小學(xué)編程教育對學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)探究

一、引言

近年來，國家教育部門高度重視信息技術(shù)教育發(fā)展，先后出臺各項政策，推動保障信息技術(shù)教育的改革落實。其中，《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，將人工智能納人中小學(xué)教育領(lǐng)域，以增強學(xué)生的信息技術(shù)能力，推動素質(zhì)教育的落實[2。然而，傳統(tǒng)的信息技術(shù)教育往往注重理論知識的傳授，缺乏對學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)，從而影響了學(xué)生信息素養(yǎng)的發(fā)展。而編程教育通過使用計算機語言編寫程序，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新能力和解決問題能力，從而全面提升他們的信息核心素養(yǎng)。

基于此，很多學(xué)校開設(shè)了編程課程。編程是一門實踐性較強的學(xué)科，學(xué)生需要親自動手去編寫代碼，實現(xiàn)各種功能項目，學(xué)生通過實踐，鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)解決問題的能力，提升自身信息素養(yǎng)水平。

二、信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的概述

信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)是指在信息技術(shù)領(lǐng)域具備的關(guān)鍵素養(yǎng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生全面適應(yīng)信息化社會的需求，具備運用信息技術(shù)解決問題、創(chuàng)新和合作的能力，從而讓學(xué)生更好地應(yīng)對信息時代的挑戰(zhàn)。信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)包含信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任等四個方面[3]。

第一，信息意識指對信息的敏感度和感知力，能夠意識到信息的重要性，主動獲取、評估、利用信息的能力，能夠識別應(yīng)對信息中的風(fēng)險。同時，在信息技術(shù)應(yīng)用中，具有信息交流分享意識，借助信息技術(shù)解決問題。

第二，計算思維指運用計算機科學(xué)的思維方式解決問題的能力，分解復(fù)雜問題，抽象關(guān)鍵概念，設(shè)計合適的算法模型，并通過編程語言實現(xiàn)解決方案。

第三，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是指在數(shù)字化環(huán)境下保持創(chuàng)新意識，利用數(shù)字工具資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，靈活運用各種數(shù)字技術(shù)平臺進(jìn)行創(chuàng)新實踐，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

第四，信息社會責(zé)任指在信息社會中積極承擔(dān)社會責(zé)任的意識，能夠遵守信息倫理規(guī)范，保護(hù)個人隱私、信息安全，促進(jìn)信息公平，推動信息技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

三、小學(xué)編程教學(xué)對信息技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)的促進(jìn)作用

（一）增強學(xué)生信息意識

信息意識是學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中必備的核心素養(yǎng)。編程學(xué)習(xí)通過編寫代碼、與計算機進(jìn)行交互，主動獲取所需的信息。在編程過程中，學(xué)生需要查找利用各種資源，如在線文檔、程序庫、網(wǎng)絡(luò)資料等，以解決問題或?qū)崿F(xiàn)特定功能。這有助于使學(xué)生養(yǎng)成主動獲取信息的習(xí)慣，提高他們的信息獲取能力。

同時，編程教學(xué)注重信息的處理存儲，在此過程中，學(xué)生能夠?qū)W會保護(hù)個人信息與他人的隱私，通過編程學(xué)習(xí)常見的信息安全漏洞、攻擊方式，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。這有助于提高學(xué)生對信息安全問題的認(rèn)識，增強他們的信息安全意識。

（二）提升計算機思維

編程學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)用各種算法來解決問題，分析問題的特點，選擇合適的算法，并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。通過編程實踐，能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的算法思維能力，提高其問題解決的能力和效率。編程教學(xué)通過將實際問題抽象為計算機能夠處理的形式，讓學(xué)生學(xué)會定義變量、函數(shù)、類等抽象概念，并運用這些概念來解決問題，培養(yǎng)學(xué)生較強的抽象思維能力，將復(fù)雜的問題簡化為可管理的模塊功能，提高解決問題的靈活性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的計算機思維。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維

（二）設(shè)置問題深度思考

編程教學(xué)鼓勵學(xué)生自主解決問題、開發(fā)創(chuàng)新應(yīng)用程序。在編程過程中，利用現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)造新的功能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)他們對信息技術(shù)的創(chuàng)造力。編程學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生設(shè)計開發(fā)特色應(yīng)用程序，并學(xué)會在設(shè)計中綜合考慮用戶需求、功能設(shè)計、界面設(shè)計等，能夠提出創(chuàng)新的設(shè)計方案。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，提高他們在信息技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計能力。同時，學(xué)生自主學(xué)習(xí)掌握各種編程語言和工具，通過實際編寫代碼來實現(xiàn)功能，靈活運用已有的知識技術(shù)，不斷實踐嘗試，更好地提升編程設(shè)計的創(chuàng)新能力[5]。

（四）樹立信息責(zé)任意識

編程學(xué)習(xí)使學(xué)生認(rèn)識到信息安全保護(hù)的重要性，有助于培養(yǎng)他們的信息安全責(zé)任意識。在編程過程中，學(xué)習(xí)如何編寫安全可靠的代碼，防范安全漏洞，了解網(wǎng)絡(luò)安全和個人信息保護(hù)的相關(guān)知識，學(xué)習(xí)相關(guān)法律法規(guī)要求，避免自身信息泄露或被他人濫用。信息責(zé)任意識的樹立，能夠使學(xué)生在信息技術(shù)領(lǐng)域具備正確的行為準(zhǔn)則、道德觀念，有助于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生未來職業(yè)的發(fā)展。

四、小學(xué)編程教學(xué)培養(yǎng)信息技術(shù)素養(yǎng)的有效策略

（一）創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)興趣

在小學(xué)編程教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)情境是培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。通過創(chuàng)設(shè)情境，有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高其信息技術(shù)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，教師應(yīng)根據(jù)編程教學(xué)內(nèi)容，選擇與學(xué)生生活經(jīng)驗相關(guān)的情境進(jìn)行編程教學(xué)。具體而言，教師可以結(jié)合小學(xué)生的興趣特點，選擇游戲或動畫相關(guān)的項目，讓學(xué)生模擬解決日常生活中的問題，通過與學(xué)生熟悉的實際場景結(jié)合，引起學(xué)生的注意，使他們更加主動地參與學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對編程的興趣，增加學(xué)生的參與感，激發(fā)他們的創(chuàng)造力。

例如，教師可以設(shè)計“迷宮游戲”的編程情境，在課堂前借助多媒體引人迷宮游戲的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的課堂興趣。在情境構(gòu)建中，展示迷宮游戲的特點，讓學(xué)生對課堂內(nèi)容產(chǎn)生好奇。同時，簡單介紹迷宮游戲的基本概念，解釋迷宮的定義和迷宮游戲中常見的規(guī)則。學(xué)生根據(jù)對迷宮游戲的認(rèn)知進(jìn)行游戲編程，學(xué)習(xí)順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等編程知識。這有助于提升學(xué)生的編程能力，同時培養(yǎng)他們在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，從而更好地增強學(xué)生的信息意識、計算思維等核心素養(yǎng)。

在小學(xué)編程教學(xué)中，通過設(shè)置問題深度思考，不僅能夠在編程實踐中培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維、解決問題能力，還能促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生樹立探究精神，激發(fā)學(xué)生對編程的興趣，提高其學(xué)習(xí)動力。在編程教學(xué)中，教師應(yīng)提供具有挑戰(zhàn)性的問題，讓學(xué)生通過編程解決問題，激發(fā)學(xué)生的思考，增強其動手實踐的積極性[。教師在提出問題后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，鼓勵他們思考問題的背景、原因，以提高學(xué)生的編程技能水平。

例如，在開展“畫城堡”的編程課教學(xué)中，教師提出教學(xué)問題：“城堡一般由哪幾個圖形組成？如何使用編程語言繪制一個城堡的圖形？請描述你的思路和步驟。定義基本圖形積木塊有什么好處？在創(chuàng)建城堡的過程中，有哪些基本圖形元素可以使用？如何組合和變換這些元素來構(gòu)建城堡的結(jié)構(gòu)？還可以如何簡化程序？”通過提出這些教學(xué)問題，激發(fā)學(xué)生的思維創(chuàng)造力，引導(dǎo)他們思考城堡的繪制過程與技巧，幫助學(xué)生理解編程語言中的基本概念，培養(yǎng)他們的解決問題能力、創(chuàng)新思維，通過引導(dǎo)討論、示范演示和實踐操作等方式，幫助學(xué)生解決問題，提升他們的編程能力。

（三）小組討論自主探究

教師通過組織學(xué)生開展小組討論、自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括解決問題能力和創(chuàng)新能力。在小組合作中，教師可以將學(xué)生分成小組，共同討論解決編程問題。讓學(xué)生通過小組討論，分享彼此經(jīng)驗，互相激發(fā)創(chuàng)意，培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神。在小組合作中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生主動進(jìn)行編程實踐和探索，讓學(xué)生自主選擇項目或主題，并讓其根據(jù)自身興趣、能力進(jìn)行編程實踐創(chuàng)作，激發(fā)學(xué)生的主動性，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力[。在小組討論和自主探究的過程中，教師擔(dān)任引導(dǎo)者、指導(dǎo)者的角色，如設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并為學(xué)生提供必要的支持，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的討論探究，幫助他們理清思路，促進(jìn)他們解決問題，從而提高合作教學(xué)的效果。

例如，在Scratch編程中，教師可以設(shè)計“校園節(jié)能環(huán)保”編程項目任務(wù)，讓每個小組選擇一個具體的校園節(jié)能環(huán)保主題，如節(jié)水、節(jié)電、垃圾分類等，并確定他們想要實現(xiàn)的目標(biāo)功能，然后讓學(xué)生開展項目式學(xué)習(xí)。根據(jù)項目主題，明確項目學(xué)習(xí)的分任務(wù)，在小組合作中分配成員任務(wù)內(nèi)容。使用Scratch編程平臺，小組成員可以共同合作開發(fā)項目，并使用Scratch的不同功能，如動畫、角色、聲音、觸發(fā)器等，來實現(xiàn)他們的創(chuàng)意。在項目完成后，教師應(yīng)鼓勵小組成員向其他同學(xué)、教師和家長展示他們的成果，如組織開展校內(nèi)展示活動，分享創(chuàng)意經(jīng)驗。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（四）結(jié)合生活學(xué)以致用

通過結(jié)合生活學(xué)以致用，讓學(xué)生在編程教學(xué)中更加主動、積極地學(xué)習(xí)，提高他們的信息技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使他們在日常生活中能夠運用編程技術(shù)解決實際問題。教師應(yīng)選擇貼近學(xué)生生活的主題，將編程教學(xué)與學(xué)生日常生活相關(guān)的主題結(jié)合起來，如家庭生活、校園活動、社會事務(wù)等，使學(xué)生更容易理解應(yīng)用編程知識[9]

同時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的現(xiàn)象，分析其中涉及的信息技術(shù)內(nèi)容，例如，讓學(xué)生觀察家庭用電情況，幫助他們思考如何利用編程來實現(xiàn)燈光控制。此外，教師可以向?qū)W生展示真實的案例，讓他們了解信息技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生參與到實際的編程項目中，設(shè)計并完成具有實際意義的任務(wù)，更好地理解應(yīng)用所學(xué)的編程知識。

例如，在編程學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生利用編程實現(xiàn)對家中燈光系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)。學(xué)生在設(shè)計燈光控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)時，應(yīng)選擇合適的燈具和控制設(shè)備，以及確定所需的傳感器、執(zhí)行器，使用適當(dāng)?shù)木幊陶Z言如Python，來編寫控制燈光系統(tǒng)的代碼。首先，學(xué)生需要編寫程序來獲取日出日落時間，并根據(jù)這些時間自動調(diào)節(jié)燈光亮度或打開/關(guān)閉燈具。學(xué)生根據(jù)設(shè)計結(jié)果不斷測試調(diào)試代碼，確保系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地根據(jù)日出日落時間調(diào)節(jié)燈光，優(yōu)化代碼，使其更加高效穩(wěn)定。通過將編程技術(shù)運用到解決實際生活問題中，學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)編程語言算法，還能夠了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能家居系統(tǒng)的原理，從而在日常生活中體驗到編程的應(yīng)用價值。這有助于提升學(xué)生對編程的學(xué)習(xí)信心。

五、結(jié)束語

綜上所述，編程教學(xué)是數(shù)字化時代教育發(fā)展的必然趨勢。編程教學(xué)不僅需要學(xué)生掌握編程知識，同時也要培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在核心素養(yǎng)培養(yǎng)過程中，教師應(yīng)結(jié)合編程教學(xué)特點，構(gòu)建高質(zhì)量課堂，通過創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)興趣、設(shè)置問題深度思考、小組討論自主探究、結(jié)合生活學(xué)以致用等策略，建立堅實的編程基礎(chǔ)，培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，應(yīng)對信息時代的挑戰(zhàn)。在編程課堂上，借助系統(tǒng)性教學(xué)、手把手指導(dǎo)、合作學(xué)習(xí)、實踐應(yīng)用等策略的綜合運用，通過分階段、循序漸進(jìn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握編程基礎(chǔ)知識與技能，自主構(gòu)建編程知識，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力、解決問題的能力。

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