基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育研究

武佳寧

關(guān)鍵詞：信息素養(yǎng)；編程教育；教學(xué)模式設(shè)計(jì)；編程思維；創(chuàng)新能力

0引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，編程已經(jīng)成為一種重要的技能，許多國家都將其列為教育課程的一部分。國務(wù)院在2017年發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》將人工智能等相關(guān)內(nèi)容納入中小學(xué)階段；同年教育部發(fā)布《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》明確指出要培養(yǎng)中小學(xué)生計(jì)算思維和技術(shù)技能和動(dòng)手操作；教育部在2018年頒發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，指出計(jì)算思維將成為發(fā)展必備技能[1-3]。

在小學(xué)階段就開始進(jìn)行編程教育，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)提高他們的信息素養(yǎng)[4]。基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育強(qiáng)調(diào)了信息素養(yǎng)對編程能力的重要性，通過培養(yǎng)學(xué)生對信息的敏感性和認(rèn)識能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與能力，提高他們的編程水平和信息技術(shù)應(yīng)用能力，使其更好地適應(yīng)信息化時(shí)代[5-6]。

1學(xué)生信息素養(yǎng)培養(yǎng)

1.1信息意識——計(jì)算思維的信息素養(yǎng)培養(yǎng)

計(jì)算思維是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)中相關(guān)工具和技術(shù)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)倪壿嫛⑺惴ê蛿?shù)據(jù)，解決現(xiàn)實(shí)問題的思維模式和方法[8]。信息素養(yǎng)的培養(yǎng)與計(jì)算思維密切相關(guān)，掌握基本計(jì)算機(jī)科學(xué)知識運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識解決問題，因此掌握基本的計(jì)算機(jī)科學(xué)知識是至關(guān)重要的。雖然計(jì)算思維并不僅限于編程，但掌握編程技能是必須的。需要學(xué)習(xí)一兩種編程語言的基礎(chǔ)知識和編寫簡單程序的能力，以便將計(jì)算思維的思路實(shí)現(xiàn)為真實(shí)的程序。培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力不能只關(guān)注問題本身，還需要對問題所處的環(huán)境和系統(tǒng)有完整理解，需要培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力。這就需要學(xué)習(xí)如何從多個(gè)角度分析問題，找到問題的根源而不是表象。只有全面提升技能和能力，才能真正掌握計(jì)算思維，并應(yīng)用于實(shí)際生活中。

1.2信息技能——?jiǎng)?chuàng)新能力的信息素養(yǎng)培養(yǎng)

小學(xué)階段是孩子接受編程知識的重要啟蒙階段，這個(gè)階段的編程學(xué)習(xí)將直接影響到孩子以后的創(chuàng)新思維能力和未來表現(xiàn)。引導(dǎo)孩子學(xué)習(xí)編程思維可以極大地拓展孩子的創(chuàng)新能力，在解決實(shí)際問題時(shí)，把復(fù)雜的大問題，拆解成一系列簡單的小問題。通過算法和程序來實(shí)現(xiàn)解決問題的過程。在孩子接受編程教育的同時(shí)，應(yīng)注重培養(yǎng)孩子的編程思維。巧妙地設(shè)計(jì)編程課程，使課程設(shè)置靈活多樣，既能激發(fā)孩子的學(xué)習(xí)興趣，又能促進(jìn)編程思維和能力的提高[9]。鼓勵(lì)編程作品的創(chuàng)新讓孩子鍛煉自己的思考和創(chuàng)新能力的重要途徑。各種創(chuàng)新性的編程作品都可以參考，比如游戲、藝術(shù)、機(jī)器人等，讓孩子擁有更廣闊的想象力和創(chuàng)造力[10]。要培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須讓孩子了解計(jì)算機(jī)的基本知識和操作技能。小學(xué)生編程創(chuàng)新能力的信息素養(yǎng)培養(yǎng)需要注重編程思維、巧妙設(shè)計(jì)編程課程、鼓勵(lì)編程作品創(chuàng)新以及提高計(jì)算機(jī)素養(yǎng)等方面的培養(yǎng)。同時(shí)，需要教育孩子在學(xué)習(xí)和創(chuàng)新中保持思維靈活、多角度思考問題，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考和合作解決問題的能力。

1.3文化素養(yǎng)——編程知識的信息素養(yǎng)培養(yǎng)

文化素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的組成部分，是綜合性的概念，包括了信息獲取、信息處理、信息分析應(yīng)用等多個(gè)方面。編程知識作為信息技術(shù)的一種重要應(yīng)用形式，也是信息素養(yǎng)的重要組成部分[7]。編程知識的學(xué)習(xí)需要廣泛獲取信息，包括了編程語言、開發(fā)工具、技術(shù)文獻(xiàn)等方面的知識。信息處理和分析能力是編程知識的關(guān)鍵能力之一，涉及理解問題的需求、設(shè)計(jì)解決方案等方面的能力。在掌握一定的編程基礎(chǔ)后，可以利用思維導(dǎo)圖、UML、流程圖等方法來進(jìn)行信息處理和分析。編程知識的應(yīng)用需要通過實(shí)踐來不斷提升，需要在不斷的嘗試和實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。編程知識的快速發(fā)展和技術(shù)更新要求不斷地學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，這就需要培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，對新技術(shù)和新思想進(jìn)行探究和實(shí)踐，嘗試從新的角度解決問題，推動(dòng)編程知識的創(chuàng)新發(fā)展。編程知識的信息素養(yǎng)培養(yǎng)需要通過信息獲取、信息處理和分析、實(shí)踐能力以及自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力等多個(gè)方面的不斷提升，才能真正掌握編程知識，適應(yīng)不斷變化的信息技術(shù)環(huán)境。

2基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1小學(xué)生編程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

為了在小學(xué)生編程教育中有效地培養(yǎng)信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，可以采用個(gè)性化教學(xué)模式的編程教育。根據(jù)每個(gè)學(xué)生的興趣愛好、能力需求的不同，分別查找教學(xué)資源，制定教學(xué)計(jì)劃，促進(jìn)學(xué)生自主、主動(dòng)學(xué)習(xí)，以達(dá)到學(xué)生發(fā)揮潛能和發(fā)展個(gè)性的目的。在開始編程課程前，需要對學(xué)生進(jìn)行分析和定位，確定學(xué)生的編程能力、興趣和需求。在教學(xué)過程中，需要先讓學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的編程語言，例如Scratch和Python等。通過基礎(chǔ)知識的講解和檢測，判斷孩子學(xué)習(xí)的程度，在此基礎(chǔ)上調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)資源。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化項(xiàng)目開發(fā)，在學(xué)生學(xué)會(huì)編程基礎(chǔ)語言后，可以結(jié)合學(xué)生的興趣和愛好，引導(dǎo)他們研究和開發(fā)個(gè)性化項(xiàng)目。例如，制作簡單的游戲、制作動(dòng)畫或機(jī)器人等。項(xiàng)目的創(chuàng)意可以來自學(xué)生，也可以與老師一起討論確定。在項(xiàng)目開發(fā)過程中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何團(tuán)隊(duì)協(xié)作。例如，在開發(fā)游戲應(yīng)用程序時(shí)，一個(gè)小組可以專注于游戲策劃設(shè)計(jì)，另一個(gè)小組可以專注于程序調(diào)試，各自發(fā)揮所長，通過計(jì)劃和組織相互配合和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的成功。在最后，需要對學(xué)生進(jìn)行評估和反饋，確定孩子完成的項(xiàng)目，鼓勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)孩子的創(chuàng)意和創(chuàng)新。同時(shí)，需要得到家長和學(xué)生的反饋，包括對教育資源的評估和對編程教育的展望，以進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教學(xué)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：

①精簡教材，注重實(shí)踐。小學(xué)生的注意力和耐心有限，需要設(shè)計(jì)精簡的教材，讓學(xué)生輕松掌握編程基礎(chǔ)知識。同時(shí)，要注重實(shí)踐，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，鍛煉他們在實(shí)踐中解決問題的能力。

②按照學(xué)習(xí)需求及興趣選擇教學(xué)內(nèi)容。編程教育涵蓋了很多知識領(lǐng)域，如果讓所有學(xué)生都按照同樣的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，可能會(huì)無法滿足不同學(xué)生的需求和興趣。因此，需要根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求和興趣進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。

③借助工具和平臺提高教學(xué)效率。編程教育需要借助相應(yīng)的工具和平臺，可以提高教學(xué)效率，同時(shí)也能讓學(xué)生更好地理解和掌握編程知識。例如Scratch和Python等編程語言的軟件和平臺。

④保持與時(shí)俱進(jìn)，注重創(chuàng)新教學(xué)方式。編程教育是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，需要保持與時(shí)俱進(jìn)，使用最新的教學(xué)方式和技術(shù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。同時(shí)，也需要注重創(chuàng)新教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中得到更好的體驗(yàn)和成長。

總之，基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育是一個(gè)重要的教育領(lǐng)域，需要注重實(shí)踐、精簡教材、個(gè)性化教學(xué)、借助工具和保持與時(shí)俱進(jìn)等原則，為小學(xué)生的未來成長打下良好的基礎(chǔ)。

2.2小學(xué)生編程教學(xué)內(nèi)容安排

小學(xué)生編程教學(xué)更注重學(xué)生的實(shí)際需求，以學(xué)生為中心，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)興趣。基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育教學(xué)應(yīng)采用多元化的策略和方法，如信息課程、游戲化教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等，根據(jù)學(xué)生的年齡，采用具有針對性的、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)手段，從興趣、習(xí)慣、認(rèn)知等多維度入手。在內(nèi)容上兼顧課程的深度和廣度，將編程知識和信息素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿整個(gè)教育過程，突出編程的應(yīng)用實(shí)踐和探究能力，使學(xué)生能夠具備不斷探索和學(xué)習(xí)的能力。基于圖形化拼接塊的編程語言，非常適合初學(xué)者使用和學(xué)習(xí)。基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)該充分考慮到孩子們的年齡特點(diǎn)和實(shí)際能力，注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不斷鼓勵(lì)他們進(jìn)行創(chuàng)新和嘗試。表1是基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程學(xué)習(xí)編程的教學(xué)內(nèi)容安排。

3基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系

教育評估和反饋是基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育的重要組成部分。通過定期的教育評估和反饋，可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和成效，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，優(yōu)化教育內(nèi)容和教學(xué)方法，進(jìn)一步提高學(xué)生的編程能力和信息素養(yǎng)。因此，在基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育中，應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)應(yīng)用和信息素養(yǎng)在整個(gè)教育過程的重要作用，結(jié)合學(xué)生自身的需求和認(rèn)知規(guī)律，通過各異的教育方式和教學(xué)策略，去提高學(xué)生的編程能力和信息素養(yǎng)。

基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系應(yīng)該具有科學(xué)、客觀、全面的特點(diǎn)，能夠全面反映孩子們的編程能力和信息素養(yǎng)水平。表2是一個(gè)基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系的建議。

有學(xué)就要有練，適當(dāng)?shù)膮⒓訉?shí)踐活動(dòng)，可以提升小學(xué)生學(xué)習(xí)編程和信息技術(shù)的積極性。全國性競賽和普及性測試評級，從不同方向?yàn)槲覈W(xué)生信息素養(yǎng)，以及創(chuàng)新創(chuàng)造能力的提升起到了重要作用。我國發(fā)布的2022—2025學(xué)年面向中小學(xué)生的全國性競賽白名單中，面向小學(xué)生的涉及信息素養(yǎng)的競賽就有9項(xiàng)，包括“全國青少年人工智能創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽”“全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽”“世界機(jī)器人大會(huì)青少年機(jī)器人設(shè)計(jì)與信息素養(yǎng)大賽”“藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽”等。這類編程設(shè)計(jì)能力大賽激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造精神，鼓勵(lì)孩子們把自己的創(chuàng)意火花表達(dá)出來，在競賽實(shí)踐中展示交流。

中國電子學(xué)會(huì)創(chuàng)辦的青少年等級考試，是專門面向信息素養(yǎng)等級評價(jià)項(xiàng)目，下設(shè)軟件編程、機(jī)器人技術(shù)、三維創(chuàng)意技術(shù)、電子技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)五大類七個(gè)技術(shù)方向。其中軟件編程評價(jià)包括Scratch圖形化編程、Python、C語言三個(gè)方向。各個(gè)級別都是針對一整塊知識點(diǎn)進(jìn)行考核，循序漸進(jìn)層層深入，用等級考核引導(dǎo)學(xué)習(xí)，給學(xué)生以成就感，激勵(lì)堅(jiān)持學(xué)習(xí)的自信心。目前舉辦這類等級考核評價(jià)還有“藍(lán)橋信息技術(shù)等級考試”，它創(chuàng)立了教、學(xué)、練、考標(biāo)準(zhǔn)，完善了過程跟蹤評價(jià)，并增設(shè)了STEMA評測，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)信息學(xué)知識的同時(shí)，拓寬了學(xué)生物理、化學(xué)、生物等多方面的知識考查。

4結(jié)語

基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育，將提升信息素養(yǎng)和編程技能二者結(jié)合起來，可以為小學(xué)生全面發(fā)展提供有益的支持。培養(yǎng)小學(xué)生的信息素養(yǎng)，將其融入編程教育的整個(gè)過程中，從而更好地促進(jìn)小學(xué)生的全面發(fā)展。未來需要在教學(xué)實(shí)踐中對這些措施進(jìn)行有效的實(shí)施，不斷探索和完善基于信息素養(yǎng)的小學(xué)生編程教育的理論和實(shí)踐的新模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、解決問題的能力和合作意識等綜合能力，通過設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)自己的程序，激發(fā)他們的創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。