“双减”背景下的小学编程教育模式探讨

【摘要】在时代潮流下，响应国家发展的需求，在小学开展普及编程教育，可以从小开始培养青少年的信息素养、科技素养、面向未来的逻辑思维能力。本文梳理了在清华附小进行编程教育的实践，聚焦在小学中实施编程教育的特点、适应性、实施条件、教育教学规划等，并探索了编程教育开课形式、开课内容、开课工具等，以期对在小学中实施编程教育提供参考借鉴。【关键词】信息素养;编程;小学编程教育目前，全国不少省、市都出台了关于编程教育的政策，提出培养学生的信息素养、创新意识和解决问题的能力。清华大学附属小学背靠清华大学，响应国家号召，在编程教育上做了多年的探索和尝试。最近，在教育部“双减”的大背景下，国家对于学科内的教学以及相关校外培训做了严格的规定，而非学科内的很多科目因此受到了家长更多的关注。其中信息技术教育中的编程学习，更是成为其中的一个热点。目前，清华附小已经搭建了从一年级到六年级的编程教育框架，并在实践中不断优化，从动手的积木搭建式编程到图形化可视编程，再到高年级的编程教育，根据小学生不同年龄段的发展特点，循序渐进地培养儿童的编程素养，着力引导学生的兴趣，帮助儿童树立一生的志趣。编程教育的开展——阶梯式的内容构建编程教育是信息技术学科中的一个重要部分。传统的信息技术学科在中小学阶段侧重于培养学生对计算机的认识、网络的认识、计算机软硬件的使用等。随着时代的进步，编程教育逐渐凸显其重要性。清华附小从2016年开始实施编程普及教学，并在信息技术学科教学中以编程教育为主导，融入计算机的使用、信息认知与处理的教育等。目前编程涉及到的语言种类很多，比如纯代码式的语言C++，而很多面向小学生学习的编程多是图形化的或搭积木式的。（图1是采用C++代码语言的编程，图2是图形化、搭积木式编程）从2016年开始，按照清华附小校本编程课程的框架和规划，四、五年级全体学生在课堂上实施每周一次的图形化编程教学，达到编程教育全普及。同时，在学校的编程社团中，针对少量能力强、兴趣高的同学进行进阶的编程教学。随着学生能力的不断提高，从2019年开始，进行各年级普及编程教育的探索，并在2020年中国教育电视台的“同上一堂课”上面向全国的五年级学生进行了C++编程的普及入门教学。目前，从一、二年级的动手搭建式编程（呵护兴趣，遵循儿童的天资与性情）到三、四年级的图形化编程（培养乐趣，聚焦意志与行动），再到五、六年级的信息学编程（激励志趣，指向理想与抱负），清华附小搭建了完整的课内编程教育内容框架并进行了切实实践。以目前四年级的學生为例，100%的学生学习过编程（图形类、搭建式等），11.2%的学生学习了C++语言，21%的学生学习了Python语言等。此外，在校内的社团、预备社团、兴趣班（X课）中开设了更多基于兴趣的编程类课程，为学生的发展提供了更多的提升空间和补充。小学编程教育内容筛选及开课形式经过多年的实践研究和探索，小学生的编程课内容需要根据不同年龄段的特点筛选适合的内容。编程对于很多小学生是有相当难度的学习内容。不同的学生有不同的天赋和特点。小学生学习编程需要具备更高的逻辑思维、编程思维，同时由于需要使用计算机，对于学生自身的自律性，以及家庭的学习条件，家长、教师的引导等都有更高的要求。学校可以为一些有兴趣的、合适的学生开设社团，培育人才，奠定基础。目前的CSP-J已经有越来越多的小学生参加了。相对应的，图形化编程则对广大小学生有更大的教育适应性，但是在实施图形化教育的过程中也需要教师思考教学样例和编程任务的选择，要在做到兼顾编程知识点的同时，在案例中蕴含多学科的融合（如数学、科学、语文、艺术等），在图形化编程中贯通更多的趣味和知识内涵。从实践效果看，课程实施中任务驱动、小组合作等形式的合理运用可取得更好的学习效果，从而使得学生对于编程学习产生更高的兴趣。以任务驱动的方式教学，可让学生在编程任务的推动和达成中学习，在展示和自评互评中思考，充分调动学生积极性。小学编程教育开课的基本条件首先，是硬件、软件的基本要求，需要计算机或者笔记本电脑，同时安装相关的必备软件，如图形化编程工具、C++的编写编译工具（如DEVC++软件等）。其次，要有专业的编程课教师。需要教师根据不同年级学生的特点，筛选搭建出符合儿童成长的学习内容。如C++编程，需要学生有基本的数学知识储备（越深入学习，需要的数学知识储备越多）;同时由于常常需要阅读较多文字的题面，因此需要学生有良好的语文阅读理解能力（提取关键信息）;此外，编程需要用键盘输入代码，代码指令为全英文，因此学生的英文能力强，对指令的理解和掌握就更快。教师需要对各年级学生的特点心中有数。再次，小学生学习编程需要家长的配合。不同于其他学科的纸面作业，编程的学习一般都需要使用计算机（尤其是五、六年级），学生在家使用电脑时长的控制、使用情况的监控都需要家长的把控，帮助小学生逐步形成良好的习惯。最后，需要合理的时间安排。例如，C++编程学习框架大、内容多，阶梯式学习的过程难度会越来越大（CSP-J→CSP-S→NOIP→NOI→IOI→ACM）。感兴趣的学生进入后，就好像琴童每日练琴一样，也需要每天安排一定的时间学习，需要在思想和时间上做好准备。编程学习对小学生素质的培养从多年的实践来看，编程学习对小学生的如下素质有明显的提升。1.自律精神、自驱力提升由于编程的实时编译执行具有立刻反馈的特性，很多学生从编程的学习中学会了自我纠错、自我排查、自我改正的好习惯，从而更进一步学会了自我规划学习。一些六年级的学生已经学会根据自己的能力去寻找适合自己的问题并解决，进行个性化学习并不断自我提升。2.逻辑思维能力提升很多学生通过编程的学习学会了化繁为简、逐个击破、看问题快速抓本质等思考问题的方式。面对极其困难的问题也能冷静面对，仔细分析。这些思维方式在未来各阶段的学习、生活中都是极有意义的。3.开放心态、交流互助同一个问题会有多种不同的编程方法，其他同学的方法和自己的方法有什么异同？谁的更优？在这些交流表达中，学生学会用更开放的心态去面对差异，也能在交流中互相取长补短。4.严谨认真、规则意识通过编程的学习，学生们能最直接地感受到，如果不严谨，编译就不能通过，程序也无法执行;如果不严谨，就不能得到AC。根据一些学科教师的反馈，学生通过编程课的学习，对于其他各科的学习都更细致认真了，改掉了马虎大意的毛病。同时，让学生懂得规则意识。在编程中需要遵守基本的规则，否则程序就不能编译通过;同样，在班集体中、公共场合中、社会生活中都有各种不同的规则，作为个体，我们都需要遵守相应的规则。对小学生编程学习的规划小学阶段总体来说是一个学生学习生涯的奠基阶段。对于编程学习而言，未来的路还很长，也有无数的可能和变数。从多年的学生学习和跟踪学生发展来看，有各种不同的情况：有的学生小学就得到CSP-J一等奖，中学阶段继续学习并且能力越来越强;也有的学生小学编程学习得很好，到了中学由于其他课业的压力而中断了学习;还有的学生在小学阶段就确定了一生的志向，立志未来要在信息技术领域不辍深耕、做出贡献……在北京2022年冬奥会中，我们看到了新一代的崛起，感受到