程技能等分維度前后測也都呈現顯著性差異。

（2）女生編程自我效能感顯著高于男生

參與活動前，女生與男生在編程自我效能感上沒有顯著性差異。參與活動后，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，女生的編程知識維度顯著性高于男生，女生的編程技能略高于男生，但無顯著性差異。

（3）小學生編程自我效能感提升幅度顯著性高于初中生

參與活動前，不同學段學生的計算思維無顯著性差異。在參與活動后，小學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，小學生的編程知識均值略高于初中生但無顯著性差異，而小學生在編程技能維度顯著性高于初中生。

（4）學生的編程自我效能感與參加活動時間、計算思維顯著相關

學生的編程自我效能感與參加活動時間顯著相關，學生的編程自我效能感與計算思維顯著相關。這一結果說明參與活動的間長短與學生編程自我效能呈現正相關，較高的編程自我效能感將會激勵學生更加積極、主動、持續(xù)性地參與編程學習，掌握編程知識，提升計算思維能力。

● 總結與思考

第一，“物智雙扶”的編程教育幫扶共生模式，是實現鄉(xiāng)村乃至偏遠山區(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，以省級專家資源為智力支撐，以企業(yè)教育裝備為基礎環(huán)境支持，以基層學校師生為實踐主體，借助企業(yè)裝備教學環(huán)境，將省級專家的智力資源逐漸轉化為幫扶學校編程教育的發(fā)展優(yōu)勢，使幫扶學校師生的信息素養(yǎng)，特別是計算思維能力得以提升，從而實現編程教育幫扶的既定目標。

第二，“物智雙扶”的編程教育幫扶共生模式，能有效促進學生的計算思維能力發(fā)展和編程自我效能感提升。以上應用實踐與實證研究表明，基于共生理論的“物智雙扶”編程教育幫扶模式對學生計算思維能力與編程自我效能感有積極影響，因此，針對鄉(xiāng)村特別是偏遠山區(qū)學校較難落實信息技術課程的現狀，開展以提升學生信息素養(yǎng)為目標的“送培送展”活動就顯得尤為重要。在參與“送培送展”編程學習活動后，女生的計算思維能力、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，中小學校應鼓勵女生參與更多的科創(chuàng)教育活動，支持女生勇于追求編程與人工智能職業(yè)。在參與活動后，小學生的編程自我效能感提升幅度要顯著性高于初中生，表明小學生對編程有更強的積極性和主動性，對于編程這一具有挑戰(zhàn)性的活動，小學生更易克服畏難情緒，持續(xù)學習編程以提高技能與素養(yǎng)，因此編程教育更應從小學生抓起。[3]在評價展示交流環(huán)節(jié)，部分學生表現出未來有從事人工智能相關職業(yè)的意向，這表明職業(yè)生涯規(guī)劃與實踐活動應在義務教育階段開展，讓學生通過生涯規(guī)劃與實踐體驗，逐步找準人生定位，為高中學習與高等教育補足精神動力。

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)教育振興提供經驗借鑒?！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”“誰來教”“如何教”“如何評”等五個核心問題。編程教育是科創(chuàng)教育的主要內容之一，“物智雙扶”編程教育共生模式的實踐探索，為鄉(xiāng)村特別是偏遠山區(qū)科創(chuàng)教育振興提供了參考路徑。

參考文獻：

[1]張屹，莫尉，張巖，等.我國小學生計算思維量表研發(fā)與應用[J].中國電化教育，2020（10）：49-57.

[2]Kong， S.C.Development and validation of a programming self-efficacy scale for senior primary school learners[C].Conference Proceedings of International Conference on Computational Thinking Education 2017：97-102.

[3]石晉陽.兒童編程學習體驗研究[D].南京：南京師范大學，2018.

基金項目：湖北省教育科學規(guī)劃2019年重點課題“核心素養(yǎng)視角下的創(chuàng)客教育項目式學習案例開發(fā)與實施研究”（課題編號：2019JA100）。