我国青少年编程教育影响因素分析及对策研究

2021-01-04 08:24张会庆马平川
开放学习研究 2020年6期
关键词:编程青少年文化

张会庆 马平川

(1.西藏民族大学 教育学院,陕西 咸阳 712082;2.华东师范大学 教育信息技术学系,上海 200062;3.上海市经济管理学校,上海 200062)

一、引言

随着智能时代的来临,编程教育日益受到人们的重视,尤其是针对关乎国家命运和民族未来的青少年群体开展编程教育,关注度越来越高。本研究将青少年界定为6至18岁,主要是接受义务教育和普通高中、中职教育的在校学生。发达国家紧跟科技时代发展潮流,高度重视青少年编程教育,相继颁布一系列政策和行动方案,明确将编程列入中小学的必修课程,划拨专项经费支持青少年编程教育。我国青少年编程教育的广度和深度都有待加强,相关理论研究和实践上还存在诸多困境。在青少年编程教育日益得到认可且普及化、课程化、智能化趋势愈来愈明显的当下,探明我国青少年编程教育实施过程中的影响因素,进而提出有效对策,对于促进青少年编程教育的发展,提升青少年的计算思维、创新思维、设计思维、工程思维和批判思维等综合素质有着重要的意义。为此,本研究通过对青少年编程教育相关文献资料和访谈资料的质性分析,探析青少年编程教育影响因素种类及层次结构,进而分析提出对策性建议,希望能为后续相关研究和教学实践提供参考,期待能推动青少年编程教育有序、健康、科学地发展。

二、数据获取和分析过程

截至2020年3月,笔者在“中国知网”“超星期刊数据库”“万方数据知识服务平台”等中文数据库选取以“编程教育”为主题的学术论文和硕博士学位论文,去除与青少年无关的文献,最终选取110篇文献作为研究对象。笔者还实地考察了上海市11所教育信息化应用标杆培育校的编程教育开展情况,走访2家校外编程教育培训学校,对相关人员进行访谈,作为补充材料。

研究借助Nvivo11.0软件,对材料逐篇逐句阅读并进行开放式编码分析,确定各级节点,构建影响因素模型;然后分析各级节点在模型中的作用和地位;最后利用探索功能,探寻各级节点之间的内在关系。在编码效果验证过程中,邀请其他研究者独立编码相同的文本材料,通过“编码比较”功能,衡量编码的一致程度,协商不一致关键编码后,重新修订直至编码一致性达到70%,保证了研究的信度和效度。

三、编码分析及模型构建

(一)青少年编程教育影响因素模型

图1 青少年编程教育影响因素模型

通过对材料的梳理、编码,形成开放式编码的概念类属,得到67个三级节点作为原始参考点,形成影响青少年编程教育的最直接因素;然后进行轴心式编码,将三级节点归纳整合为二级节点,得到36个二级节点,作为影响青少年编程教育的中间因素;在此基础上进一步分析归纳出6个一级节点,即政策、资金和文化,思想观念,理论基础,教育环境,教学体系与青少年自身因素,构建出青少年编程教育影响因素的结构模型,因二级节点、三级节点数量众多,图1中仅列出一级节点。

1. 政策、资金和文化

该因素包括了国家战略、政策、经费、文化等二级节点。政策是其中一大影响因素,教育行政部门的政策性支持是编程教育在我国大规模推广的前提(孙立会,2019),各类人员在访谈中也都提及了政策促进了编程教育的发展。文献中论述青少年编程重要性的切入点均为介绍各国从国家战略和政治高度出发制定的编程教育政策文件。从我国相关政策演变过程来看,已经从宽泛的计算机教育、信息技术教育,逐步细化聚焦为编程教育和以此为基础的人工智能教育。1984年,邓小平就提出普及计算机要从娃娃抓起,启动了青少年计算机应用的普及教育工作,随后逐渐演变为以信息素养提升为核心的信息技术教育,编程在其中作为一个模块被选择性开展,当下编程教育作为国家政策规定内容,得以在学校教育中被课程化和普及化。2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确要求在中小学阶段逐步推广编程教育,鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。该政策被提及频率最高,成为驱动青少年编程教育发展最为重要的政策之一。在“高中信息技术课程标准修订”工作中,专家们按照信息技术课程特征和知识技能的逻辑体系明确高中信息技术课程的核心大概念为:数据、算法、信息系统和信息社会(任友群,黄荣怀,2016)。2018年,教育部印发《教育信息化2.0行动计划》,提出要充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容。2019年,教育部公布《2019年教育信息化和网络安全工作要点》,再次要求在中小学阶段逐步推广编程教育。

经费投入作为影响因素是显而易见的,其在很大程度上决定了青少年编程教育的发展水平。发达国家在编程教育中的经费投入越来越大,而我国作为发展中国家,经费投入相对较少,各地区教育投入不均衡,编程教育在经济发达城市取得了良好的效果,而在经济发展低迷地区还不理想(闵芳芳,2019)。编程教育在经济实力雄厚的城市明显好于其他城市和乡村,已经成为不争的事实,“数字鸿沟”悄然加大。随着我国居民家庭收入不断增多,家长们越来越重视子女教育,在教育支出上更是毫不吝啬,很多青少年参加校外编程教育。为了让每个青少年都享有编程教育的权利和相应的优质教育资源,需要在经费投入上有所均衡。

文化因素成为一个潜在影响因素,起到了奠基石的作用,价值观作为文化构成的重要内容成为影响青少年编程教育的重要内容。文化是一个较为抽象的概念,至今还没有形成统一,比较认同的是将广义文化视为人类历史发展积淀达到的文明程度,而狭义文化专指个体掌握的知识水平。在教育中,一是指人类在社会实践过程中所获得的物质、精神的生产能力和创造的物质、精神财富的总和,尤其指精神生产能力和精神产品;二是指人们运用文字的能力及读、写、算的知识(章伟民,2002)。从某种意义上讲,编程是计算机时代的一种特殊文化。1981年,计算机教育专家伊尔肖夫在世界计算机教育应用大会上将程序设计视为人类的“第二文化”,呼吁人人都应学会编程。随着工业4.0的到来,编程文化、数字文化等具有时代特色的文化已逐渐萌芽和发展,各种文化相互交织融合的多元文化盛行,影响着青少年编程教育的发展。编程为青少年提供了观察和理解世界的全新视角,编程不仅仅是技术,更是一种促进文化生成的活动,青少年的行为和文化影响编程技术的发展,反过来编程技术的发展也推动形成新的文化实践(孙丹,李艳,2019a)。有些人未能充分认识到文化对编程教育的影响,重技术轻文化,将编程视为一项纯粹的技术,编程教育情境设置与新时代文化生活严重脱节,难以激发青少年编程学习的热情和动力。

编程是现代文化的产物,编程教育离不开数字文化、计算机文化、网络文化、信息文化等文化元素的融入。由于文化的差异性,我国青少年编程教育不能一味生搬硬套发达国家的经验和模式,要走优秀文化促进编程教育的中国特色本土化的青少年编程教育新路子。有企业将剪纸、木刻、布艺设计等传统文化与Scratch编程进行结合,有学者将传统文化作为创意编程主题,达到较好的教学效果(赵虹,2019)。地域文化、校园文化和家庭文化都影响着青少年编程教育的发展,需要合理有效地利用这些文化促进青少年编程教育。开放包容的地域文化,富有时代气息、崇尚科技文明的校园文化,更善于接受新事物、注重应用信息化和数字智能化家居设备的家庭文化都会潜移默化地引导青少年更好地学习编程。目前编程已经形成自己特有的文化,编程教育面临的最大挑战不是来自技术工具方面,而是来自文化,只有正确理解了编程文化,适合了社会文化的发展变化和需求,编程教育才更有机会充分发挥其潜力。有学者从文化的维度,提出了在信息时代文化背景下调动社会各利益相关者的积极参与,政府、学校和市场协同合作,共创编程学习文化的编程教育策略(石晋阳,2018)。

2. 思想观念

思想决定行动,思想观念作为一个特殊因素,包括了编程教育认识、态度、理念等二级节点,深刻影响决定着青少年编程教育的开展。毋庸置疑,正确的思想观念能够促进青少年编程教育的发展,而存在偏差甚至是错误的思想观念会阻碍和限制青少年编程教育的发展,导致出现一些缺位或错位的现象。

编程教育被视为提升青少年核心素养和培育未来社会合格公民的重要切入点,也是促进人类与充斥着机器的智能时代的社会、自然和谐共处的重要手段。无论技术如何颠覆教育,教育提高人的生命质量和生命价值,“传承文化、创造知识、培养人才、立德树人”的根本目的是不变的(顾明远,2017),青少年编程教育也要以此为目的。青少年还未真正形成稳定的世界观、人生观和价值观,为此教育者首先要树立正确的编程教育理念,进而才能引导和帮助青少年思考和认识编程。

编程能力被视为青少年适应未来社会发展的一种重要能力,成为继阅读、写作、算术等必备技能之外必须掌握的又一项基本能力。智能时代应有的更深层人机共处的世界观、思维方式、技术价值观、责任感等观念引导着青少年编程教育的发展,编程教育并非只是教会青少年如何编制程序,而是培养青少年的计算思维和创新解难能力(张阳,2019),以及认识未来智能时代的正确方式。青少年编程教育不同于以侧重知识记忆、技能掌握和创业为目标的成人编程培训,其核心理念是培养青少年适应智能时代发展的创新思维能力。人工智能的理念不断地深入人心,而编程语言作为人工智能的重要组成部分,成为人类除了母语、外语之外的第三语言,或者被认为与人类自然语言和数学语言并驾齐驱的三大语言之一。因此,让青少年从小就接触和学习编程语言,被认为能使其更好地理解和把控飞速发展的未来世界。人类对机器的理解和态度被称为“机器智商”,成为青少年未来成功的关键因素(陈一,2018)。未来是人工智能和万物互联的时代,青少年需要逐渐接受真实世界与机器构造的虚拟世界的不断融合,同时考虑人机共处、人与自然和谐共生的伦理问题。

同时,我们也看到青少年编程教育曾经饱受争议,有人认为青少年没有足够的能力理解并编写程序,其实他们有着无限的潜力。目前对于青少年编程教育从哪个年龄段开始最为合适,学界还在积极探索,并未给出明确的说法。在编程教育的研究和实践中已经有案例提前到3岁幼儿,如美国Bryson Payne教授让其儿子4岁就接触编程。近年来,在人工智能发展的推动下一度出现“编程热”,但在经过冷静、理性的思考后,人们认识到“学编程要趁早”但不需要“童子功”,未必要“超前学习”,如果过早、过度地让青少年投入编程学习,不仅事倍功半,还会对青少年的全面发展造成诸多潜在的不利影响(郭学军,汪传建,2019)。在青少年编程教育的认识上还存在诸多偏见,如女生编程能力不如男生,不会编程的孩子将来就像现在不会英语的孩子一样失去竞争力。一些父母唯恐孩子落后于别人家的孩子、输在起跑线上而盲目跟风学习编程等抱有各种无异于拔苗助长的有失偏颇的思想观念。

3. 理论基础

理论支撑青少年编程教育的发展,涉及到计算思维、建构主义、建造主义、体验式学习、认知学习、多元智能、认知发展阶段、最近发展区、做中学和跨学科教育等。建造主义理论支撑的编程是学生对计算机进行编程的过程(王旭卿,2019),能培养青少年计算思维等能力。有34%的编程教育文献提及计算思维,学者们普遍认为计算思维与编程有着互联性,是编程教育的重要理论基础。计算思维作为一种思维和能力,跨越单一计算机科学边界,融合多学科范围,既是编程教育的理论基础,又被视为重要的培养目标和内容(卢蓓蓉 等,2017),通过编程能提高青少年的计算思维能力(姜强,王利思,赵蔚,潘星竹,2020)。基于多元智能等理论,主张应尽早让青少年接触编程,通过编程与数学等学科融合,让青少年获得多学科融合知识和能力,学会通向成功所需的系统推理、创造性思考与分工协作等必备技能。皮亚杰的儿童认知发展阶段理论、布鲁姆的认知学习分类理论、维果斯基的最近发展区理论等对青少年编程教育都具有较大指导作用,有助于因材施教和设定层级目标并有针对性地实施青少年编程教育。做中学、多学科融合等理论支撑下的编程教育与STEM教育和创客教育有着一定的内在关联和目标重叠交叉融合之处(吴俊杰,2014)。21%的编程教育文献同时提及了STEM教育或创客教育,它们一道成为当前青少年教育的热点。我国青少年编程教育少有本土化理论关照,当前最为急需的是从我国编程教育的实际情况出发,围绕青少年在编程学习中的表现和编程教育与其他学科教育的区别及联系等方面展开理论研究,探索青少年编程教育发展理论上的可行之路。

4. 教育环境

该因素包含了社会环境、教学环境、技术环境、编程工具平台等二级节点,可分为社会大环境和教学环境。社会环境包括了政府和企业、学校、家庭与社区为青少年编程学习所构建的环境。“米尔格伦实验”“斯坦福监狱实验”表明,青少年极易被环境不自觉地改造(陈钢,2018),无论是真实的抑或是虚拟的环境对于青少年编程教育都至关重要。目前青少年编程环境建设基本上都遵循自上而下的发展模式,由政、企、校、家、社区多方联动构建起全民学习编程的社会大环境。但也存在诸多问题,如学校、校外培训机构和家庭各方都认为编程教育不属于自身职责范围,或者人为自设藩篱,而且当前校外编程教育机构纷纷看中市场利润蜂拥而上,繁芜纷杂,良莠不齐。目前我国编程教育的校外环境建设主要是通过社会办学,利用培训机构、创客工厂、社区教育推广和教授编程(王少华,钱荷娣,2018),已经形成了在线编程教育的直播1对1、O2O、游戏式软件和硬件销售等商业模式(马奕卿,2017)。学校教师作为青少年编程教育的主力军,更熟悉青少年的学习基础和兴趣特征等情况,逐步在信息技术课程中普及编程教育。笔者调研的中小学分别开展了Scratch、App Inventor、Python、VB、C/C++、Kodu编程、画程等编程教育。同时,民间组织为青少年编程教育搭建环境,以社会公益活动、科技竞赛和社团活动等形式带动青少年编程发展也蔚然成风。加大市场规律的调控和政府干预治理,校外培训机构不断规范,社区和企业等各界力量积极投入,发挥各自优势构建编程教育社会大环境,促进编程教育的发展,办人民满意的编程教育成为编程教育相关人员的共同期盼。

青少年编程教育微观教学环境是指为青少年编程教育所构建的编程工具平台环境和学习空间。努力营造适合青少年身心发展特征的编程学习环境成为青少年编程教育不可或缺的组成部分。除了适宜的配套设备、光线、桌椅等实体环境外,利用网络和VR等技术构建的时空分离的虚拟编程教育数字化学习环境也成为编程教育的重要环境。随着时代的发展,手机、平板电脑等设备普及率越来越高,同时编程环境或平台工具不断演变改进,形成了文本代码编程、图形化可视化编程和实体编程等特点和功能各有侧重的编程环境(傅骞,章梦瑶,2018)。不同学习阶段的青少年需要差异化的编程工具平台环境,较之于传统文本编程环境,可视化编程环境更适应于低龄段青少年,高龄段应该利用文本和实体编程工具。

5. 教学体系

教学体系是编程教育的核心内容,包括了课程体系、师资建设、教学模式、教学设计、教学资源和教学评价等二级节点。目前编程教学依然比较落后,没有形成系统的课程体系、教材(孙立会,周丹华,2019)。企业的校外市场运作推广和实践还是主要形式,编程教育课程开设课时不足,欠缺成熟的教学模式、课程标准、评估机制和教学资源,编程教育师资队伍极为短缺(孙丹,李艳,2019b)。全球正在兴起计算思维培养的热潮,我国基础教育课程体系中还未全面系统地设置编程课程,只是作为信息技术课程的组成部分,教学设计的系统性、连续性和深度上还有待加强,缺少对更好培养计算思维的课程、教学方法和教学评价的关注(陈久华,2017)。编程教育作为“智能+”教育的重要课程和教学方式,探索其与现有课程相融合的新教学范式成为编程教育发展的一个重要突破点,如将艺术教育融入编程教育(叶科,刘思捷,2019)。开发青少年编程教育课程标准,加强资源建设,实施游戏化、网络化等教学方式,强化学时规划和课后练习投入,制定考核评价体系等方面无一不是构建编程教学体系的关键。依据青少年的智能结构、发展水平和差异,选择和创设促进每个青少年多元智能全面充分发展的编程教学策略(孙立军,焦岚,吕彬江,2007),自适应地根据学习者个性需求提供脚手架,开展个性化和精准化编程教学成为智慧教育时代青少年编程教育的首选。构建精准化评价反馈和个性化干预的教、学、练、测、评的智能化编程教育生态圈成为未来编程教育教学体系建设的目标和方向。游戏化编程教学和协作编程等教学策略得到学者关注,文献中有16%的论文提及游戏化编程教学,还有学者利用富有成效失败的协作编程策略(郑兰琴,黄星星,2019)和量化民族志的质性分析方法(吴忭,王戈,2019)探究协作编程。

6. 青少年自身因素

该因素包含青少年的行为、生理和心理等内容,涉及性别、年龄、性格、身心发展状况和兴趣爱好等个体或群体特征以及情绪感知、智力发育、知识储备、学科基础和学习背景等二级编码。青少年是未来时代的弄潮儿,其性别、年龄、智力发育和身心发展以及地域和民族等各个方面在编程教育中逐渐受到关注。学者们从符合青少年认知发展的特点,切实减轻学业负担和认知负荷,保护视力、预防驼背等身体发育方面对青少年编程教育进行研究,希冀在符合青少年成长规律的前提下,把握编程教育的可行性与可接受原则(雷田蕊,2018),逐步将青少年培养成由技术的被动消费者转化成为主动生产者的未来社会公民。归根到底,针对青少年的编程教育,必须要结合青少年的个性差异特征和群体认知发展特点,利用青少年作为“数字土著”喜欢数字化设备、求知欲旺盛、好奇心和创新意识强、思维敏捷等优点,通过沉浸式编程体验和感悟,发挥其学习的主观能动性,开展编程深度学习,将会使其终生受益。

(二)青少年编程教育影响因素类属分析

通过选择式编码将影响青少年编程教育因素进一步划分为内因与外因两个维度。内因起决定性作用,外因起辅助作用,两者相辅相成共同促进青少年编程教育发展。内因主要包括了编程教育相关者的思想观念和青少年自身因素。青少年作为编程教育的学习主体和教育对象,更多地在社会中的身份和角色是未成年的学生,其自身具有的思想观念、情感态度、人格特质及价值观等主观层面的内部因素,是不易直接改变的非可控因素。青少年自身主观因素对编程教育影响举足轻重,实施外部干预有一定的困难,更多地应该通过提高青少年自身对编程教育的认识来打牢知识和技能基础,激发学习的主动性和积极性。外因是不受青少年本身控制的客观存在外部条件因素,包括政策、资金和文化,理论基础,教育环境,教学体系。这些因素不因青少年自身个体差异而有所不同,成为未来一段时间内推动青少年编程教育的主要行动方向。

从编码参考点数来看,政策、资金和文化,思想观念,教学体系3个节点分别占总节点数的25%、21%和33%,具有对于全局的统领性,可以将其作为青少年编程教育影响因素的核心类属。青少年自身因素节点占11%,作为核心类属的有效补充,应该予以足够的关注。因其属于青少年自身的固有内在特性,相对独立于其他节点,通过外部手段调控的难度较大,可以视为支援类属。占总节点数6%和4%的编程教育环境和理论基础两个节点,虽然所占比重较小,但对于青少年编程教育具有不可替代的作用,也可以将其视为支援类属。理论基础研究是间接可控因素,虽然占比较小,但其突破性的研究成果是未来青少年编程教育进一步发展最具有优先级的事项。同时编程教育环境创设是直接可控因素,成为促进青少年编程教育发展相对更易于实现的重要事项。

四、基于影响因素分析的青少年编程教育实施策略

图2 把握青少年编程教育影响因素的措施

(一)从宏观、中观和微观层面上把握并区别对待各个因素

青少年编程教育是一个有着多种复杂影响因素的教育过程,如何有针对性地把握各影响因素更好地促进青少年编程教育事业的发展成为重要的研究内容。针对青少年编程教育影响因素多元化、复杂化和动态化特征,相关人员要有层次有梯度地应对青少年编程教育因素的影响,带着系统性整合的眼光去看待青少年编程教育,对各影响因素进行分析归类,有的放矢,区别对待,优先解决青少年编程教育中存在的突出问题和矛盾。在我国青少年编程教育刚刚起步、发展势头强劲的现阶段,从宏观、中观和微观层面上把握并区别对待青少年编程教育的各个因素,兼顾内因与外因;重点考虑核心类属,同时关注支援类属;抓好直接可控因素,把握间接可控因素,合理有效利用非可控因素。一是从宏观层面上把握政策、资金和文化及思想观念因素,以制度为保障,以政策为扶持,以财政为支撑,文化引领,思想引导,科学认识并合理实施青少年编程教育;二是从中观层面上,把握理论基础和环境因素,开展理论研究,理论先行、理论引领、理论支撑、技术支持优化编程教育环境;三是从微观层面上,把握教学体系和青少年自身因素,从课程体系、师资建设、教学范式、教学资源和质量监控等方面健全教学体系,去除青少年编程教育的功利性,遵循青少年身心发展和认知发展规律,引导青少年积极主动投入编程学习中(见图2)。

需要从青少年编程教育的思想观念和青少年自身因素两个内部因素入手,调控政策、资金和文化,理论基础,教育环境,教学体系等外部因素。还要重点围绕政策、资金和文化,思想观念和教学体系等核心类属进行建设,兼顾青少年自身因素的支援类属。在内部因素的把握上,一方面,思想观念作为主观因素,深刻地影响着青少年编程教育的实施,树立正确的思想观念是决定青少年编程教育健康发展的最根本保障,要明确“面向青少年的编程教育”与“面向幼儿的编程启蒙教育”以及“成人的编程培训”具有差异性,消减社会偏见和传统思维观念带来的不良影响,科学认识青少年编程教育的重要性和可行性。另一方面,要紧密结合青少年自身发展特征,利用技术手段进行全方位系统化的青少年特征分析,从青少年的年龄、学习动机、学习习惯等个性特征、知识技能基础水平和学习需求等方面出发实施编程教育,遵循青少年身心发展和成长规律,确保学习任务的有效性与趣味性(彭红超,祝智庭,2020),唯有这样才能得到青少年的认可和较高的满意度。

对于外部因素,应根据当前时代发展趋势和各因素实现的难易程度开展相关工作。首先,教育作为社会的子系统,本身的特性决定了其离不开政策、资金和文化的支持,在青少年编程教育发展的起步阶段,需要政府进行顶层设计,通过政策的倾斜给予必要的扶持(李玉阁,刘军,2018),加强监管和指导工作,不断加大经费投入力度,还要统筹与文化的衔接,加强文化的引领作用,坚持文化自信,营造良好的文化氛围,促使青少年编程教育与经济文化发展相适应,能力提升与社会需求相匹配,人的全面发展与时代进步相统一。

其次,科研人员要紧跟时代发展潮流,针对青少年编程教育本土化理论薄弱,成功经验案例较少的现实困境,开展相关研究,为青少年编程教育的健康有效发展提供理论引领和支撑。

再次,青少年编程教育具有社会性和情境性,在环境建设上,社会各方要齐心协力,共同构建青少年编程教育生态环境,完善社会结构支持,让青少年编程教育在丰厚土壤和可持续发展的生态环境中生根发芽,茁壮成长。

最后,在编程教学体系构建上,要从课程体系、师资力量、教学模式、质量监控和教学资源等方面入手,把握教学体系内部各个环节,在教学微观层面上落实青少年编程教育。

(二)构建“五位一体”的青少年编程教育产学政研深度融合体系

在政府工作人员、社会组织成员、学校教师、家长和青少年各司其职的基础上,构建“五位一体”的青少年编程教育产学政研深度融合体系,加强沟通联系,相互衔接,发挥全新教育组织体系的产、教、研、政府等社会合作模式的作用(陈丽,郭玉娟,高欣峰,谢雷,郑勤华,2019),形成合力,协同推进青少年编程教育发展。

一是以政府为主导,加大政策支持和经费投入力度,发挥各级政府,尤其是基层社区的作用,宣传引导和组织形式多样的辖区青少年编程教育活动。

二是以社会组织为补充,引导科协等非营利性组织和企业等盈利性机构作为校外社会力量积极参与青少年编程教育,发挥各方优势,多方参与,广泛合作,培育壮大编程教育市场,形成知名品牌引领的大环境。参考国外图书馆在编程教育中的做法(黄敏聪,2017),进一步发挥图书馆在中小学编程教育中的优势和作用。

三是以学校教师为抓手,根据国情、校情、学情和师资力量,积极维护青少年的合法权益,将编程教育逐步纳入现有教育体系中,开设基于不同编程教育软件工具和平台环境的课程,合理设置学时,培养和培训出大量能胜任编程教育的合格教师,并与数学等学科教学相结合,以学科融合并融入智能信息技术支持的教学方式开展编程教育。

四是以家庭为纽带,家长引导和支持青少年编程学习,开展亲子编程教育活动,营造良好的家庭编程学习文化氛围。

五是以青少年为主体,发挥其主观能动性,关注其编程学习过程中的行为、心理、生理等多个层面的表现,促进青少年科学认识编程并积极投身编程教育实践中。

(三)利用技术支撑和构建全媒体青少年编程教育学习生态环境

当前云计算、虚拟现实、生物传感等先进的技术与设备,已逐渐渗透于教育资源、教学过程、教学评价、教学管理等各个环节(詹泽慧,姚佳静,李怡,2019),在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐的特殊时期,技术赋能的全媒体学习生态环境被作为“停课不停教、不停学”的解方(祝智庭,彭红超,2020),技术支持的线上线下混合学习生态环境必将得到更为广泛的应用,成为青少年教育的常态化环境。编程教育本身是计算机技术发展的产物和人工智能的核心内容,因此在各种技术雨后春笋般涌现的背景下,必须把握时代特征,处理好编程教育的“道、法、术、器”关系,兼顾技术环境和人文环境,遵循青少年身心发展规律和编程语言教与学的客观规律,利用现代技术手段支撑和构建全媒体青少年编程教育学习生态环境,促进青少年编程教育发展。

适应智能时代智慧教育的发展,综合“互联网+”、人工智能、大数据和学习分析等各种技术集合,以文字、图片、声音、动画、视频等各种信息形式,充分调动青少年的多种感官,促进多模态融合交互的编程学习。紧跟“互联网+教育”的发展,利用互联网和区块链等技术构建“课上+课下”“线上+线下”混合式编程教育一体化协作学习环境,充分利用在线编程教育可不受时间和场地限制、共享优质师资和教学资源等优势,与校本资源相互补充,建立没有围墙的青少年编程教育体系,实现同步和异步青少年编程教学。结合MOOC和SPOC的发展,开展“课堂+直播+录播+辅导教师+智能学伴”等多种形式组合的青少年编程教育。利用人工智能技术,设计开发虚拟教学助手和学伴,根据学习偏好和障碍,辅助教师的教和学生的学。利用虚拟现实、增强现实、混合现实技术构建虚拟仿真的沉浸式和体验式编程教育环境,将课堂教学与课外练习、校外参观等结合起来,让青少年接触并体验通过编程带来的社会效益,真正理解编程教育的重要性。进一步变革创新青少年编程教育服务的形式和供给模式,使编程教育具备智慧化、个性化、多元化、系统化的特征(黄荣怀,2019),更好地提供个性化精准教学服务,构建学习者精准画像,合理有效评价和及时反馈学习情况,解决编程教育的供需矛盾,让“吃不饱和吃不到”的青少年均能得到及时关照,提升教师精准教学水平和青少年个性化学习效果。

五、结语

青少年作为国家和民族的希望,其健康成长关系着国家的命运和民族的兴衰,编程成为智能社会青少年成长、成才、成功不可或缺的一项教育内容,被各级政府、社会各界和家长予以厚望,其发展势在必行,势不可挡。但青少年编程教育属于新事物的新兴领域研究和实践,近几年才开始逐渐被大规模推广,同时,又是一项复杂的系统工程,短时间内难以达到完美的理想境界,相关研究更无止境。本研究对青少年编程教育的影响因素进行了分析研究,提出了实施策略建议,但还存在着一定的研究局限,如研究者浸入研究材料中造成部分编码存在一定的主观性,资料来源只是一定范围内的论文和访谈材料等。因此后续研究将在参考本研究结论的基础上,对青少年编程教育影响因素进行更为深入的理论探究和实证研究,更好地促进青少年编程教育的发展。

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