核心素养视角下乡村小学低年级编程课程开发与应用的探究

张营 于珂

（1.淄博市淄川区淄河中心小学，山东 淄博255171；2.淄博市淄川经济开发区实验学校，山东 淄博 255171）

近年来，国家对中小学编程教育日益重视。结合乡村小学教学实际需要，教师依据学生学习需求开发适合乡村小学低年级编程教育校本课程，设置合理、恰当的校本课程实践措施，以项目为基础，注重分析问题；以Scratch Jr 为载体，降低编程难度；以计算思维为课程框架，培养学生编程能力。面向乡村小学低年级学生开展Scratch Jr 编程教育是为了与国际社会先进的教育观念并轨，通过游戏化等多种教学方式开展编程教育，引领学生迈入编程教育的大门，在解决问题的过程中促使小学生在掌握知识点时有序培养计算思维。

一、研究背景

瑞典政府在2018年7月开始要求小学生从一年级必修编程课。德国提出了“工业4.0”战略，全面提升制造业的智能化，建造“智慧工厂”。在德国，不仅是小学生，幼儿园阶段就已经开始接触编程思维和编程玩具了。美国更是在学前教育阶段尝试进行编程教育。

以美国为例，对于在学前教育阶段可否对儿童开展一系列相应的编程教育活动，美国学者开展了以下讨论。研究结果显示，儿童可以非常感兴趣地学习编程课程，走上发展计算思维的第一步台阶。儿童在相应的编程教育课程中可以掌握基本的、简单的与编程相关的概念，表现优秀的儿童可以通过编程来表达自我，并有利于提高数学方面的相应的学习能力，促进数学的学习。通过学习编程教育课程，幼儿还可以进行一系列的丰富创作，同时在学习过程中幼儿尝试主动去解决问题，获得解决问题的能力。对于专为幼儿设计的编程工具，幼儿可以进行相应的操作，在动手操作的过程中学习相应的编程概念。美国有关学者研究发现，幼儿编程教育不仅可以在传统的课堂中实施，而且还可以和蒙台梭利教育、STEAM 教育相融合，一起进行。

随着计算思维培养理论的有序实施，我国对中小学编程教育提出了更高的要求，需要教师在讲授编程知识的同时，能够加强对学生计算思维的培养。在小学低年级开设编程教育课程都是为了促进学生的编程思想和计算思维的发展，为学生的终身发展服务。对于乡村小学的学生来说，想要在幼儿园阶段就接触编程教育，现在几乎无法达到这个要求，原因是多方面的。笔者就是利用乡村小学低年级学生在校的这段时间，为学生尽可能多地提供和编程教育相关的课程，缩小与国外教育的差距，缩小国内城乡教育的区域差异。结合国内外少儿编程研究，开发与应用适合于乡村小学低年级学生的编程教育校本课程，促使学生不断培养自身编程能力和计算思维。

二、当前乡村小学低年级学生编程能力现状

以笔者所在地区为例，按照教育主管部门的规定，山东省小学信息技术从小学三年级开始，有条件的学校可以从一、二年级开始。在实际教学中，乡村小学低年级学生并未接受过编程思维的教育，但是却在四年级就要直接接触编程教育，对于乡村小学的学生而言，在思维的转变和知识接受性、创造性上面临很大困难。笔者就是利用Scratch Jr 编程软件开发适合乡村小学低年级学生编程教育启蒙的课程，提前让学生接触编程思想，接受初步的编程启蒙，为学生以后的编程学习打下良好的基础。

三、开发乡村小学低年级编程校本课程应注意的问题

（一）遵循乡村小学低年级学生的认知规律

根据心理学家皮亚杰的儿童认知发展规律可以知道，小学阶段的学生（7～11 岁）正处在具体运算阶段，此时的学生开始拥有思维变易性的能力，出现了可逆能力，同时学生可以获取各种守恒概念，但其运算的内容和形式仍是以具体事物为依据。在开发小学低年级编程校本课程时，注意选取以学生容易理解的、直观体验的内容为突破口，开展游戏化的教学过程，尽量少使用空洞、难以理解的名词，比如“重复执行”“变量”“条件判断”等学生不易理解的名词，容易造成学生困惑疑虑，以致产生厌学情绪，导致事倍功半。

结合实用主义教育家杜威“做中学”理论，让学生在动手操作的“经验”中学习。对于Scratch Jr 编程教育的课堂教学活动来讲，游戏化的“做中学”的教学方法比较适用，贴合学生学习认知实际，将知识与技能都转化为游戏化教学活动中的重要知识点，利用直观、可视化的软件操作体验，让乡村小学低年级学生在游戏过程中“做中学”，在实践过程中获得相应的编程知识和技能。

（二）课程内容需要有可接受性

当教师在开发乡村小学低年级编程教育校本课程时，既要分析低年级编程教育校本课程中的相关的教学知识点，还要根据国家的新课改教学标准要求，适当引入实践性较强的内容，以实际动手操作为主，直观体验，从经验中总结学习方法，确保学生在掌握编程理论知识点时能够进行实践，在实践中总结相关理论操作方法，为培养学生的计算思维奠定良好基础。

（三）课程实施需要有梯度

在教育教学过程中，梯度是指教师所教授的教学内容能够满足不同学习层次学生的学习需求，确保教学过程能够循序渐进，引导学生逐步掌握相关的知识。因此，教师在开发乡村小学低年级编程教育校本课程时，可以选择基础性较强的课程内容。

（四）课程内容需要有智度

教师在乡村小学低年级编程教育中开发校本课程的初衷就是培养学生编程能力和计算思维。当教师编写教材内容时，应在展示理论知识点时，为学生全面体现整个编程的处理过程，这样学生就能学会以处理问题的方式方法反思教学知识，从而有效培养学生的计算思维。

四、核心素养视角下乡村小学低年级编程教育校本课程开发与实践措施

（一）以项目为基础，注重分析问题

结合美国教育家克伯屈项目式学习理论，在教学活动中应该以学生为中心，在进行项目学习时，教师从学生的兴趣入手，激发学生的好奇心，并引导学生进入新的思考领域。以往学生虽然学习过编程教育课程，但是在学习过程中侧重学习“表达式”“循环”和“条件判断”等命令，注重语法结构学习，无法独立书写出完整的程序，从而弱化了学生利用计算思维解决问题能力。因此，在培养计算思维教学目标下，教师在开发乡村小学低年级编程教育校本课程时，应积极转换过去传授编程语言的形式，不要纯粹讲解编程理论知识，而应以直观形象的动手操作为主，让学生体验编程的乐趣，注重培养学生分析问题能力，结合相关教学理论引入提出问题和解决问题的案例，并在处理编程问题的过程中，为学生制订分析问题、解决问题的教学方案，促使学生能够以批判性思维钻研理论知识。另外，在选择项目主题时，教师可以从学生的日常生活入手，挑选与学生现实生活相近的主题，这样可以降低学生理解编程理论的难度。学生在日常生活中经常会碰到“平均数”方面的问题，比如计算商品的平均价格等，教师可以结合相关案例引入编程教育理论，指导学生在掌握基础知识的过程中，能够以计算思维分析问题，学会在解决商品平均价格问题时，能够将其类推到相似问题的解决中。同时，选择项目主题时应注意趣味性，教师在开发乡村小学低年级编程教育的校本课程时，应系统分析小学阶段学生的思想认知实际情况，尽量选择学生兴趣度高、易于掌握的编程项目，防止编程教育内容过难，影响学生学习兴趣。

（二）以Scratch Jr为载体，降低编程难度

在计算思维培养的基础上，教师在乡村小学低年级编程教育中实施校本课程时，将可视化编程引入到课堂学习活动中，在教学中摒弃传统命令教学缺陷，利用可视化编程中的命令和参数，用类似于搭积木的形式来讲解有关的知识。学生在课堂学习中只需要拖动程序积木到程序编辑栏中组合起来，就可以轻松编写程序。虽然不同编程语言实现相同的作用写法不尽相同，但是处理问题的思维是基本一致的，只是相关问题的代码编写方式不同。因此，当教师在乡村小学低年级编程教育中实施校本课程时，可以借助Scratch Jr 编程软件组织教学，这样学生在学习编程课程时，可以不用将大量的学习时间放到枯燥的代码识记中来。通过使用Scratch Jr 编程软件，降低编程教育准入门槛，让学生更加容易接受编程思想，不至于觉得编程课枯燥乏味。

严格意义上来说，Scratch Jr 并不是编程工具，而是一款拥有趣味性、启蒙性、好玩性的适用于手机、平板、电脑等的应用程序，目的在于让儿童初步学习编程，进行初步的编程思维锻炼。Scratch Jr 提供了一个平台，可以让儿童通过积木模块创建具有交互性的故事或者游戏。整合利用Scratch Jr 程序指令块，可以实现让角色展示不同的动作，比如可以让角色进行移动、跳跃、舞蹈、唱歌等。如果没有自己喜欢或者需要的角色，也可以利用绘图编辑器自己创作角色；如果没有自己喜欢或需要的声音效果，也可以利用麦克风进行录制；如果没有自己喜欢或需要的照片背景，也可以利用照相机拍摄照片导入到舞台背景中。最后像在幼儿园搭积木一样把相关程序积木搭在一起，做成一个完整的程序，让角色实现想要的效果。可以通过参与对话、分享想法、讲述经历等好玩有趣的方式进行简单的编程活动，促进学生编程思想和计算思维的发展。使用Scratch Jr 时，孩子不只是和电脑互动，更可以通过电脑学习如何创造和表达内心所想。在这个过程中，孩子们也学到了解决问题、创意设计、逻辑思考的能力，这都是帮助他们在未来获得成功的基础。同时，他们在有意义、有动力的情况下使用数学、语文，能力的发展会变得更快。Scratch Jr 希望孩子们不仅仅是学习程序代码，也能从编码中学习到更多知识。

Scratch Jr 作为一门入门级编程工具，积木模块类型丰富多样，其中的语法模块与其他编程语言基本一致，积木模块总共有六种类型，包含几十种功能，学生可以根据程序需要选择相关的程序积木，将其拖拽到程序编辑栏进行操作，从而实现程序功能。

（三）以计算思维为课程框架，培养学生编程能力

计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。在解决问题时利用计算思维，第一步要清晰地呈现问题，让学生明白问题是什么，教师引导学生建立问题相关的解决模型，最终找到解决问题的方法。整合杜威的“做中学”理论、皮亚杰的建构主义理论和克伯屈项目式学习理论，设计了本课程的相关框架。

1.创设问题情景，激发兴趣。通过游戏或者故事，教师为学生创建问题情景，激发学生学习兴趣，为整堂教学的顺利进行做好铺垫；利用任务驱动的教学方式，细化问题，在解决一个一个小问题的过程中逐步解决大问题。

2.出示程序作品，分析结构。教师出示完整的程序，演示完成后帮助学生梳理程序的构成，需要用到哪些素材、用到了哪些指令、完成了什么样的功能。通过教师的梳理分析，给学生梳理明确的问题解决思路，激发学生的思维活动。

3.明确任务目标，逐步完成。采用任务驱动的教学方式，把整个编程活动划分成三至四个小目标，通过完成小目标的操作最终实现编程学习的目的。教师在授课过程中巡视指导，针对学生在选用程序积木、拖拽积木过程中出现的共性问题，逐一示范，针对学生个别操作困难的教师做针对性指导。通过细化目标，步步递进，逐步培养学生的编程思想和逻辑思维能力。

4.展示学生作品，交流总结。教师筛选优秀作品进行展示交流，让学生说出自己的制作想法和思路，强化学生解决问题的方法，增强学生的自我肯定意识，增强学生学习的自信心，逐步培养学生的计算思维。

综上所述，通过研究乡村小学低年级Scratch Jr 编程教学，从小学生的一般认知发展特征出发，结合Scratch Jr 特点以及编程教育本身的特点等分析，构造乡村小学低年级学生Scratch Jr 编程学习的学习模式，对于提高乡村小学低年级学生的编程能力与创造性思维有着重要的理论和实践意义。在丰富乡村小学低年级学生课堂教学形式的同时，可以让学生接触一定量的编程知识，顺应教育发展的时代要求。同时可以缩小城乡教育的区域差距，激发学生学习编程的兴趣，培养学生的计算思维。教师利用图形化编程工具Scratch Jr 软件，提高乡村小学低年级学生编程思想和计算思维；利用游戏教学法激发学生学习编程的兴趣，使学生主动参与到教师精心安排的编程学习活动中来；通过合作探究，促使学生在活动中逐步形成编程思想。