小学低年段伙伴结对编程教学与实践研究

李照 王丽丽 孙静

从信息技术学科的结构来看，算法与程序设计是物联网技术、人工智能技术、机器人技术的基础，但三年级才进入国家课程。教师在低年段教学中该以什么为抓手呢？为架起学生现在和未来之间的桥梁，笔者选择图形化编程为切入口，借助图形化编程软件在低年段开展编程教学，让学生了解什么是算法，用算法去解释常见的现象，用程序将算法数字化，进而学会用算法去解决未知的问题，以培养学生的计算思维，为了解未来智能生活的底层架构做铺垫。

伙伴结对学编程的定义及意义

1.定义

伙伴结对学编程是将伙伴学习和结对编程有效结合，运用在编程教学中的一种合作学习形式。两位学生并肩坐在一台计算机前，一人操作计算机，负责编程，一人负责“导航”，检测BUG和把控整体设计，合作完成同一个设计、同一个算法，同一段代码或同一组测试。这样既可以实现学生能力上的互补，有效减少BUG，降低学习成本，又能让学生在学习过程中学会分工合作、沟通交流。

2.意义

（1）有助于学生认知能力的发展

在伙伴结对学编程中，在分析讨论、语言争辩、认知冲突、倾听发言等交互活动中能引发学生高质量的认知理解，针对同一任务的不同见解有利于培养学生互相学习的习惯，提升学习效率。

（2）有利于学生情感的发展

在伙伴结对学编程中，对角色的分配，对设备使用先后的沟通，对完成任务的顺序问题，以及是否要上台演示，对伙伴的课堂行为进行评价，都需要两人交流，这有助于促进学生情感的发展，以及团队合作和人际交往能力的发展。

（3）提高学生学习编程的积极性

通过伙伴结对学编程，学生从口头发指令、纸上写指令控制同伴机器人行为到在iPad上组合图标控制角色运动，发现编程原来如此简单，激发了学习兴趣，能为后续学习指令型编程做好过渡。

伙伴结对学编程的机制

1.积极互赖的动力机制

营造一种群体归属感，获得同伴的信任，让学生感受到伙伴是自己的朋友，不排斥与伙伴合作。在初期，教师按座位指定两人结对。后期，两人会主动结成一对共同学习，对同伴充满信任和期待。

2.机会平等的运行机制

每个人的能力强弱各不相同，吸收知识的快慢也不同，通过教师硬性安排以及学生自主创作的弹性安排，为每个人创造平等的机会。角色交换有利于学生从不同的角度去考虑问题。

3.共同发展的认知机制

结对编程教学效果的评价对结对编程的成功实施有很大的促进作用。通过搭档之间的相互评价和自我评价，教师可以客观地了解每个搭档的学习状况。结对编程的两人同时上台演示，同时得到掌声，以团队的形式给予肯定，让每个人体验到成功，认知得到发展。

选择适切的教学内容

该课程以培养学生的信息素养为核心，面向全体学生，从学生的认知特征出发，引导学生关注身边的现象，并进行分析、抽象、模拟、创新，为学生学会学习、学会合作奠定基础，发挥技术的优势，拓展学生的视野。在内容的选择上，以实践性、时代性、趣味性和发展性为原则，嵌入学生已有的认知经验，充分利用生活中的资源、题材组织学生学习。具体内容如右表所示。

实施路径

笔者自2020年9月份開始，随机选择二年级六个班学生开展图形化编程教学，在总结教学过程中的经验和问题基础上，提出了伙伴结对编程教学明确的步骤。

1.结对分组，分配角色

在编程起始课上，教师通过对话引入两种角色——程序员、机器人。程序员编写程序来控制机器人，机器人负责执行程序，学生通过讨论确定自己的身份。在实际操作时，程序员写程序，机器人监督，两人根据自己的任务切换角色。随着学生的自我管理以及伙伴协商能力的发展，角色分配从教师指定变为自由切换。

2.还原生活，体验程序

通过热身活动与学生互动，唤醒学生的学习潜能，激发学生的学习动机。程序体验，描述程序的基本结构、背景、角色及其主要事件。师生分析，明确本节课要达到的目标。

以“教室寻宝”热身活动为例，一人做程序员，一人做机器人。机器人站在教室门口，佩戴眼罩，根据程序员的“向前、向后、向左、向右”指令寻到教师藏好的福袋。

在活动中，学生两个人商定自己的角色，可以折射出上课时两人分工的影子。学生戴上眼罩后，会对空间产生恐惧感。这时候伙伴清晰的指令能给其带来安慰，让学生明确伙伴的重要性，感受到合作的魅力。

以《摘桃子》为例，梳理出来的结构如下：当桃子被点击时，晃动（向左转、向右转），向下，等待1秒，回到树上。学生结合板书，将桃子的事件用语言和流程图描述清楚，为编程做好铺垫。

3.分析任务，创编程序

教师根据教学内容需要，分解成一个个的小任务。任务分配要具体到个人，以便于后续角色交换。程序员先负责编写，机器人负责监督，有问题时指出。然后机器人再编写，程序员监督，两人合作完成程序。教师组织问题反馈，速度快的组可以进行创意发挥，做出更有趣的程序。

4.作品展示，交流评价

学生以组为单位展示自己的作品，讲解每个人在程序中完成的工作。学生从角色互换、合作交流、认知发展、技能提升以及伙伴互助五个方面来评定两人的表现，每一项20分。

实施建议

1.养成良好习惯

课堂上，经常会出现两人同时沉浸在编程中而忽略了听课，或者听讲时不再操作计算机的现象，因此，教师应明确要求学生养成良好的听课习惯。

2.形成规则意识

在进行伙伴结对学编程时，大多数学生需要教师的密切监控和监督，因此，教师必须确保团队在结对编程中按预先设定的规则与目标去执行编程工作。

3.明确学习任务

在学生初次接触编程时，教师需要明确两个人对任务的重要性是相同的，同时，分工应明确一些，明确程序员、监督员分别需要完成哪些任务。受限于低年段学生的认知能力和接收水平，任务的分解不能过粗，要分析到位。如果任务难度过大，会让学生产生挫败感。

结语

好的课程一手联通知识，一手成就学生。在低年段开展伙伴结对学编程教学，对教师意味着挑战，教师需要挑选软件，确定内容，尝试教学，调整任务，反思教学效果。但对学生来说，这是一个学习解决问题与创作的机遇。他们从观察现象入手，分析程序，模仿程序，逐步解决程序中的问题，进而能创造性地改写程序，激活思维。