兒童編程教育與學(xué)校教育體系的深度融合策略

張建沼 蔡淑瑜

[摘 ? ?要]兒童編程教育和基礎(chǔ)學(xué)科教育的融合，已經(jīng)成為兒童編程教育研究的重點(diǎn)課題。兒童編程教育與基礎(chǔ)學(xué)科教育的融合也是當(dāng)前學(xué)校教育體系的一種重要嘗試，同時(shí)也是促進(jìn)和普及兒童編程教育的新舉措，更能助力兒童編程教育和學(xué)科知識(shí)的相互協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，以基于設(shè)計(jì)的探究方法為教學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并以綜合學(xué)習(xí)法為教學(xué)理論基石，充實(shí)和優(yōu)化我國(guó)中小學(xué)校的教學(xué)方式，并探討推廣多樣化的兒童編程教育教學(xué)形態(tài)。

[關(guān)鍵詞]兒童；編程；教育；學(xué)校；體系；融合

人工智能時(shí)代的來(lái)臨，對(duì)編程教育提出了更高需求。結(jié)合當(dāng)前的課堂教學(xué)氛圍和環(huán)境，需要利用計(jì)算機(jī)環(huán)境改善兒童的認(rèn)知學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效率。隨著當(dāng)前我國(guó)教育的不斷發(fā)展，將編程教學(xué)與當(dāng)前學(xué)校教學(xué)體系相融合，不只是為了解決學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)以及未來(lái)職業(yè)發(fā)展的需要，更加注重在教學(xué)的過(guò)程中發(fā)揮出編程思想的價(jià)值。在當(dāng)前的教學(xué)體系下，教師在開(kāi)展編程教育的過(guò)程中，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的思考技巧、共情能力以及綜合素養(yǎng)，這樣能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)兒童教育階段的課堂教學(xué)空缺。同時(shí)考慮到當(dāng)前兒童在進(jìn)行編程學(xué)習(xí)的過(guò)程中，編程語(yǔ)言不僅僅是一門(mén)工具，更是其他技術(shù)發(fā)展的一個(gè)非常重要的媒介。從這個(gè)角度來(lái)看，兒童編程教學(xué)與學(xué)校教育體系的深度融合，與當(dāng)前教育發(fā)展的總趨勢(shì)是完全契合的。

一、為何要將兒童編程教育融入當(dāng)前的學(xué)校教育體系中

（一）轉(zhuǎn)變教育觀念和當(dāng)前教育的認(rèn)知觀

新技術(shù)的發(fā)展和被接受是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程，盡管當(dāng)前部分教師已經(jīng)意識(shí)到了編程教育在學(xué)校發(fā)展中的重要性，在教育的過(guò)程中也付出了一定的努力，但是效果卻并不好。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)層和教師就必須要做好當(dāng)前編程教育觀念的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前的教育環(huán)境下，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教師在認(rèn)識(shí)和實(shí)施上都沒(méi)有真正地把編程教育和傳統(tǒng)學(xué)校教育同等對(duì)待，編程僅僅是賦能，教師也只能處在輔助狀態(tài)。此類情形，在教育信息化覆蓋率較高的國(guó)外課堂上也同樣出現(xiàn)。而兒童編程教育的目標(biāo)就是要幫助兒童學(xué)習(xí)使用電腦進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，把自己思考和創(chuàng)意付諸計(jì)算機(jī)程序之上。因此，改變和重建傳統(tǒng)的編程教育思想，就必須認(rèn)識(shí)到編程教學(xué)在學(xué)校課程體系中的實(shí)施瓶頸問(wèn)題，并非被學(xué)生們拒之門(mén)外的高難技能所導(dǎo)致的，而是由他們不愿投身其中的傳統(tǒng)觀念所導(dǎo)致的。兒童編程教育已經(jīng)走進(jìn)校園很多年，但是在編程教學(xué)中成為“形式”和“擺設(shè)”的現(xiàn)狀仍然存在。究其原因不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前，不少學(xué)校在科技新技術(shù)教育改革工作上都體現(xiàn)得非常保守。有些保守的教師指出當(dāng)前教學(xué)中的潛在挑戰(zhàn)，但關(guān)心的只有短期緊迫事情。有些活躍的新生代教師也持續(xù)地試圖改變此情境，但必須指出當(dāng)前科技新技術(shù)教育改革并不能給校園學(xué)習(xí)環(huán)境提供革命性變化。學(xué)習(xí)型社區(qū)有著特定的架構(gòu)與專業(yè)方向，而最終結(jié)果則由學(xué)生創(chuàng)造，在相對(duì)自主開(kāi)放的社會(huì)環(huán)境里，展示了人們極大的學(xué)習(xí)積極性和意愿。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)到的知識(shí)既具有專業(yè)性，同時(shí)也具備一定的創(chuàng)新性，而知識(shí)內(nèi)容也包含對(duì)政治人生的理解。但是當(dāng)前不少學(xué)校在教學(xué)的過(guò)程中卻忽視了編程原本的教學(xué)意義，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相孤立，導(dǎo)致編程教學(xué)出現(xiàn)了嚴(yán)重的問(wèn)題。所以從這個(gè)角度進(jìn)行分析，編程原本就是當(dāng)前教育中不可分割的重要元素，未來(lái)我們所面臨的問(wèn)題不僅僅是科技和教育，同時(shí)也是人們教學(xué)理念的不斷變革。

（二）學(xué)校編程的教育方法出現(xiàn)了一定的問(wèn)題

兒童程序設(shè)計(jì)培訓(xùn)成為繼奧數(shù)、英文后我國(guó)少兒教育的“最后一塊蛋糕”，獲得了眾多社會(huì)與資金的競(jìng)相投入。2021年5月，教育部印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見(jiàn)》，提出要“有效減輕義務(wù)教育階段學(xué)生過(guò)重作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)”，即“雙減”政策。該政策對(duì)于校內(nèi)外學(xué)科類培訓(xùn)進(jìn)行了嚴(yán)格限制，這對(duì)編程教育來(lái)說(shuō)是重大利好，有利于社會(huì)資源和資金的投入。目前，雖說(shuō)兒童編程教育培訓(xùn)在各種教育計(jì)劃、發(fā)展規(guī)劃中頻頻出現(xiàn)，但在學(xué)校教育和校外培訓(xùn)中的普及度都未能達(dá)到預(yù)期。當(dāng)前，我國(guó)兒童編程教學(xué)在學(xué)校內(nèi)部的推廣也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。如，學(xué)校在進(jìn)行兒童編程教學(xué)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅需要注意培養(yǎng)學(xué)生的好奇心，還要考慮到當(dāng)前我國(guó)大部分學(xué)校計(jì)算機(jī)課時(shí)相對(duì)較少，缺乏大量?jī)和幊虒I(yè)教師的問(wèn)題。因此，考慮到當(dāng)前我國(guó)兒童編程教育的實(shí)際情況，做好學(xué)生編程教育的思想基礎(chǔ)和具體的實(shí)施方案，是推廣學(xué)校編程教育的重要方法，也是當(dāng)前我國(guó)推動(dòng)兒童教育改革的重要形式。因此，當(dāng)前我們?cè)谶M(jìn)行學(xué)校教育的過(guò)程中，不僅僅要重視教育的方法和教育的形式，更要注重烘托良好的教育氛圍。值得欣慰的是，隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)對(duì)于這種形式有了更多的理解和重視，在社會(huì)輿論認(rèn)可度越來(lái)越高的前提下，兒童編程教育才能夠獲得足夠的重視，取得一定的教育成果。

（三）將編程教學(xué)與其他學(xué)科知識(shí)相互融合

就當(dāng)前編程學(xué)習(xí)的實(shí)際情況來(lái)看，編程學(xué)習(xí)具有“反賦能”的作用，即編程與其他領(lǐng)域邏輯知識(shí)共同學(xué)習(xí)，要比單獨(dú)學(xué)習(xí)每個(gè)領(lǐng)域更容易，并且進(jìn)步更快。當(dāng)前，部分地區(qū)的教育工作者研究了兒童用編程語(yǔ)言建立游戲課程，檢驗(yàn)此方法對(duì)兒童概率認(rèn)知的作用，結(jié)果顯示：通過(guò)程序設(shè)計(jì)方式建立的課程對(duì)兒童概率認(rèn)知成績(jī)的培養(yǎng)有著統(tǒng)計(jì)學(xué)教育作用，程序設(shè)計(jì)的方法和邏輯性課程知識(shí)點(diǎn)的掌握在相互協(xié)同融合中“互相成就”。兒童編程教育主要指使用符合兒童年齡階段特點(diǎn)的簡(jiǎn)化型的程序設(shè)計(jì)方法，有助于兒童理解編程科學(xué)基本知識(shí)，建立正確邏輯思想。程序的價(jià)值并不僅僅在于代碼，它最主要的功能表現(xiàn)在對(duì)問(wèn)題處理流程及邏輯思維能力的發(fā)展，以及在此流程中對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)、邏輯思考和結(jié)構(gòu)化思考領(lǐng)域的無(wú)形技能的培養(yǎng)，而這種技能并不僅僅是高級(jí)工程師所具備的，而且是每個(gè)優(yōu)秀學(xué)生都需要的。兒童編程教育的課程設(shè)計(jì)的主要目的是，期望使兒童們有更深刻的改變。好的教學(xué)環(huán)境，并非強(qiáng)大的教育工具與技能的有效運(yùn)用，而是兒童們?nèi)谌朐撉榫持械哪芰鸵庾R(shí)。

二、當(dāng)前兒童編程教育與學(xué)校教育體系深度融合的策略分析

（一）選擇合適的編程語(yǔ)言

“工欲善其事，必先利其器”。編程學(xué)習(xí)首先要有一門(mén)得心應(yīng)手的編程語(yǔ)言?？v觀編程領(lǐng)域，幾乎都是來(lái)自國(guó)外以英文為指令代碼的編程語(yǔ)言，增加了在小學(xué)生中的推廣教學(xué)的難度。而對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的小學(xué)生來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行編程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須將我國(guó)的教學(xué)方法以及基本的傳統(tǒng)元素融入當(dāng)前的編程設(shè)計(jì)中，選擇合適的編程語(yǔ)言。對(duì)小學(xué)生而言，中文化和動(dòng)畫(huà)化是選擇編程語(yǔ)言的基本要求。在這個(gè)過(guò)程中，教師可以設(shè)置以漢語(yǔ)為指令代碼的編程語(yǔ)言，這種采用母語(yǔ)輸入代碼的方式，讓編程入門(mén)零門(mén)檻。而動(dòng)畫(huà)化的編程界面，適合小學(xué)生天真、活潑、想象力豐富的兒童特征，也更容易讓學(xué)生接受。

（二）以解決問(wèn)題為編程學(xué)習(xí)動(dòng)力

小學(xué)生充滿好奇心和無(wú)限想象力，有著解決問(wèn)題的熱情和向往。在這個(gè)過(guò)程中，要融合身邊生活，學(xué)以致用。學(xué)習(xí)編程，一開(kāi)始接觸的是專業(yè)的術(shù)語(yǔ)，數(shù)據(jù)類型、變量、常量、循環(huán)等，對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，聽(tīng)了往往一頭霧水。若能從生活例子引入，而使教學(xué)內(nèi)容更加簡(jiǎn)單。如，在教學(xué)“變量”這個(gè)概念，教師就可以舉這樣一個(gè)例子來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)行理解：一輛行駛中的公交車(chē)，在某站有上下客，車(chē)上的人數(shù)會(huì)發(fā)生變化，那么“車(chē)上的人數(shù)”就是一個(gè)變量。上來(lái)1人，就表達(dá)為“車(chē)上的人數(shù)=車(chē)上的人數(shù)+1”。

（三）融合學(xué)科教學(xué)，相得益彰

游戲是兒童喜聞樂(lè)見(jiàn)的學(xué)習(xí)方式。結(jié)合相關(guān)學(xué)科，以游戲?yàn)閷?dǎo)向進(jìn)行編程教學(xué)，可以取得良好效果。在這個(gè)過(guò)程中，教師也可以將編程教學(xué)與各科的游戲教學(xué)相結(jié)合。就以當(dāng)前語(yǔ)文猜成語(yǔ)游戲?yàn)槔處熆梢韵仍诖翱谏嫌媒M件標(biāo)簽1寫(xiě)上成語(yǔ)，再用標(biāo)簽2覆蓋成語(yǔ)，然后讓標(biāo)簽2的高度一點(diǎn)一點(diǎn)減少，好像一張幕簾慢慢向上升起，標(biāo)簽1的字的筆畫(huà)也就一點(diǎn)一點(diǎn)呈現(xiàn)，學(xué)生根據(jù)殘缺的筆畫(huà)進(jìn)行猜成語(yǔ)搶答。設(shè)計(jì)這樣的程序，能夠使學(xué)生深入掌握窗口組件的屬性。除了開(kāi)展語(yǔ)文猜成語(yǔ)的游戲，教師也可以嘗試?yán)皿w育知識(shí)來(lái)進(jìn)行編程的教學(xué)，讓學(xué)生在各門(mén)課程的學(xué)習(xí)中都能夠掌握一定的編程知識(shí)，這樣將編程與課堂教學(xué)緊密結(jié)合。以當(dāng)前體育課中常見(jiàn)的隊(duì)列問(wèn)題來(lái)說(shuō)，給一個(gè)班的人數(shù)，按幾列幾行的要求，設(shè)計(jì)程序排列出來(lái)。將編程教學(xué)與各科的游戲教學(xué)相結(jié)合，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有利于促進(jìn)邏輯思維的養(yǎng)成，為以后深入學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（四）利用編程貓，將編程教育與數(shù)學(xué)課堂相結(jié)合

編程需要學(xué)生具備一定的理性思維，所以在進(jìn)行課堂教學(xué)的過(guò)程中，教師可以將編程教育與當(dāng)前的數(shù)學(xué)課堂相結(jié)合。這樣也能夠符合當(dāng)前編程教育的具體特征?？紤]到當(dāng)前兒童階段學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，在進(jìn)行課堂教學(xué)的過(guò)程中，首先就需要?jiǎng)?chuàng)造課堂環(huán)境。針對(duì)小學(xué)年齡段的孩子來(lái)說(shuō)，兒童有年紀(jì)小、精神注意力集中時(shí)間較短、邏輯思維能力不強(qiáng)的特征，教師可通過(guò)編程貓來(lái)創(chuàng)造課堂環(huán)境，用動(dòng)畫(huà)、視頻的方式引入新課，調(diào)動(dòng)他們的內(nèi)在積極性，培養(yǎng)他們的好奇心，引導(dǎo)他們對(duì)這節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行心理鋪墊，讓他們運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)處理具體問(wèn)題。此外，也可以用編程貓?jiān)谙鄳?yīng)的課堂上實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)小游戲，調(diào)動(dòng)他們的積極性，從而增加他們的興趣。其次，在授課內(nèi)容上做好準(zhǔn)備。授課教學(xué)內(nèi)容是本節(jié)課的重頭戲，關(guān)乎本堂課的教育任務(wù)是否順利完成，這就是判斷這節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)順利與否的重要方面。在講授時(shí)，要將較為枯燥的數(shù)學(xué)教材轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫(huà)或有趣的場(chǎng)景，使教學(xué)內(nèi)容化靜為動(dòng)，化抽象為具象、直觀。

（五）先“涂鴉”后上機(jī)

這種模式所采取的教育方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較輕松?？紤]到當(dāng)前兒童長(zhǎng)期開(kāi)展編程學(xué)習(xí)，對(duì)視力會(huì)造成一定的影響。因此，如何保護(hù)學(xué)生視力已成為一個(gè)社會(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題。因此結(jié)合當(dāng)前課堂教學(xué)的實(shí)際情況來(lái)看，將編程教學(xué)與當(dāng)前學(xué)校教學(xué)模式相結(jié)合的過(guò)程中，教師就需要嚴(yán)格控制當(dāng)前學(xué)生的上機(jī)時(shí)間。而在這個(gè)過(guò)程中，教師可以采取“涂鴉”的方法代替學(xué)生上機(jī)操作?！巴盔f”主要是指手寫(xiě)代碼，構(gòu)思命令，設(shè)想代碼運(yùn)行效果。如，在利用“易樂(lè)谷”軟件要求小烏龜畫(huà)正方形，并下達(dá)前進(jìn)的指令時(shí)，在上機(jī)操作前，教師首先可以提出這樣的問(wèn)題讓學(xué)生思考：“如果讓小烏龜一直前進(jìn)，那么他們究竟能不能畫(huà)出正方形？如果畫(huà)不出正方形，下達(dá)怎樣的指令呢？”教師首先可以給學(xué)生一定的空間進(jìn)行內(nèi)容的討論和分析，再對(duì)這些回答進(jìn)行分析、提煉、規(guī)范化，把固有命令“歸功”到學(xué)生“自行命名”，順勢(shì)引出“后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)”等系統(tǒng)命令。這種教學(xué)方式，學(xué)生雖沒(méi)有上機(jī)，但在教師的引領(lǐng)下，發(fā)揮了想象力，獲得了成就感，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)編程的自信。相比于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法來(lái)說(shuō)，這種教學(xué)方法雖然比較簡(jiǎn)單，但是在教育的過(guò)程中卻能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成提前思考的習(xí)慣，在教育的過(guò)程中能夠有效地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，同時(shí)也在一定程度上減少了學(xué)生面對(duì)電子屏幕的時(shí)間，對(duì)兒童在保證長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展的同時(shí)掌握知識(shí)具有非常積極的意義。

（六）基于Scratch的兒童編程教育教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

以科學(xué)教學(xué)課程為例，在講述“食物鏈”內(nèi)容時(shí)可設(shè)計(jì)多個(gè)活動(dòng)，活動(dòng)主要按照教學(xué)模式進(jìn)行，教師與學(xué)生在活動(dòng)各個(gè)層次的每一個(gè)階段中，均安排了與之相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生掌握了不同的知識(shí)，也提高了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的趣味性。在抽象性階段中的任務(wù)步驟，必須由教師介紹主要任務(wù)背景，如探索食物鏈上生物間的覓食機(jī)制等，讓學(xué)生能夠了解項(xiàng)目產(chǎn)生的歷史背景等。此外，在主要任務(wù)展示過(guò)程中，教師還必須指導(dǎo)學(xué)生明確根據(jù)Scratch項(xiàng)目創(chuàng)建要求的各項(xiàng)任務(wù)、場(chǎng)景等并進(jìn)行引導(dǎo)，如教學(xué)活動(dòng)中要求包括小草、蚜蟲(chóng)、瓢蟲(chóng)、鳥(niǎo)類的各項(xiàng)任務(wù)和場(chǎng)景。而且，教師介紹了項(xiàng)目?jī)?nèi)容，學(xué)生能夠利用創(chuàng)建項(xiàng)目的動(dòng)畫(huà)故事合理地描述各種食物間的覓食情況等，讓兒童能夠?qū)Ω黜?xiàng)任務(wù)表現(xiàn)有簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)。在此期間，Scratch營(yíng)造的氛圍調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，各種主要任務(wù)的處理與表達(dá)方式也要求教學(xué)和練習(xí)的主體參與之中，讓兒童編程教學(xué)與當(dāng)前學(xué)校的課堂教學(xué)模式進(jìn)行有效地結(jié)合。

將編程課程納入學(xué)校課程教學(xué)，是教育信息化蓬勃發(fā)展的必然趨勢(shì)和客觀要求，也是兒童編程教學(xué)向多元化發(fā)展的新方式。編程具有鮮明的操作特點(diǎn)及堅(jiān)實(shí)的理論背景。另外，在實(shí)踐發(fā)展進(jìn)程中還有許多方面仍需要考察，學(xué)科教材如何把編程媒體環(huán)境的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與恰當(dāng)?shù)膶W(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)相結(jié)合，程序設(shè)計(jì)教學(xué)與課程整合的教學(xué)啟動(dòng)方式、技術(shù)設(shè)備的支持程度以及教師和學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用熟練程度等都是需要深入探究的因素。通過(guò)本文的討論可以發(fā)現(xiàn)，將編程課程納入當(dāng)前的學(xué)校教學(xué)體系中，給當(dāng)前小學(xué)課程模式的探討帶來(lái)了更為多元的選擇，同時(shí)，也需要更為廣泛地實(shí)驗(yàn)探索，以形成多元的兒童程序設(shè)計(jì)教學(xué)的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部教育裝備研究與發(fā)展中心2018年工作要點(diǎn)[J].教育與裝備研究，2018，34（4）：96.

[2]汪雅君，何曉萍.《地平線報(bào)告（2019年高教版）》對(duì)高校信息化建設(shè)的啟示[J].中國(guó)教育信息化，2019（23）：6-12.

[3]郭瑾，佟安然，高偉.人工智能技術(shù)在基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用——基于新媒體聯(lián)盟《地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）》[J].軟件導(dǎo)刊，2019，18（11）：95-99.

[4]管雪沨.創(chuàng)造進(jìn)行時(shí)——STEAM教育在常州[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2019（10）：12-14.

[5]鐘志宏，周娟娟.AI戰(zhàn)略下少兒可視化編程教育研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，15（32）：204-207.

（責(zé)任編輯：朱福昌）