谈信息技术课程标准中的程序设计

赵旭辉

（辽宁铁道职业技术学院，辽宁 锦州 121000）

2020 年初，教育部发布了重新修订的五门中职课程标准，其中信息技术课程标准（以下简称新课标） 着重突出了学科核心素养的培养与发掘，并将学科核心素养表述为信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。与2009 年颁布的《中等职业学校计算机应用基础教学大纲》相比，最为明显之处是从原来要求初步具备计算机应用能力转变为强调核心素养的培养和信息技能的掌握，并在课程的基础模块中专门增加了程序设计入门、大数据、人工智能初步等内容。这意味着从今以后中职学生不分专业都将学习一些程序设计知识。笔者认为这种设计符合当前信息技术快速发展的趋势，适应当前国内外信息技术教育的新变化，对于拓展学生的职业能力和可持续发展空间，实现立德树人的根本教育任务，是十分必须和非常重要的。

一、新课标通过核心素养对信息技术教育提出明确要求

核心素养是学科育人的集中体现，是学生通过学科学习和运用逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。中等职业学校信息技术课程的学科核心素养包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面[1]。思维是意识中的理性认识，思维能够启迪创新，思维能够促进形成责任观念。具体到中职信息技术课程的核心素养中，计算思维的培养尤为重要。

（一）计算思维是信息社会人类的基本思维方式之一，与读、写能力一样，不可或缺

2006 年卡内基梅隆大学的周以真教授首次提出计算思维，并认为计算思维是一种分析思维。在问题解决的不同阶段会用到数学思维，在设计和评价复杂系统时会用到工程思维，在理解概念时会用到科学思维。计算思维提出后被众多学科加以吸收和利用。计算思维也从最初以计算机科学为背景，运用计算机的理论和方法构造模型来分析和解决问题的能力，逐步演变为一种普适的思维方式[2]，不再仅仅局限于计算机工作者，而是成为了当下人们适应信息化、智能时代所必须的一项基本技能。与读、写能力一样，其融汇于日常生活当中，成为信息时代人类具备的一种普遍的思维方式。作为当代中职教育的合格学生，要成为德智体美劳全面发展的高素质技术技能人才显然必须具备计算思维。

（二）世界各国普遍重视编程教育

信息科技的快速发展，使我们的星球进入到了数字化时代，人类的生活方式发生了根本性的变化，国力的强盛、国家的竞争，演变为对信息技术的优先掌控。积极培养计算思维，促进更多的信息技术人才涌现，迅速占领信息技术高地，已经成为众多发达国家的共识。而培养计算思维的主要举措之一就是积极开展编程教育：2012 年，时任美国总统奥巴马为呼吁开展编程一小时活动，号召全国的小学生都来学习编程；2015 年美国政府计划在10 年内普及中小学生编程教育，政府投资40 亿美元用于开展儿童编程教育；2017 年时任美国总统特朗普签署备忘录，拨款2 亿美元支持STEAM 教育。日本文部科学省已将小学编程教育写进新一轮《小学学习指导纲要》，并于2018 年3 月出台了小学编程教育的实施步骤，小学编程教育作为日本小学课程改革必修课，推进过程将在2020 年全面实施。英国政府规定儿童5 岁进入小学起就必须学习如何编写程序，一直到16 岁完成中学学业。韩国也于2018 年将编程教育纳入小学正规必修课程[3]。2017 年10 月，全球知名开发人员技能评估平台HackerRank，就各国对青少年编程教育的重视程度和渗透率进行了分析，发布了《2017 开发者技能报告》。该报告指出，目前青少年编程教育渗透率最高的国家是美国（44.8%），远远超过排名第二的澳大利亚（10.3%）和排名第三的英国（9.3%）[4]。国外中小学编程教育已经成为了国家战略，编程教育融入必修课程体系成为必然趋势，各国政府除了推动校外编程教育外，都在积极推动编程教育课程化[5]。

（三）我国对于编程教育的高度重视，通过程序设计能切实提高学生计算思维

我国对于学生计算思维的培养高度重视，2017年国务院印发人工智能发展规划，提出实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。同年公布的《普通高中信息技术课程标准》中明确将计算思维素养的培养列入课程的核心素养。本次修订的新课标，同样将计算思维作为核心素养之一，并在课程的基础模块中专门增加了程序设计入门学时，用以培养、强化学生计算思维的养成。虽然计算思维已经跳出了“像计算机一样思考”程序思维范畴，但不可否认的是，对于普通个体，积极学习编程知识，动手开展编程实践能对计算思维的形成起到极其重要的促进作用。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[6]。

二、理解新课标中程序设计教育的实现思路

中职教育的学生普遍具备较强动手能力，但在理论知识学习上具有一定困难，这是中职学生普遍的学习特点，单纯地增加程序设计课程势必不能达到理想的教学效果。新课标对此采取较为灵活的处理方式，应用化整为零、逐步深化、动态组合的方式实现程序设计思想的渗透和计算思维的培养。

（一）基础模块适度增加程序设计入门内容，让学生认识程序设计

基础模块是必修模块，包含每个中职学生都必须完成的课程。长期以来，中职的信息技术课程的基础模块侧重于软件应用技能的培养，其主要教学内容是对常用办公软件的操作进行学习，信息技术课程逐渐演变成了微软的办公软件应用培训[2]。对于伴随数据信息成长起来的新一代中职学生而言，经历了义务教育的多轮信息技术培养，以及周边社会生活环境影响，从多种途径已经接触了一些此类相关软件操作，单纯的办公软件很难激发学生的学习兴趣和探索欲望。但是这些从小就接触电子产品、玩着电子游戏长大的崭新一代在内心深处却都有过对IT 英雄人物的崇拜和幻想，因此在基础模块中适度增加程序设计内容（12 学时），不仅能够帮助他们解开心中的疑惑圆少年之梦，同时也能极大地激发学习兴趣，带动产生探索求知欲望，从而开辟出创新的思路，达到塑造计算思维的效果，并能使传统的课堂充满新鲜和活力，增加课程吸引力。这也顺应了信息技术课程从基础理论到技术应用再到计算思维培养的整体发展趋势。

（二）通过新技术、新应用强化学生程序应用体验

课标基础模块中增加了物联网、数据采集、大数据、虚拟现实、人工智能等当前最为火热的新应用和新技术，这些应用都与程序设计有着十分密切的关联。在教学中教师带领学生或是通过创设情境、或是通过案例分析，或是通过实践式操控、体验式应用，都能让学生感受到信息技术带给生产、生活的巨大便利和变革，了解和掌握相关的信息技术原理、应用范围、使用方法等，深刻体验到程序设计在信息技术转化过程中的重要作用，促进其信息意识和计算思维的进一步形成。除了这些新增内容之外，在基础模块中也增加了对相关应用程序使用操作的要求，如在网络应用、图文编辑、数字处理、数字媒体运用等部分均要求选用相关软件、熟练操作，数字媒体技术应用还提出会运用插件工具进行美化[1]等，这些应用都会加深学生对应用程序体验和认识。

（三）通过职业模块，引导学生深入开展程序设计

职业模块是为培养不同专业学生适应职业发展需要的信息能力，所安排的任意选修学习内容，按专题组织[1]。在课标中增加了小型网络系统搭建、三维数字模型绘制、数字媒体创意、个人网店开设等专题，这些专题模块同样与程序设计息息相关，并对学生的编程能力有了更进一步的要求。比如小型网络系统的搭建，要求学生会配置网络功能服务，会使用免费或开源的资源进行搭建；三维数字模型绘制则参考设计作品样例或实体模型，根据业务要求完成绘制；数字媒体创意引导学生依照企业模式组建工作团队，协作进行数字媒体作品脚本编写、媒体素材采选加工、作品编辑集成等；个人网店开设引导学生应用内容管理系统或网站框架创建并部署宣传产品的独立网站[1]；等等。通过这些丰富多彩的专题模块可以对专业对口的学生产生更大的吸引力，激发其进行更加深入的程序设计和探讨，提高其编程技能，强化计算思维形成。

三、适当增加程序设计内容有助于职教学生的可持续发展

《教育部关于全面深化化课程改革落实立德树人根本任务的意见》指出：立德树人是发展中国特色社会主义教育事业的核心所在，是培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人的本质要求[7]。培养什么人、怎样培养人、为谁培养人，历来是我们党和国家教育的根本问题。在信息化时代，面对信息技术带来的社会重大变革，面临生存的新环境、生活的新变化、工作的新挑战，要求学生必须培养具备信息素养，拥有计算思维，掌握信息技能的事业建设者与接班人。因此中职的信息技术教育必须要与时俱进，加强中职学生计算思维的培养，使之具备符合时代要求的信息素养与适应职业发展需要的信息能力[1]。当然，在中职的通识课程信息技术中适度增加程序设计的新内容，对于非计算机专业学生的学习增加了一定的难度，但这是中职教育落实立德树人根本教育任务的切实举措，是应对信息化社会发展必须要面对的挑战，同时这也是中职教育从单纯培养信息技术使用者向培养信息技术创造者进行转变的一种积极探索和发展趋势。

（一）开展编程教育是满足当前社会职场信息化的需要

当今时代，大数据、云计算、物联网应用随处可见，信息技术的应用已经遍布生活的每寸空间，网络购物、外卖点餐、在线课堂、线上办公、在线医疗、远程服务、在线社交、视频分享等等构成了每天的数字生活。这一切都离不开程序，这些应用的核心都是程序，程序已经“控制”了日常生活[8]。而在生产工作当中，传统的行业、纯粹的体力劳动渐渐被新的操作模式取代或改进，劳动的内容由体力支出逐渐地转变为应用信息管理系统、操控信息技术设备或是进行数据信息采集、监测等。这一切同样是在程序的控制下有条不紊地进行。在信息技术的催生下，社会的各行各业都已产生了明显的信息化趋势。新的职场对于劳动者提出了新的、更高的工作要求，而掌握了一定的编程基础知识，具备了计算思维和信息技能的劳动者，将更容易理解和掌握现代设备，并能根据工作需要提出符合信息规范的合理化建议，能够依照信息规律，探索出更好的操作技巧，创造出新的岗位技能或创新，从而成为更受信息化职场欢迎的新型劳动者。

（二）开展编程教育是职教学生在职场可持续发展的需要

信息社会给人类带来的变化是全方位的，包括知识的学习也产生了革命性的变化。一是有别于传统的课堂教学方式，基于网络或移动媒体的虚拟仿真技术、AR、VR 等信息设备的数字化学习方式渐渐成为教育的大势所趋。二是学习将成为每个现代人的终身需求。信息技术的快速发展带来各行各业的信息爆炸，每天都产生海量的新知，能够终身学习成为现代人职场生存的刚需条件。具有一定编程知识拥有计算思维的劳动者，能够很容易地利用现有的信息技术设备，搜集整合各类网络学习资源，顺利开展新技术、新技能的学习，从而实现职业能力的自我提升，达到职业技能的可持续发展，满足信息社会对于劳动者的可持续发展需要。同样，掌握了编程基础知识，具有计算思维的学生也能够充分运用数据处理工具对搜集整理的信息进行数据加工，更好地解决工作当中出现的问题，同时还能比较准确地描述工作场景和业务要求。使用信息技术的相关术语说明问题，便于与专业信息技术人员进行沟通交流，提高企业的治理效率，促进企业的信息化改革与发展。

四、灵活多样、因地制宜地搞好程序设计教学实践

作为中职教育的必修公共课程，信息技术增加的程序设计教学内容，也要充分考虑到中职学生自身的学习特点和所在区域的地域特点。传统的教学模式和过多的理论教学不利于中职学生学习程序设计，因此必须因地制宜，采取灵活多样的教学方式开展教学实践。

（一）选择图形化、可视化的程序设计语言或工具

我们在新课标的基础模块里设计了12 学时的程序设计入门，显然不是希望学生通过这12 学时就能掌握一门编程语言，学会编程，而是希望以STEM（STEAM） 或是创客教育等方式实现对中职学生的编程启蒙。不论是STEM（STEAM） 的跨学科的综合能力培养还是创客教育的“造物”实践[9]，都是运用可视化、直观的方式来辅助进行程序设计，极大地降低了学习编程的难度，同时增加了趣味性、实用性。使用图形化编程工具和文本编程工具均可以提高学生的计算思维水平，但使用图形化编程工具提升效果更为明显[10]。

采取可视化、直观的方式开展程序设计教学，引入Scratch 或是Arduino 等开源软硬件创客工具，能使学生通过代码能够直接看到运行的结果，加深其印象，激发学习兴趣，同时实现多学科知识的综合运用，启迪学生的创新思维，在避免枯燥教学的同时，能快速拉近学生与编程语言、硬件工具之间的距离。

（二）精心设计教学案例，充分体现“做中学”“做中教”的职业教育特色

要密切联系中职学生的生活经验和职业岗位的生产实际，精心设计教学案例，要脱离传统程序教学模式，通过完成案例，使学生自然而然地掌握程序设计思想和基础语法。例如日常人们使用输入法进行汉字的输入，很少有人专门去从课程的角度学习使用输入法，但是通过使用微信、QQ 等社交软件，不需要专门学习，每个人都能快速地完成手机或PC 的信息输入。设计教学案例与此类似。以操控MakeBlock 遥控车为例，使用mBlock 可视化编程很容易实现直行、左右转、后退等基本动作。调动了学生的积极性后，还可以再增加超声避障、感光寻迹等操作，在兴趣的驱动下用很短的时间就能实现对车子的完全控制，在实现控制小车的同时自然地就掌握了简单的程序语法和一些常用的物理、数学相关知识。举一反三还能实现更多的控制花样和创新玩法，在“做中学”“做中教”，远比单纯地学习语法、结构，按步就班地进行程序设计更容易入门，进展更快，也更容易激发创新的想法。

（三）正确评价素养水平，鼓舞学生编程热情

课标中增加程序设计内容并不是要把学生培养成计算机程序员，而是通过学习程序设计，普及程序开发知识，促进学生计算思维的形成，使学生适应信息时代的发展。因此课标给出了三个质量等级标准，反映学生的学科核心素养水平。

水平一对于编程能力的要求是学生能够理解程序设计的思维理念，初步掌握程序设计方法，会设计简单的程序；

水平二要求了解典型算法相关知识，能应用算法解决具体问题；

水平三未对程序设计内容提出要求[1]。

可以看出，不同水平等级在编程能力考核上具有递进关系，能反映中职学生的学习状态和素养水平。在考核时，应该充分发挥激励和导向作用，鼓励学生保持热情，勇于探索实践，积极开展自主学习，不断提高程序设计技能；同时对于学习困难的同学也要留有足够空间，在更多信息素养方面给出科学的评价。

总之，飞速发展的信息时代，每一天都在源源不断地生产着信息，使用着信息，消费着信息。信息与人类的生活、国家的发展、国力的强盛息息相关。党的十九大报告指出，要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”，这一融合的关键便是对信息技术的掌握与运用。中职教育的学生占我国高中学段学生总数的40%还多，是不容忽视的重要群体，他们是我们社会未来的主要劳动力量，他们对于信息技术的掌握，他们的计算思维能力，直接关系到国家的生产发展和社会的进步。掌握编程基础知识，拥有计算思维，不仅能使他们更好地适应未来工作，具备可持续的职业能力和发展空间，而且能够促进国家整体信息化水平的提高，带动和影响整个社会的持续发展，为建设创新型国家、网络强国、数字中国、智慧社会都能提供有力的支撑。