基础编程课程中的计算思维能力教学实践_赵勃.pdf

Application 创新应用212 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月进行了尝试，构建计算思维的教学模式。在进行计算思维教育探索时，要多选用计算机语言作为工具，如可视化性较强的图形化和模块化语言、游戏化的编程方式、仿真部署工具、开源模型平台和简单的高级语言五大类。2 基础教育中的编程教学编程课程是计算机科学教育的一部分，是发展幼儿计算思维的重要载体。编程教育与计算思维的培养是相辅相成，互相依存的，培养学生的计算思维能力是编程教育的高阶目标，编程教育是培养计算思维的有效手段2。目前幼儿编程教育在各国也得到不同程度的发展，对培养幼儿的框架构建能力、逻辑思维能力、处理问题的能力起到良好的启蒙作用。（1）对幼儿进行编程教育的意义。人工智能时代，要注重从儿童低年龄阶段就开始培养计算思维能力，编程课程可以很好地实现这一点。当然需要强调的是，学习编程并不是为将来成为程序员打基础，而是为培养幼儿的逻辑思维能力、创新能力及信息整合能力等，这与幼儿启蒙教育中的思维能力培养相辅相成。其次，目前有很多学校为响应国家对编程教育的扶持，将编程作为升学考试的加分项。再者，编程是一种融趣味性和知识性为一体的教育模式，对幼儿具有较强的吸引力，能在寓教于乐中培养幼儿计算思维能力。0 引言随着人工智能的发展和普及，计算思维能力得到空前的关注，被认为是每个人应该掌握的技能，是一种了解事物、解决问题的思维方式。编程是计算思维能力培养的重要手段，潜移默化地受到网络教育的影响，对信息和计算机科学有很高的敏感性，这对计算思维能力的培养以及编程课程教学的接受理解和吸收非常有益。1 研究背景计算思维的特点。计算思维的概念最早是由美国大学教授Wing于2006年在一项研究中提出的，他认为：计算思维是在计算机科学的视角下进行问题求解、系统设计、以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1。后来他又两次对计算思维进行了补充和完善，指出计算思维的根本在于抽象和自动化，即计算思维是能够用清晰的思路、抽象的概念选择合适的机器将解决问题的办法进行解码并执行的思维过程。后经美国计算机科学教师协会、英国CAS等的继续探索和深化研究，计算思维得到不断丰富和发展。目前，计算思维已经成为现代智能教育的重要内容，并能适用于各类学科，得到世界各国的广泛重视。国外对于计算思维的研究已经跨越理论层面，拓展到应用领域，应用领域以K-12为代表，是一种解决问题的方法论。国内对计算思维的培养也基金项目：陕西学前师范学院校级教学改革项目（22JG020Y）。作者简介：赵勃，陕西学前师范学院信息工程学院，讲师，硕士；研究方向：计算机技术。收稿日期：2022-09-13；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述计算思维的特点，包括可视化性较强的图形化和模块化语言、游戏化的编程方式、仿真部署工具、开源模型平台和简单的高级语言应用，探讨学前教育中的编程课程教学实践。关键词：计算思维，编程课程，模块化，开源模型。中图分类号：G633文章编号：1000-0755(2023)06-0212-02文献引用格式：赵勃.基础编程课程中的计算思维能力教学实践J.电子技术,2023,52(06):212-213.基础编程课程中的计算思维能力教学实践赵勃（陕西学前师范学院 信息工程学院，陕西 710061）Abstract This paper describes the characteristics of computational thinking,including graphical and modular languages with strong visualization,game based programming methods,simulation deployment tools,open source model platforms and simple high-level language applications,and discusses the teaching practice of programming courses in preschool education.Index Terms computational thinking,programming courses,modularity,open source models.Practice of Teaching Basic Programming Course with Computational Thinking AbilityZHAO Bo(School of Information Engineering,Shaanxi Preschool Normal University,Shaanxi 710061,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 213（2）国外儿童编程教育的发展。世界各国都意识到编程教育在儿童教育发展中的重要性，纷纷出台相关措施，鼓励和支持编程教育的发展。美国非营利性组织最早于2013年发起“编程一小时”活动，旨在引导学生在计算思维的方式下，结合编程知识去思考和解决问题，并以此为契机倡议全美学生投入到编程学习中。英国政府为提高学生对编程知识的了解和应用，于2014年将编程课程纳入小学课本，开启了“编程年”。新加坡在小学阶段开展为期10h的编程项目，称为“编码乐”，通过简单有趣、直观的编程课程形式给学生传授计算和编码的相关知识，以培养幼儿的计算思维。随后，其他发达国家也陆续开始将幼儿编程教育纳入计算机科学教育课程体系内，开始大力推广幼儿编程教育。（3）我国幼儿编程教育现状。我国幼儿编程教育相对起步较晚，但也被予以了足够的重视，正在蓬勃发展。2017年的新一代人工智能发展规划中要求在中小学阶段设置编程相关的课程，开始编程教育的推广，以此推动计算机科学的发展和学生计算思维能力的培养。2019年教育部公布的2019年教育信息和网络安全工作要点也重申了发展编程教育的思想。虽然有一列政策支持，但我国的编程教育仍存在一定的短板，相关课程的制定和评价标准不尽完善、师资力量不足、因信息差等原因导致各地发展水平参差不齐等。陈久华在对当前儿童编程课程教学实践进行研究总结的基础上得出三大类弱势，分别是教学课程资源相对缺乏、教学形式单一以及缺乏教学技巧、缺乏适当的教学评价体系。根据不同的学生群体，如何提供差异化的编程教学、如何将编程教育融入其他学科教育中，都是现实需要解决的问题。目前我国编程教育还处在理论研究阶段，实践层面的应用主要集中在高等教育和中小学方面，对幼儿编程课程的探索仍需努力。3 学前教育中的编程课程教学实践编程课程对幼儿逻辑思维、计算意识的培养和引导起着非常重要的作用，这点是毋庸置疑的，既是对幼儿发现问题、分解问题、思考并解决问题能力的培养，也是为国家储备科技人才的有力手段。幼儿编程课程的开发和改革探索是在用实际行动贯彻国家科技强国的方针，在具体课程体系设计开发和教学改革中要既能通过可视化、可操作的方式进行趣味性强、感染力丰富的项目开发，又要能体现知识性和计算思维，让编程课程能够落到实处，走进幼儿的日常。（1）培养师资力量，完善编程课程体系。计算思维能力的培养已得到普遍的认可，成为一种必备的通用能力，如何通过教学活动逐步建立这种“计算机化”的思维模式成为编程教育的首要任务。幼儿编程教育的发展与改革实践需要加强师资力量，培养既具有计算思维设计能力又有熟知幼儿教育特点的教师，避免填鸭式和超越幼儿认知能力的讲授。这有助于建立完善的幼儿编程课程体系，明确教学目标，根据幼儿认知发展规律，采用可视化的形式生动地构建幼儿编程地游戏框架，并设定相应的游戏任务，在人与机器的相互合作中培养幼儿认识世界、解决问题的能力。（2）理论联系实际，应用场景生活化。幼儿阶段的孩子对世界充满未知与好奇，在接触编程课程的过程中要尽可能消除陌生感，引入生活化的场景，使其建立信任并产生兴趣，才能更好地产生引导性。熟悉的场景与真实的任务体验能激发幼儿的好奇心，从而在编程游戏中不断探索，整合各种资源去繁就简，寻找最优解决方案。（3）课程多样化，探索多学科知识的融合。编程课程是计算机科学的重要组成部分，但并不局限与此，更多是计算思维能力外化的载体。计算思维作为数字化时代必备的技能，无时无刻地在方方面面发挥着作用，单纯的计算机教育并不能满足幼儿的需求，探索与其他学科的融合，促进课程多样化已提上日程。如探索绘本与编程的可视化结合，用直观、形象的内容引发兴趣；用艺术的形式进行知识加工，摆脱枯燥文字的束缚，创造新的文化传播形式；在进行课程内容设计时，将人文、天文、地理、历史等各科知识加以串联和融合，丰富课程内容，有助于幼儿初步建立完整知识体系。（4）注重课程评价体系的建立，不断完善课程。由于我国目前幼儿编程教育尚处于教学探索阶段，需要经常总结反思并加以改革和实践。为更准确地了解幼儿编程教育对计算思维能力培养的作用，要建立课程评价体系，适时对教学进行评估，以便推广经验、完善不足，促进幼儿编程课程教学良性快速发展。4 结语编程是信息化和数字化发展的产物，是计算思维具象化、可操作化的载体。在我国幼儿编程教育的课程设计和教学改进的过程中，要打破刻板印象，培养专业的教师队伍，建立全面、健康的幼儿编程课程体系，积极探索适合我国幼儿发展的实体课程，用寓教于乐的形式打通各类学科间的壁垒，使编程教育不仅仅局限于计算机科学。参考文献1 Jeannette M.Wing.Computational thinkingJ.Communications of the ACM,2006,49(3):33-35.2 郁晓华,王美玲.计算思维培养之路还有多远?基于计算思维测评视角J.开放教育研究,2020,26(01):60-71.