我国中小学编程教育现状分析论文

 

SCI论文（www.lunwensci.com）：

　　摘要：为了分析我国中小学编程教育发展的影响因素，以采取针对性的措施提升我国中小学编程教育质量，文章首先阐述了中小学编程教育的内涵与外延，然后从国家、地方、社会、家庭、学生五个层面分析了我国中小学生编程教育现状。

　　关键词：中小学；编程教育；学生层面

　　在信息化时代背景下，中小学编程教育逐渐成为一项热门的教育项目。近年来，受现代科技快速发展的影响，国务院及教育部陆续出台了相关政策支持编程教育的发展，各地中小学也积极响应国家的号召，丰富了编程教育内容和形式。然而由于种种因素的影响，编程教育在不同地区、不同学生之间的实施结果存在差异。因此，本文拟对我国中小学编程教育现状进行分析。

　　一、中小学编程教育的内涵与外延

　　美国是最早提出并开展中小学编程教育的国家。国际计算机协会 (Association for Computing Machinery， ACM)于2004年专门成立了美国计算机科学教师协会(Computer Science Teachers Association，CSTA)。由CSTA主编写的《CSTAK-12计算机科学标准》对中小学编程教育进行了详细的定义，将中小学编程教育的定义分为两个部分，即中小学编程教育的内涵与外延。中小学编程教育的内涵与外延是相辅相成、共同发展的关系。中小学编程教育的内涵包含两个方面：培养包括数学思维和工程思维在内的计算思维及包括编程游戏和编程软件在内的计算实践和编程能力。从培养目标的层次来看，中小学编程教育的外延是由培养实际问题解决能力到创造性地培养高阶思维能力。

　　2006年，卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授首创“计算思维”概念，明确了计算思维的定义。周以真教授认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，而数学思维和工程思维只是计算思维的特例之一。计算实践和编程则是对计算思维的应用，主要体现在中小学生熟悉的信息技术课程中，但相关要求远远高于基础的信息技术课程。基础的信息技术课程要求中小学生对计算机软硬件系统的组成有初步的了解，并掌握简单的计算机操作，如Word操作、Excel操作、PPT使用等，而计算实践和编程则要求中小学生掌握编写程序的知识和编程工具的用法，以解决具体的问题。计算实践在中小学阶段必须包括创建和组织网页、探索利用编程解决问题、选择相应的文件和数据库格式解决特定的计算问题，并使用相应的应用程序接口(API)、软件工具和库帮助解决算法和计算问题[1]。

　　中小学编程教育的外延就是对内涵的延伸与拓展，即编程教育的意义与作用。在编程过程中，中小学生要从多角度深入思考问题，充分理解程序的逻辑，逐步提升逻辑思维能力和抽象思考能力，锻炼表达能力。面对高难度的编程挑战，中小学生应综合利用所学知识，积极探索解决问题的办法，开创新思维，养成独立思考的能力，提升自身的创新能力。概言之，在信息化时代，编程有利于培养中小学生的基本能力，提升中小学生的个人素养，包括团队合作能力、自主学习能力。

　　二、我国中小学生编程教育现状

　　(一)国家层面
 

　　2016年6月，教育部印发《教育信息化“十三五”规划》，该文件指出要依托信息技术营造信息化教学环境，促进教学理念、教学模式和教学内容改革，推进信息技术在日常教学中的深入、广泛应用，适应信息时代对培养高素质人才的需求。有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，使学生养成数字化学习习惯，促进学生实现全面发展，从而发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用[2]。2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其明确指出要将人工智能上升为国家发展战略。该规划明确提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广”[3]。2020年5月，为深入贯彻党的十九大和全国教育大会精神，落实《教育信息化“十三五”规划》《新一代人工智能发展规划》《教育信息化2.0行动计划》及未来教师培养行动要求，推动编程教育在基础教育领域的普及与开展，提升中小学在编程教育领域的研究与实践水平，促进现代教师适应信息化、人工智能等新技术变革，教育部学校规划建设发展中心决定开展未来学校创新发展课题—编程课程体系与教学模式专题研究工作[4]。2020年11月，教育部正式回应政协十三届全国委员会第三次会议提出的《关于稳步推动编程教育纳入我国基础教学体系，着力培养数字化人才的提案》，确认将包括编程教育在内的信息技术内容纳入中小学相关课程，培养培训能够实施编程教育的相关师资[5]。2021年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，简称“双减”，强调要全面压减作业总量和时长；提升学校课后服务水平，满足学生多样化需求；坚持从严治理，全面规范校外培训行为；大力提升教育教学质量；强化配套治理，提升支撑保障能力；扎实做好试点探索，确保治理工作稳妥推进[6]。“双减”政策为学生课后学习和发展自己的兴趣提供了时间和空间，这就进一步推动了编程教育的发展，保障了教育的质量。目前，我国编程教育培训机构的培训费用在8000~10000元/年，且随着编程教育不断被“追捧”，其行业发展空间巨大。
 

　　(二)地方层面

　　北京：2020年11月，北京市海淀区将信息技术纳入中考。此后，北京市多所学校高度重视编程教育，将编程教育深度融入日常教学活动，为学生精心打造了一系列的培训活动。部分学校成立了相关的课题调研小组，通过加大对信息技术教学活动的调研力度，不断丰富信息技术课程内容，增加课程趣味性，从而带动了学生积极学习编程。学校也积极与高校专家进行交流互动，共同探讨符合各年龄段学生编程教育的特色发展道路。同时，学校鼓励学生积极参与全国青少年创意编程与智能设计大赛、全国青少年信息学奥林匹克竞赛等竞赛，以求进一步提升学生编程能力，激发学生的学习动力[7]。

　　山东：国家编程教育的指导政策下发后，山东各地市积极响应。事实上，不只是教育资源相对丰富的城市有所行动，山东的一些偏远地区也没有落下发展的步伐。为深入贯彻落实《山东省教育信息化2.0行动计划(2019—2022)》的文件精神，推进现代教育信息化的发展，提升中小学信息技术水平，山东省临沂市蒙阴县于2021年9月举办了第四届青少年科技月活动[8]。此活动就是为山东省中小学生创客大赛、全国中小学信息技术创新与实践大赛(NOC)及相关机器人大赛做前期准备的。科技月活动有校内创客节、赛事活动等多种形式。蒙阴县多所学校依托现有教学资源，积极举办创客节，通过由教师带领成立临时兴趣班，以及智能化教室的布置、图书室信息化特栏的创建等多种形式，为学生营造了良好的教学氛围。在以往的赛事中，乡村学校的学生也常拔得头筹。与城市学校相比，乡村学校的编程教育效果毫不逊色。由此可见，无论是城市，还是乡村的编程教育发展都各具特色。

　　江苏：2015年，江苏省率先启动STEM教育试点项目。STEM教育包含了科学、技术、工程和数学教育，从多方面、多层次有效增强了学生的创新意识，加强了对信息技术文化素养的重视。2017年，江苏省扩大STEM教育试点的范围，在全省中甄选了243所试点学校，大力推动STEM教育工作。2017年，南京市教育局在《关于做好2017年南京市普通高中科技特长生招生工作的通知》中明确指出：具备科技特长生招生资格的学校，根据科技特色项目的课程设置、师资条件、设施状况及项目竞赛所需人数要求等情况确定招生计划，并向市教育局中教处申报，经市教育局审核批准后公布。报名的毕业生要在初中阶段科技创新实践活动方面有一定特长；在市级及以上相关项目竞赛中获三级及以上证书；且在初中综合素质评价中，道德品质、公民素养、交流与合作均为合格等级，学习能力、运动与健康、审美与表现均为B级及以上[9]。

　　(三)社会层面

　　自国家实施“双减”政策以来，主推学科类培训的教育机构受到极大的影响，教育培训行业迎来了一次规模较大的“洗牌”。“双减”政策将促使教育培训机构由传统教学向素质教育教学转型，其中少儿编程教育就成了众多教育培训机构眼中的“香饽饽”，少儿编程教育市场也将迎来快速发展时期。不少教育培训机构为吸引学生和家长，创立了各具特色的编程教育课程体系。在媒体的报道下，少儿编程行业企业代表出现在大众眼前，被越来越多的人关注，编程教育领域正式走入了人们的视野。其中，少儿编程行业某企业研制的LEAP系列课程，从效率高的L系列基础课到启发性创作的E系列进阶课，再到深度应用的A系列应用课，最后是前沿的P系列专题课，为学生准备了丰富多样的系统性课程，在提供趣味学习的同时也保障了学习质量。与此同时，也有少儿编程行业企业研制出了国内首个真正通过系列动画故事教授编程知识和逻辑过程的编程课程，其开创了在线学习360度互动教学模式，采用一周一节互动直播课和一节自主练习课相结合的教授模式，将编程知识点合理拆分并融入连续的动画故事，同时提供真人直播可视化互动教学，让不会英语和键盘操作的学生也可以将代码块组合起来进行项目、游戏和动画故事的创建。这些少儿编程行业领军企业各具特色，不止有原创的科学课程体系，还有一线的教研团队、自主创新的专利技术、严谨完善的师资体制，以及全方面性丰富经验的创始团队[10]。

　　(四)家庭层面

　　基于南京市中小学生编程教育现状问卷(家长版)题7、题9、题11、题12、题16，笔者通过走访南京市各区实施调查，回收数据后根据问卷星平台的总结，深入分析南京市家长对编程教育的态度。如图1所示，其中有超过一半的家长表示只是听说过编程教育，并没有太多的了解，有16.51%的家长完全不了解编程教育，有10.16%的家长表示对编程教育的了解比较深入。这说明，即使有少数家长完全不了解编程教育，也并不能否认现在编程教育的影响力正在逐步扩大。
 

 

　　虽然一部分家长并不完全了解编程教育，但是他们仍选择支持孩子接受编程教育，并愿意为孩子学习编程承担相应费用。如图2所示，从家长愿意为孩子承担的费用范围来看，仅有8.25%的家长能承担编程教育机构8000~10000元/年的费用。
 

　　如图3所示，在15.87%不支持让孩子参加编程学习的家长中，有56%的家长认为学习编程需要长时间用电脑，会危害孩子的身体健康。也有一些家长认为学习编程会耽误孩子的时间，影响其他学科的学习。仅有28%家长在了解到编程学习所需费用后，认为费用太高，从而持不支持的态度。
 

　　如表1所示，支持孩子学习编程的家长则是考虑到现在处于信息时代，编程是必不可少的工具之一；编程能有效促进孩子思维的发展；把编程作为孩子的兴趣爱好来培养；仅有30.79%的家长希望孩子将来可以从事编程方面的工作。
 

 

　　如图4所示，对于开设编程课程的地点，家长出于孩子的学习情况和安全、家庭支出、交通等多方面综合考虑，更希望是在校内开设编程课程。因此，学校的引导教学显得尤为重要。
 

图4　家长希望编程课程的开设地点

　　(五)学生层面

　　根据南京市中小学生编程教育现状问卷(家长版)题4、题6、题9、题11的调查研究结果可知，参与调查的中小学生中，有一半以上的学生表示上过编程相关课程，但是校内计算机课程的课时安排很少，甚至有15.91%的学生表示学校没有安排正规的计算机课程，仅有34.85%的学生在校内每周的计算机课程课时达到2~3节及以上，符合编程教育的时长要求，具体如表2所示。
 

 

　　如图5所示，学生在课后自行进行编程练习的情况也不理想，仅有14.39%的学生会经常进行编程练习，有一半的学生表示会在空闲时间偶尔进行练习，还有35.61%的学生认为平时学业繁忙，从未在课后进行练习。由此可见，学生学习编程的主动性并不高。

　　如表3所示，在提及编程教育是否必要时，有40.15%的学生认为一般，持无所谓的态度，仅有16.67%的学生认为编程教育非常有必要，由此可见，部分中小学学生还没有完全意识到编程教育的重要性，对编程教育持“随便”的观点。
 

图5　学生课后练习编程的情况
 

 

　　如表4所示，大多数学生会因为学业繁忙而不愿意接受编程教育；有30.30%的学生认为学习编程的意义不大；有28.03%的学生表示对编程教育没有兴趣，不太想接触这方面的内容；只有极少数的学生有自信可以自学编程。
 

　　三、结语

　　从本次现状分析来看，目前影响我国中小学编程教育发展的因素复杂多样。虽然有国家政策作为引导，给予中小学编程教育领域多方面的支持，如鼓励社会编程教育机构发挥积极作用，推动中小学生编程教育发展，但在一些偏远地区，编程教育仍难以开展。2021年，我国实施的“双减”政策让学生开启了全新的学习方式，也在无形中促进了中小学生编程教育的发展。地方上，教育大省纷纷做出表率，如北京市将信息技术纳入中考，以此提高教师、学生和家长对编程教育的重视程度；山东省将编程教育落实到乡镇学校，积极举办赛事，调动学生的积极性；江苏省率先启动STEM教育试点项目，在全省范围内推进落实编程教育的具体实施。虽然各学校积极落实国家的各项教育政策，但是由于偏远地区的学校计算机资源有限、课时安排紧张、师资力量有限，没有形成系统的课程体系，最终限制了该地区编程教育的发展。近几年，社会上各类编程教育机构如雨后春笋般冒出，它们为学生带来了更为系统、更具特色的教学方式，进而推动了编程教育的发展。从家庭角度来看，家庭情况和家长重视与否也尤为重要。支持孩子学习编程的家长主要考虑到信息时代，编程是必不可少的工具之一，能有效促进学生的思维发展，培养学生的兴趣爱好，并且大多数家长希望学生在经过一段时间培训后能继续深入学习，将来从事编程方面的工作。但也有部分家长对编程教育持有偏见，存在认知上的误区，如认为编程教育不是主科，学习编程占用了学生学习主科的时间和精力，会影响学生的学习成绩；长时间对着电脑不利于身体健康；家庭负担重导致承担不起学习编程的费用。另外，学生自身的主观能动性也是影响编程教育发展速度的关键性因素。其中，学习压力过大、对编程接触较少、缺乏兴趣等是学生自身方面的原因。

　　参考文献：

　　[1]李宁,李文昊,田玉贺.编程教育浪潮来袭[J].上海教育,2016(2):16-19.

　　[2]教育部关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[EB/OL].(2016-06-07)[2022-05-20].http://www.gov.cn/gongbao/2016-11/20/content_5133005.htm.

　　[3]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].(2017-07-20)[2022-05-20].http://www.gov.cn/gongbao/content/2017/content_5216427.htm.

　　[4]教育部学校规划建设发展中心.关于组织开展未来学校创新发展课题:编程课程体系与教学模式研究的通知[EB/OL].(2020-05-19)[2022-05-
20].https:/www.csdp.edu.cn/article/6108.html.

　　[5]关于政协十三届全国委员会第三次会议第3172号(教育类297号)提案答复的函[EB/OL](2020-11-06)[2022-05-20].http://www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/xxgk_jyta/jyta_jiaocaiju/202012/t20201209_504-364.html.

　　[6]中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》[EB/OL].(2021-07-24)[2022-05-20].http://www.gov.cn/gongbao/content/2021/content_56296-01.htm.

　　[7]张建新,刘煜.北京市怀柔区北房小学“人工智能+编程”,推动科技教育创新发展[J].教育家,2021(41):71.

　　[8]山东省教育厅.山东省教育信息化2.0行动计划(2019—2022)[EB/OL].(2019-08-19)[2022-05-20].http:/edu.shandong.gov.cn/art/2019/8/19/art_11990_7739898.html.

　　[9]南京市教育局.关于做好2017年南京市普通高中科技特长生招生工作的通知[EB/OL].(2017-04-11)[2022-05-20].http:/edu.nanjing.gov.cn/njsjyj/201810/t20181023_604123.html.

　　[10]王峰.“双减”之下少儿编程教育市场即将爆发:头部公司探索家庭教育等多元模式[N].21世纪经济报道,2021-08-06(6).