基于編程教育的信息技術課程改革路徑
——來自美國的經(jīng)驗與啟示

李梅 山東省日照海曲高級中學

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。加強學生信息素養(yǎng)培養(yǎng)，加強學生課內外一體化的信息技術知識、技能、應用能力以及信息意識、信息倫理等方面的培育，提升中小學編程教育的水平已上升到國家發(fā)展的戰(zhàn)略層面。[1]本文從介紹美國編程教育開展的情況與特點展開，分析其中可供借鑒的發(fā)展經(jīng)驗，以期為我國中小學信息技術課程教學的開展提供思路和對策。

●美國編程教育的發(fā)展階段與主要特征

1.美國編程教育的發(fā)展階段

美國的編程教育發(fā)展歷程大致可分為初創(chuàng)期、快速發(fā)展期和相對成熟期三個階段，呈現(xiàn)出多方參與推動、軟硬件支持發(fā)展、逐漸融合K12教育、普及化的特征。[2]

初創(chuàng)期（1966年——2000年初）：編程語言誕生，計算思維概念初步普及，圖形化編程和機器人硬件隨之出現(xiàn)。

快速發(fā)展期（2000年初——2013年）：編程教育與K12教育充分融合，在政府與社會組織推動下快速全民普及，影響世界。

相對成熟期（2014年至今）：社會多方配合推動編程教育向科學體系化、多元化發(fā)展。

2.美國編程教育的主要特征

特征一：從教學內容來看，全齡段覆蓋，跨學科結合。在編程教育與K12教育的融合過程中，課程內容不僅涉及單純的編程語言教學，還融合了數(shù)學、物理的基礎學科知識，緊密結合了學科理論與編程實踐，重塑了K12教育中的計算機思維課程。

特征二：從教學場景來看，線上線下融合漸成趨勢，家庭、校園、社區(qū)、運動場及夏令營項目等多場景滲透。由于編程本身具備“技術”特性，與軟件、硬件結合緊密，游戲形式的軟件和計算機形式的硬件均適用于學生不同學習場景的切換，達到了線上線下學習相互融合滲透的效果。

特征三：從商業(yè)模式來看，軟硬件共同支持學生自主學習，B端C端互相引流。美國編程教育鼓勵學生自主探究，而經(jīng)過科學設計的引導性軟件和能夠動手實踐的硬件便是合適的教學資源，與鼓勵自主探究的思想相得益彰，能夠在一定程度上取代教師教學。同時，美國學校教師試用編程教育產(chǎn)品的積極性高，教師通過切實考察為學生選擇合適的編程教育軟件和硬件，產(chǎn)品在學生個人和學校之間呈現(xiàn)互相滲透的狀態(tài)。[2]

●我國青少年編程教育的需求與政策分析

1.教育需求

2015年，中國的青少年軟件編程教育行業(yè)開始出現(xiàn)，2020年以來，在線教育和素質類教育市場不斷發(fā)展，編程教育成為各界關注的熱點。[3]

目前，編程教育在一線城市的滲透率達到5.2%，而在一線城市高端民辦學校學生中，軟件編程培訓滲透率超過15%。[4]曾有公司對4500名家長進行問卷調研，調研發(fā)現(xiàn)，應試并不是他們選擇編程教育的主因，激發(fā)孩子興趣及潛在能力提升才是核心驅動因素；家長素質教育付費能力的提升和素質教育的外部環(huán)境成熟，帶來了近年整體市場的爆發(fā)；而編程教育本身的趣味性、編程作品的可展示性、編程競賽的成就感，形成了學生學習的主動意愿，帶動了編程教育市場和需求的迅速成長。

2.政策分析

（1）國家層面

2017年，國務院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出在中小學階段推廣編程，設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育；在教育部頒布的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中，編程、計算思維成為必修內容。

2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，推動落實各級各類學校的信息技術課程，并將信息技術納入初、高中學業(yè)水平考試。[5]

2019年，教育部印發(fā)《2019年教育信息化和網(wǎng)絡安全工作要點》，啟動中小學生信息素養(yǎng)測評。

2020年，教育部正式回應政協(xié)十三屆全國委員會第三次會議提出的《關于穩(wěn)步推動編程教育納入我國基礎教學體系，著力培養(yǎng)數(shù)字化人才的提案》，確認將包括編程教育在內的信息技術內容納入中小學相關課程，培養(yǎng)培訓能夠實施編程教育的相關師資。[6]

2021年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于進一步減輕義務教育階段學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》，“雙減”政策為學生課后學習和發(fā)展自己的興趣提供了時間和空間，將進一步推動編程教育的開展。[7]

2022年，《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》頒布，“信息科技”正式從“綜合實踐活動”中獨立出來，成為統(tǒng)一開設的必修科目，且在三至八年級單獨開課，其他年級融入其他科目開設。信息素養(yǎng)教育在基礎教育中的地位愈發(fā)重要。

（2）地方層面

2018年，河南省電化教育館印發(fā)《2018年河南省中小學創(chuàng)客教育工作要點的通知》，建議在中小學開設Python等程序設計課程，培養(yǎng)編程思維，普及編程教育；重慶市教委發(fā)布《關于加強中小學編程教育的通知》，將編程列為重慶中小學必修課，要求小學三年級開始學編程。[6]

2020年，新疆烏魯木齊市教育局發(fā)布《關于開展人工智能編程教育活動的通知》，在小學、初中和高中年級分別開展圖形化編程和Python課程，并附有對課程及課時安排的具體要求，要求對教師進行線上與線下相結合的編程培訓；浙江省秋季新學期三至九年級信息技術課同步替換新教材，八年級新增Python內容，五、六年級按照教材規(guī)劃開始讓學生逐步了解大數(shù)據(jù)、人工智能、程序設計與算法等知識；福建省廈門市教育局發(fā)布《關于開展中小學人工智能教育試點工作的通知》，在中小學開展人工智能教育試點，開展人工智能相關課程教學，逐步推廣編程教育；湖北省武漢市在市內100所中小學試點開設人工智能的編程教育課程。[1][7]

●基于編程教育的信息技術課程改革路徑

1.聚焦信息素養(yǎng)，將編程知識與教學情境融合

各級學校對信息技術和編程教育的認知要轉變和升華，教師也應主動轉變思想觀念，充分考量學生的實際現(xiàn)狀，強化對教學方式的優(yōu)化，創(chuàng)設能滿足學情的教學情境，將編程教育滲透于課程教學中，讓學生對編程教育課程產(chǎn)生濃厚興趣，從而自主參與到教學活動中，促進編程素養(yǎng)的良好形成。[8]

2.加大硬件資源投入，積極開展教學創(chuàng)新

中小學校首先要積極爭取上級部門的財政支持，通過專項資金的形式采購教學所需的計算機設備，做好計算機設備的維護和保養(yǎng)工作。其次，與社會團體進行合作，探索多元化的籌集途徑。最后，積極爭取當?shù)仄髽I(yè)的扶持，爭取企業(yè)的商業(yè)投資或捐贈。[9]此外，編程具有較強的趣味性，教師要根據(jù)學生年齡特點和學情積極開展教學創(chuàng)新，引入新型的教學理念和教學方法，提升課堂效率和質量。

3.加強教師隊伍建設，科學規(guī)劃教學課時

編程教學對教師的能力和素質要求較高，針對當前中小學編程教師資源儲備不足的情況，學?？蓮恼衅浮⑴囵B(yǎng)和委托三個方面加強編程教師隊伍建設。首先，要面向社會進行公開招聘，明確編程教師的崗位要求，建立一支能力強、素質高、教學能力突出的編程教師隊伍；其次，對現(xiàn)有的編程教師采取多種方式進行能力培養(yǎng)，為其提供編程學習的空間和機會，以更好地開展編程教學；最后，與校外編程培訓機構合作，以緩解編程教師數(shù)量不足的問題，提升學校編程教學的質量。[10]

當前，中小學雖然開設了編程課程，但是課時較少，學生無法進行系統(tǒng)性學習。學校要結合學生學情，對編程教學課時進行科學規(guī)劃。首先，教師根據(jù)課時安排規(guī)劃教學內容，盡量在有限的課時內完成授課；其次，機房要對學生全面開放，讓學生能夠利用課余時間到機房練習，彌補課時少的問題；最后，設置編程教學考核制度，對考核標準、考核內容以及考核方式進行重新規(guī)劃，促使學生端正對編程課程的態(tài)度和認知。[11]