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中小学编程教育贯通培养的行动研究

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  编程教育如何更系统地进行研究?从课程、教材、活动等方面全面深化形成稳定化的范式与经验,这是新课程发展必须要经历的一段过程。本期解码,我们以两个市级课题为例,从培养的模式、活动设计的过程等方面进行探索。
  随着国内外教育界对编程的广泛关注,编程教育逐步成为教育者的研究热点。本研究以中小学编程教育的贯通培养为切入点,构建出中小学贯通培养的编程课程,创新编程教育贯通培养模式,整合已有课程资源,构建基于编程教育、体质训练和艺术培养的“双脑”培养机制。
  ● 研究背景与意义
  2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确提出“在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育”,编程教育首次上升到国家战略高度。目前我国编程教育的开展依旧存在区域差异性、研究起步晚等问题,编程应从小学抓起,编程的衔接教育、对不同年龄段学生的贯通培养就显得极其重要。本研究旨在针对中小学生编程教育的贯通培养进行探索,并在区域内推广编程教育。
  本研究能够丰富编程教育的培养模式和课程内容。通过编程的贯通培养,探索出涵盖小学、初中、高中的编程培养模式,构建编程贯通教育下的课程体系,为中小学编程教育的贯通培养提供行动依据,创新培养模式,促进学科内涵发展与竞赛水平。
  本研究能够提高中小学生的计算思维等学科核心素养。计算思维已成为中小学生必备的学科核心素养,推广编程教育,有助于更好地提高学生计算思维以及合作能力、创新能力等,同时能够培养学生的顽强意志、坚韧性格、良好协作精神等品格。
  ● 研究的主要内容
  本研究解决的关键问题是如何有效实现中小学编程教育的贯通培养,包括中小学编程课程的开发、实施与评价,中小学贯通培养模式的构建以及专业教师团队的建设等。其中,解决的重点问题是建设专业的教师队伍,以及中小学编程教育的贯通培养课程的构建;难点问题是整合已有课程资源,构建符合中小学认知发展规律的“双脑”培养机制。
  ①构建中小学贯通培养的编程课程体系。一是课程内容的建设。本研究有效整合《啊哈!算法》《信息学奥赛一本通》《算法图解》等课程,构建遵循中小学生认知发展规律的成长课程,融合坚毅品格培养、体能训练、朗读与艺术修养的综合脑科学培养机制。二是课程的实施。课程的具体实施主要包括学习一种编程语言、开设Botball机器人课程、开设双脑科学活动课程三个方面,以项目式学习为指导,通过行动研究法,探索实现小初高贯通培养的编程教学策略。三是课程资源的建设。结合自身实际情况,充分结合已有的线上线下课程资源,如菜鸟驿站、CSDN博客、openjudge等学习网站及“信息学竞赛”“株洲市二中信息技术教研组”“蓝调百香果”等微信公众平台,编写校本教材资源。四是课程的评价。构建学生“编程能力、坚毅品格、综合素养”三位一体的评价模式,诊断在编程培养过程中存在的问题,制订相应的调整策略。
  ②创新编程教育贯通培养模式。构建“校内—校外”双向联合培养模式:校内组织集中培训,开设编程兴趣营,组建机器人社团,定期举办免费编程夏/冬令营、编程趣味竞赛、机器人比赛等活动,开设体育艺术拓展活动,培养坚毅品格;校外积极参与各种形式的夏令营、冬令营编程活动。根据学生认知发展规律,适时调整培养策略,不断创新编程教育贯通培养模式,形成对小学生、初中生具有较大吸引力的重点学习基地。
  ③搭建编程学习平台。编程师资薄弱是目前普遍存在的问题,广泛发动联盟校及其他学校的信息技术教师,以编程兴趣营为学习平台,通过合作教学、专业化培训等途径,打造一支专业素质较强的教师队伍,形成一种基于编程教育、体质训练和艺术培养的“双脑”培养模式。例如,在冬令营中,我们不仅进行编程教育,而且在体质训练、智力训练、朗诵、艺术等方面进行同步训练。
  ● 研究的思路和创新点
  1.研究思路
  ①以编程语言为主实施贯通培养。构建涵盖小初高贯通培养的编程课程体系;在全市范围内开展教育实践,分别成立编程兴趣营小学组、初中组、高中组,全面推广编程教育;总结经验,形成典型教学案例,为中小学编程教育的贯通培养提供借鉴。
  ②开设Botball机器人课程。为推进创客教育和编程教育,满足学生个性化发展的需要,把具有挑战性的Botball机器人项目引入到中小学编程教育活动中,以培养学生的创新精神和实践能力,锻炼学生解决典型工程问题的能力,提高学生的综合素质。
  ③融合培育坚毅品格、综合素养。融合竞技设计、体感益智游戏、艺术朗读表达等双脑发展综合开发智力。逐步增加文学素养、实验技能、研究性学习等课程,培养学习的坚毅品格和综合素养,以期逐步打造小初高创新人才免费培养的特色教育基地。
  2.研究创新点
  本研究构建学生“编程能力、坚毅品格、综合素养”三位一体的课程评价模式,在此基础上,将活动评价、过程性评价、奖励性评价、总结性评价等多种評价方式相结合,具体如下。
  ①活动评价:每日一评价。对当天所学内容进行整合梳理,并以板报的形式呈现,促进中小学生元认知能力的提升。
  ②过程性评价:每月一评价。采取星级晋级模式,每月组织一次集中技能测试,测试后进行相关问题讲解,测试成绩合格则加一星,持续加星才能继续参与技能测试,成绩不合格不加星,可通过自主学习后重新申请星级测试。
  ③奖励性评价。采取拉赞助等集资方式,为学生提供奖励资金,设置奖励性评价机制,提升学生学习编程的兴趣。
  ④总结性评价。以信息学奥赛、全国中小学电脑制作活动、山东省创客大赛等大型赛事为依托,评价学生对编程的整体学习情况,并为后续深入学习编程知识提供依据。
  ● 研究成果
  编写公益教材《编程贯通培养校本课程》《C++编程一点通》等,进行无偿发放和传播;培养出一批具有编程特长的学生,分别在信息学奥赛、机器人类、人工智能类等相关领域取得一定成绩;在地方上推广编程教育,打造具有良好社会声誉的中小学创新人才免费培养的特色教育基地。
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