教學(xué)能力現(xiàn)狀調(diào)查與編程教學(xué)能力提升策略研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

教學(xué)能力現(xiàn)狀調(diào)查與編程教學(xué)能力提升策略研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】隨著中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及國家科技興國戰(zhàn)略的進(jìn)一步推行，中國社會(huì)迫切需要大批的科技人才，使得人們更加關(guān)注于專門技能人才的培育，特別是計(jì)算機(jī)人才。但是，目前對(duì)中國計(jì)算機(jī)人才的培育還遠(yuǎn)無法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求。計(jì)算機(jī)的教學(xué)與技術(shù)水平一般都較低，特別是編程技術(shù)。根據(jù)這一現(xiàn)狀，課題小組緊密結(jié)合教育實(shí)際，對(duì)泰安市信息技術(shù)教師編程教育教學(xué)能力現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，系統(tǒng)分析了影響編程技術(shù)學(xué)習(xí)發(fā)展的各種因素，并給出了具體的對(duì)策，以培育更多符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的軟件技術(shù)專業(yè)人才。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)教師;編程教育教學(xué)能力;現(xiàn)狀調(diào)查;提升策略

一、區(qū)域信息技術(shù)教師編程教育教學(xué)能力現(xiàn)狀調(diào)查

近年，由于大智能時(shí)代的迅速發(fā)展，編程能力也開始作為當(dāng)代人才的必要素質(zhì)之一，普及編程教育逐漸形成了必然趨勢(shì)[1]。

在"人工智能時(shí)代"，由于現(xiàn)代人工智能與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的迅速融合發(fā)展，計(jì)算機(jī)思維和編程能力尤為重要。新一代的中國年輕人不會(huì)努力編程，就像文盲不會(huì)寫作和讀書一般。編程技術(shù)教育的重要性和意義可見一斑。在海外，編程語言教學(xué)已經(jīng)作為基礎(chǔ)教育的主要組成一部分。編程早在14年就被許多英國高校指定作為本科必修課。

（一）尚未形成完整課程體系

中國的編程教學(xué)起步晚，課程設(shè)置時(shí)間較短。總體而言，青少年編程教學(xué)還處在起步階段，沒有建立完善的課程體系。目前，它以行業(yè)發(fā)展為主。另外，當(dāng)前中小學(xué)編程教師還不能制定標(biāo)準(zhǔn)化的課程目標(biāo)和內(nèi)容。大多數(shù)的編程課都由該校的信息技術(shù)老師擔(dān)任。同時(shí)，作為編程課程的開發(fā)人員，他們還必須進(jìn)一步探討怎樣進(jìn)行編程教育及其在開發(fā)后要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

（二）課時(shí)安排有限

中小學(xué)編程教材注重培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算邏輯思維的核心素質(zhì)，因此需要將理論和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。老師不但要耐心地介紹編程語言和邏輯結(jié)構(gòu)，還要重視學(xué)生運(yùn)用大腦編寫程序的創(chuàng)造性過程，和學(xué)生計(jì)算思維能力的提高。但是，在實(shí)踐教育過程中，老師很難運(yùn)用有限的課堂時(shí)間訓(xùn)練學(xué)員的高階思維能力，以及應(yīng)用型教學(xué)。

（三）教育資源發(fā)展不均衡

編程教學(xué)的開展，需要一定的軟硬件環(huán)境與課程資料。很多學(xué)校并不提供編程教學(xué)，主要因?yàn)樾W(xué)的軟硬件環(huán)境無法保障該教學(xué)。另外，研究還發(fā)現(xiàn)，大部分的中小學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用百分之一百恢復(fù)模式，這表明了學(xué)生很難完成他們的學(xué)習(xí)工作。此外，面對(duì)高素質(zhì)教師分布趨于城市化的現(xiàn)狀，編程教育課程的質(zhì)量也面臨著重大挑戰(zhàn)。

（四）學(xué)生存在個(gè)體差異，接受水平不同，缺乏興趣

在研究中，人們逐漸意識(shí)到學(xué)生的個(gè)體差異也是影響編程教學(xué)發(fā)展過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。學(xué)生對(duì)于編程語言的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)也存在著差別。隨著學(xué)生年齡的增長，編程教學(xué)內(nèi)容也越來越顯得困難與乏味。脫離了現(xiàn)實(shí)生活，課堂任務(wù)緊張，課堂安排有限，嚴(yán)重影響了有效教學(xué)策略的開展。所以，編程教學(xué)的發(fā)展需要通過大量的實(shí)驗(yàn)研究來實(shí)踐，如何通過合理使用有限的學(xué)習(xí)時(shí)間和合理的教學(xué)方式，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，總結(jié)并引進(jìn)行之有效的教學(xué)策略和方法，為一線老師進(jìn)一步拓展研究思路和方法，提供了理論支持與實(shí)際保障。

二、編程教學(xué)能力提升策略

國務(wù)院辦公廳近日印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，其中首次明確提出"推動(dòng)中小學(xué)人工智能相關(guān)課程建設(shè)"。這給中小學(xué)利用人工智能培育教師的職業(yè)發(fā)展方向提供了新的方向，編程機(jī)器學(xué)習(xí)也再度再次引發(fā)教育熱潮。對(duì)廣大中小學(xué)生而言，編程教育不僅有著強(qiáng)大的藝術(shù)魅力，掌握這些編程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)還可以有效培養(yǎng)廣大中小學(xué)生的邏輯思維方式創(chuàng)新能力、問題分析處理創(chuàng)新能力，以及各種創(chuàng)造性技術(shù)創(chuàng)新能力。怎樣才能使廣大中小學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)掌握微機(jī)編程，以及能適應(yīng)廣大中學(xué)生不同的編程學(xué)習(xí)方式需求，需要一線編程老師積極進(jìn)行探索、實(shí)施和總結(jié)[2]。

（一）政策引領(lǐng)，建立健全編程教育體系

編程教育的發(fā)展離不開國家一級(jí)的政策扶持。國家層面的頂層設(shè)計(jì)，是編程教育蓬勃發(fā)展的重要前提。中國學(xué)者多次認(rèn)為，在基礎(chǔ)教育階段普及編程教學(xué)還要求有關(guān)政府部門提供強(qiáng)有力的體制保證，包括出臺(tái)相應(yīng)規(guī)劃大綱，確定編程教學(xué)的具體開展范圍與形式，制訂相應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化教學(xué)領(lǐng)域，教師的能力培養(yǎng)與教學(xué)活動(dòng)，并以此推動(dòng)編程教學(xué)課程體系的形成;我國政府應(yīng)制定節(jié)目教育鼓勵(lì)政策，以引導(dǎo)社區(qū)、企業(yè)等社會(huì)各方支持節(jié)目教育的發(fā)展，以平衡社會(huì)資源配置，促進(jìn)節(jié)目教育的普及和深化。我國編程教學(xué)的發(fā)展應(yīng)主動(dòng)面對(duì)教育國際化所帶來的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)，積極構(gòu)建各國層面的教學(xué)協(xié)作關(guān)系，共同學(xué)習(xí)成果，使我國的編程教學(xué)更加國際化、現(xiàn)代化。

（二）依托區(qū)域教育組織體系，自上而下推進(jìn)編程教育實(shí)施進(jìn)程

目前，中國的編程教育課程設(shè)置主要以信息技術(shù)教學(xué)為載體，學(xué)習(xí)者量巨大。發(fā)揮了信息技術(shù)教育的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，對(duì)于城市規(guī)劃教育體系的建設(shè)有著重大意義。這樣，學(xué)校才能真正依托傳統(tǒng)的地方義務(wù)教育組織體制，自上而下推動(dòng)計(jì)劃教學(xué)的執(zhí)行過程。上級(jí)部門積極組織教師先進(jìn)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，吸納學(xué)科專業(yè)師資，進(jìn)行教學(xué)區(qū)域頂層設(shè)計(jì)，細(xì)化規(guī)劃教師發(fā)展路線，逐步建立了示范規(guī)劃教學(xué)課程的模式。以先進(jìn)團(tuán)隊(duì)為核心的教學(xué)指導(dǎo)小組應(yīng)定期進(jìn)行區(qū)域溝通和協(xié)作，并針對(duì)本區(qū)域的師資狀況、學(xué)生學(xué)習(xí)狀況以及資源配置狀況，促進(jìn)區(qū)域各個(gè)階段的編程教學(xué)發(fā)展，以取得協(xié)調(diào)進(jìn)步的整體發(fā)展效應(yīng)。

（三）建立符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知特點(diǎn)的編程教育分段教學(xué)模式

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)能力作為社會(huì)人才的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，越來越受到教育工作者的重視，而作為信息技術(shù)主體的編程則是教學(xué)的重中之重。

中小學(xué)編程教育教師著眼于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的"計(jì)算思維"，依據(jù)學(xué)習(xí)者的語言能力與知識(shí)水平，通過分析學(xué)習(xí)者智力與非智力之間的影響因素，形成適合學(xué)習(xí)者知識(shí)特征的編程教育教學(xué)分段與課程實(shí)踐步驟，以逐步提高學(xué)習(xí)者的編程教育教學(xué)知識(shí)能力與技能水準(zhǔn)。小學(xué)的編程教材大多以圖形編程軟件作為教學(xué)工具，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力;中學(xué)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐問題解決能力，充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源，利用編程手段和多專業(yè)內(nèi)容知識(shí)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新創(chuàng)造，使計(jì)算思維的素養(yǎng)內(nèi)化于心，為今后處理數(shù)字時(shí)代的實(shí)際問題，奠定了良好的知識(shí)基礎(chǔ)。

（四）開展STEM理念的項(xiàng)目式編程教育教學(xué)

Stem教學(xué)，是一個(gè)集自然科學(xué)、技術(shù)、工藝與數(shù)學(xué)為一身的綜合教學(xué)理念。編程教學(xué)是stem教學(xué)公認(rèn)的一部分。它具有優(yōu)化學(xué)習(xí)者邏輯思維方法、增強(qiáng)理解能力與空間想像、提高交際能力的特點(diǎn)。編程教學(xué)已經(jīng)成為了培養(yǎng)青少年高階思維能力的重要教育手段之一。團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目教學(xué)是教師按照規(guī)劃目標(biāo)創(chuàng)造的真實(shí)情景，學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)新問題、制訂規(guī)劃、分配任務(wù)、探究活動(dòng)、創(chuàng)新創(chuàng)造、交流評(píng)價(jià)等，并共同完成各項(xiàng)任務(wù)的教學(xué)過程，以突出學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體地位。在編程項(xiàng)目的實(shí)踐過程中，與學(xué)生密切聯(lián)系學(xué)習(xí)內(nèi)容，逐漸形成了自身的知識(shí)系統(tǒng)。同時(shí)，通過團(tuán)隊(duì)合作鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者和同齡人的交流與互動(dòng)，以多元化視角理性地分析編程邏輯并分配任務(wù)，從而建立學(xué)習(xí)社群，共同進(jìn)行合作學(xué)習(xí)與項(xiàng)目創(chuàng)新。