本文是一篇教育教学论文,笔者以成都市某区的编程教学现状为研究点,选取了不同类型的学校的师生进行了问卷和访谈调查。在问卷调查中针对学生的编程学习动力、编程学习方式、编程学习水平、编程学习习惯、编程价值认知等方面进行了学生方面编程学习现状调查。在教师访谈中,针对编程教学目标、方法、评价、态度、建议等方面从教师角度了解编程教学的现状。
一、相关概念及理论基础
(一)概念界定
1. 编程
编程(programming)是将一个计算问题的原始表述转化为可执行的计算机程序的一个过程,简单来讲就是创造程序,而程序就是驱动计算机的命令或步骤23。编程就是让计算机代为解决某个具体问题,对某个计算体系规定一定的运算方式,使其按照一定的计算方式运行,并最终输出相应结果的运演过程24。欧洲研究组织欧洲学校网(European Schoolnet) 在2015年发布的报告 《Computing our future》 中将计算机编程定义为:开发和执行各种指令的过程,通过编程使计算机能够执行某个任务,解决问题,并提供人的交互性25。简单地说,编程就是运用某种程序设计语言编写程序去解决某个问题的一个过程。
2. 编程教学
要理解什么是“编程教学”,首先要理解什么是“教学”,对于教学的涵义说法有很多。由张焕庭主编的《教育辞典》对教学的释义是:教师的教和学生的学所组成的双边活动,在教师有目的、有计划、有组织的指导下,学生掌握系统的文化科学基础知识和基本技能,并在此基础上发展能力,增强体质,形成一定社会所期望的道德品质26。李秉德认为教学就是指教的人指导学的人进行学习的活动,进一步说,指的是教和学相统一的活动27。王道俊等认为教学是教育目的规范下的教师的教与学生的学共同组成的一种教育活动28。广义的教学是泛指那种经验传授和经验的获得活动,狭义的教学指的是学校教育中培养人的基本途径,是各类学校中进行的教学活动29。
(二)理论基础
1. 认知发展理论
立足于皮亚杰和维果斯基的认知发展理论, 从认知心理角度认识学生以及思考小学编程教育的方法有其合理性和必要性。
(1)皮亚杰儿童认知发展理论
皮亚杰认为发展很大程度上依赖于儿童对周围环境的操纵以及与周围环境的积极互动,他提出的认知发展阶段论把个体从出生到成熟的发展过程分为四个阶段:感知运动阶段(0~2 岁)、前运算阶段(2~7 岁)、具体运算阶段(7~11岁)儿童具有明显的符号性和逻辑性,能进行简单的逻辑推演,但这一阶段儿童的思维活动仍局限于具体的事物及日常经验,缺乏抽象性;形式运算阶段(11~15 岁)儿童总体的思维特点是能够提出和检验假设,能监控和内省自己的思维活动,思维具有抽象性、可逆性和守恒性32。
皮亚杰认知理论对于了解本研究的调查对象提供了理论依据,从皮亚杰认知发展理论给编程教学的启示是要给学习者提供亲自经历的机会,自己的亲身经历对于学习者构建知识框架有直接的影响。本研究的调查对象主要是小学中高段学生,小学中段学生处于形式运算阶段初期,小学高年级学生已能在表象和概念的基础上进行抽象分析和综合33。小学生的思维由具体运算向形式运算阶段转变时离不开生活环境和教育的影响。研究表明小学生的思维发展存在关键年龄,教育工作者可根据小学生思维发展特点来进行恰当的教育,在小学生思维发展中如果使用恰当的方法引导,有助于学生思维的发展。
二、小学编程教学现状调查设计
(一)学生编程学习问卷调查设计
1. 问卷调查的目的
本次问卷调查主要目的是了解目前小学编程课程中学生的编程学习情况。笔者以编程为主题对师生进行非结构式访问,收集关于师生对于编程学习情况所关注的问题,确定了学生编程学习情况问卷调查的具体目的,概括如下:1、小学阶段学习编程的学生年龄、性别分布情况 2、学生学习编程的动机是什么?3、学生在编程学习前的计算机操作水平如何,家长是否支持学生学习编程;4、小学阶段学生学习编程的内容有哪些? 5、学生学习编程的方式和喜欢的教学方式有哪些 6、学生在编程学习过程中独立思考、合作学习、创新能力、计算思维等核心能力的发展如何?7、学生编程的水平如何,8、学生对学习编程的价值认知如何,9、学生学习编程后对编程的态度如何,是否有继续深入学习编程的意愿。
2. 问卷调查的设计过程
依据信息技术新课程标准编程教学的主要目标应是培养学生的计算思维、数字化学习与创新能力、信息素养等。根据新课程标准的对编程教学的目标要求,结合《社会研究方法教程》中关于问卷法的设计方法作为本次问卷设计的理论依据,根据小学生编程学习实际情况和问卷调查目的编制了本调查问卷。
在问卷设计后,笔者先将问卷调查给导师审查,导师指出调查对象是低段学生,要充分考虑学生的理解力与耐心,根据老师的建议对问卷中的一些题目的表述进了简化,删除了一些不合理的题目,在初步修问卷之后,笔者将问卷交给该研究领域的专家和一线编程教师进行审查,根据他们的专业经验对问卷进行了进一步的调整。修改了个别题目的内容,调整了题目的顺序,以便于被调查者在答题时思维的连贯性。
为了保证调查的科学性、有效性,在正式调查之前应选择小部分样本进行试调研,在试调研中可以发现调查问卷中可能存在的问题,是否有不合适的题目,题目数量学生是否能够接受等。笔者选取了小部分样本进行试调研,根据调研结果地及时地调整了问卷。
(二)教师编程教学访谈设计
1. 访谈的目的
本次研究目的在于了解目前小学编程教学现状,而访谈的设计目的主要针对教师,了解教师在编程教学中教学目标、教学内容、教学方法、教学评价的实际情况,了解教师对于编程教学的态度和看法。
2. 访谈的维度
本次教师访谈(访谈提纲详见(附录 2))主要由编程教学目标、教学内容、教学方法、教学评价、对编程教学的态度看法等 5 个方面组成。具体如下:
1) 编程教学目标的实现:了解教师在编程教学时关注的目标,和教学目标的实现情况,除了编程知识与技能之外、学生合作、交流、创新、计算思维培养等目标教师的关注度如何。 2) 编程教学内容的选择:了解教师编程教学资源的获取方式、教师是否会根据学情进行重组教学资源等。 3) 编程教学方法的选择:了解教师在编程教学中的教法、学法,了解教师对各教学方法的看法。 4) 编程教学评价的方式:了解教师在编程教学中采用的评价方法,评价的对象、内容、方式、依据是怎样的。 5) 编程教学的看法态度:了解教师对编程教学的态度,以及对编程教学发展的期望。
三、小学编程教学现状调查结果及分析 ........................ 21
(一)学生问卷调查结果分析 ............................. 21
(二)教师访谈结果分析 .................................. 35
(三)小学编程教学存在的问题及原因分析 ......................... 39
四、小学编程教学的发展对策建议 .......................... 43
1.构建和完善编程课程体系,全面普及编程教育 ................... 43
2.创新编程教学方式,完善编程教学评价 ......................... 44
3.加强编程教师队伍建设,打造高水平的编程教师团队 ............. 46
结语 ................. 49
四、小学编程教学的发展对策建议
1. 构建和完善编程课程体系,全面普及编程教育
1) 加强政策支持,构建编程课程标准和内容体系
小学编程教学的发展离不开国家政策的支持,建立科学的编程课程标准对于进一步推广小学编程教育具有重要意义。课程标准对教师教学目标的制定和教学实施的重要依据,许多一线教师认为缺少的中小学编程课程标准,把握不好在编程课程教学中的教学深度。教师希望有科学权威的课程标准作为编程教学的指导,从而保障编程课堂教学的有效性。为了推动基础教育阶段编程教育的发展,国外很多国家都制定了小学编程教学大纲,将编程纳入学校课程。为了适应我国中小学编程教育发展需要,也应根据学生身心发展规律,制定适合我国国情的中小学编程教育的课程标准、规划纲要等,以明确不同阶段编程教育的教学目标、实施范围、开展形式,为一线教师编程教学提供指导和依据。
随着国内编程教育的发展,涌现出了许多的编程教学资源和教材,目前图形化编程教学内容已进入四川省新版信息技术教材,但还处于实践探索阶段。在实际教学中大部分教师需要整合各种资源作为编程课程的教学内容。目前已有的编程教材教学内容体系和教师自己组织的教学内容是否具有科学性都会对编程教学效果产生较大影响。为了促进小学编程教育的发展,有必要制定一套科学性的、符合小学生的身心发展和认知规律编程教学内容体系,并开发具有科学性、普适性的编程教材。
除了构建国家或区域的编程课程标准和内容体系外,校本编程课程体系的构建也不容忽视,可以根据区域和学校的特点,在专家引领下,组织本校编程教师结合校情研发具有特色的校本编程课程体系,并做好学校编程课程的规划和管理工作。学校应对课程编程的开展形式、实施情况、课程评价等进行规范管理,保障学校编程的有效开展。
结语
随着大数据、人工智能等技术快速发展,编程教育越来越受到重视,国内外都在积极地推进基础教育阶段编程教育的发展。我国在小学编程教育发展上还处于起步阶段,虽然已涌现了许多研究成果和资源,但小学阶段编程教学实际开展情况如何?现阶段哪些因素制约了小学编程教育的发展?了解清楚现阶段小学编程教学现状,对于进一步