屈紅永

【摘要】本文探討了在中學教育中培養(yǎng)學生編程能力的有效策略和評估方法。通過分析當前教學實踐和學生編程能力的需求，本研究旨在提出一系列切實可行的教學策略，以及對這些策略成效進行評估的系統(tǒng)化方法。研究的最終目標是為教育工作者提供一套工具，幫助他們有效地提升學生的編程技能，從而滿足信息時代的教育要求。

【關(guān)鍵詞】編程教育? 教學策略? 學生能力培養(yǎng)? 教學評估? 教育技術(shù)

【中圖分類號】G633 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）02-0049-03

在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，編程教育已成為中學教學的重要組成部分。學生編程能力的培養(yǎng)不僅關(guān)系到個人的技能發(fā)展，也是提升國家競爭力的關(guān)鍵。本文首先分析了編程教育的重要性和挑戰(zhàn)，然后引出研究的主題和目的。

1.編程能力在中學教育中的重要性

編程能力在中學教育中的重要性不容忽視，這不僅因為它作為一種實用技能對于未來職業(yè)生涯至關(guān)重要，也因為它在學生認知和個人發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。

編程已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的基礎(chǔ)技能之一。在技術(shù)不斷進步的今天，編程能力對于理解和參與數(shù)字世界至關(guān)重要，它不僅限于計算機科學領(lǐng)域，而且在設(shè)計、工程、數(shù)據(jù)分析等多個學科中均有應用。編程教育鼓勵學生發(fā)展系統(tǒng)性思考和邏輯推理，通過編寫和調(diào)試代碼，學生學會如何解構(gòu)問題，逐步解決，這種技能可轉(zhuǎn)化為其他學科和生活場景中的應用。編程挑戰(zhàn)能夠使學生創(chuàng)造出在虛擬或物理世界中運行的東西，這種創(chuàng)造過程激勵了其創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的發(fā)展。通過編程，學生可以將他們的想象力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實，這是一個非常有力的學習體驗。

許多未來的職業(yè)都將需要基本的編程知識[1]。提前在中學階段接觸編程，可以幫助學生為未來的學習和工作做好準備，尤其是在STEM（科學、技術(shù)、工程和數(shù)學）領(lǐng)域的職業(yè)。編程能力的培養(yǎng)是提高數(shù)字素養(yǎng)和媒體素養(yǎng)的重要組成部分。學會編程幫助學生理解和評估媒體內(nèi)容，同時也培養(yǎng)了他們對信息技術(shù)的批判性思考。在編程過程中，學生學會如何負責任地使用技術(shù)，理解它對社會的潛在影響，并通過技術(shù)解決方案來解決現(xiàn)實世界的問題。

2.現(xiàn)有編程教學策略的分析

2.1傳統(tǒng)教學方法的局限性

傳統(tǒng)教學通常采用講授式的方法，教師主導課堂，學生被動接受信息，這種單向傳遞的方式可能會抑制學生的探索精神和創(chuàng)造力。傳統(tǒng)編程教學往往過分強調(diào)語法規(guī)則和編程概念，而不太重視實際問題的解決和項目驅(qū)動的學習，這可能導致學生難以將學到的知識應用到現(xiàn)實世界的情境中。傳統(tǒng)方法未能有效地將編程理論與實踐相結(jié)合，學生雖掌握了編程語言的語法，但在創(chuàng)建實際程序時卻無從下手。

在傳統(tǒng)教學中，評估通常依賴于筆試和代碼測試，這些不能全面衡量學生的編程能力，尤其是他們解決復雜問題的能力。編程技術(shù)發(fā)展迅速，但傳統(tǒng)課程更新滯后，導致教學內(nèi)容過時，無法跟上行業(yè)的最新趨勢和技術(shù)發(fā)展。由于缺乏互動性和個性化學習路徑，傳統(tǒng)教學方法可能無法激發(fā)學生的興趣和參與度，使得學習體驗不盡人意。軟技能如團隊合作、溝通能力和時間管理在編程項目中同樣重要，但這些技能在傳統(tǒng)編程教學中往往被忽略。

2.2創(chuàng)新教學模式的嘗試與挑戰(zhàn)

創(chuàng)新編程教學模式的嘗試是為了解決傳統(tǒng)教學方法的局限性，提高學生的編程技能和整體的學習體驗[2]。通過實際項目讓學生在解決問題的過程中學習編程，鼓勵實踐和探索，而非僅僅停留在理論學習上。使用翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生在家預習新概念，課堂時間用于討論、實踐編程任務，增強了學習的互動性和實踐性。讓學生以小組形式合作解決編程問題，從同伴學習中發(fā)展技能，同時提升溝通和團隊合作能力。使用游戲設(shè)計原理和技術(shù)來增加編程教學的趣味性，通過游戲激發(fā)學生的學習動力。利用在線資源和平臺提供個性化和自適應學習經(jīng)驗，允許學生按照自己的節(jié)奏學習。通過競賽激發(fā)學生的競爭精神和學習熱情，同時提供真實世界的編程經(jīng)驗。

但創(chuàng)新教學模式往往需要額外的技術(shù)和教學資源，這可能超出一些學校的預算和能力。教師需要接受新的教學法的培訓，以有效地運用這些方法，這要求時間和金錢的投入。學生可能習慣了傳統(tǒng)的教學方式，對新的學習方式的接受和適應需要時間，難以對項目驅(qū)動的學習和軟技能進行標準化測試和評估，傳統(tǒng)的評價體系可能需要更新以反映新的學習成果。編程技術(shù)的快速發(fā)展意味著教學內(nèi)容和項目需要不斷更新，以保持相關(guān)性。保持教學質(zhì)量和確保所有學生都能從新模式中受益是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。

3.學生編程能力培養(yǎng)的有效策略

3.1 教學內(nèi)容與方法的設(shè)計

教師可以將編程概念分解為小塊，從基本的編程構(gòu)建塊開始，逐步引入更復雜的概念，確保學生在進入下一個更難的階段之前，已經(jīng)充分理解并掌握了當前的概念。將編程與數(shù)學、科學和藝術(shù)等其他學科整合，讓學生看到編程在多個領(lǐng)域中的應用，通過實際問題和項目，將編程技能與學生的興趣和學科內(nèi)容聯(lián)系起來。設(shè)計真實世界的編程項目，讓學生在解決實際問題的過程中學習編程，分析真實的案例研究，讓學生從專業(yè)編程實踐中學習。引入不同的編程語言和環(huán)境，如Scratch、Python等，以適應不同年齡和技能水平的學生，提供各種平臺和工具，以適應不同的學習風格和需求[3]。

鼓勵學生通過實踐活動積極參與學習過程，如編碼練習、小組項目和編程挑戰(zhàn)，使用互動式教學工具和平臺，如在線編程練習和模擬器，增加課堂的動手操作。提供及時和具體的反饋，幫助學生理解他們在編程中的強項和待改進的地方，鼓勵學生迭代和改進他們的代碼，體驗真實的軟件開發(fā)過程。鼓勵學生通過配對編程或小組項目相互教學，共享知識和解決問題的策略，促進學生之間的討論和協(xié)作，建立社區(qū)感和支持網(wǎng)絡(luò)。

3.2 學習環(huán)境與資源的優(yōu)化

提供一個積極、包容且鼓勵探索的課堂氛圍，使學生能夠自由地嘗試和犯錯，確保物理空間如計算機實驗室的布局能夠促進合作和交流，配備適當?shù)挠布蛙浖Y源。確保所有學生都能夠訪問到所需的技術(shù)資源，包括計算機、編程軟件和高速互聯(lián)網(wǎng)連接，提供在線編程平臺和云服務，使學生能夠在校內(nèi)外繼續(xù)學習和編程。提供多樣化的教材，如教科書、在線教程、視頻課程和編程指南，以適應不同學習風格，整合開源資源和社區(qū)項目，如GitHub上的項目，讓學生能夠參與真實的編程實踐。

為教師提供專業(yè)發(fā)展培訓，幫助他們掌握最新的編程教學方法和技術(shù)，建立教師支持網(wǎng)絡(luò)，鼓勵在編程教學方面的協(xié)作和資源共享。設(shè)立特別的編程區(qū)域或創(chuàng)客空間，讓學生能夠進行實際的編程實踐和項目創(chuàng)作，為學生提供各種硬件編程工具以及與物聯(lián)網(wǎng)和機器人相關(guān)的設(shè)備。

3.3 學生自主學習與合作學習的結(jié)合

結(jié)合學生的自主學習與合作學習是培養(yǎng)編程能力的一種有效策略。這種方法不僅強化了個人的探索和獨立解決問題的能力，而且還促進了團隊合作和社會互動技能的發(fā)展。設(shè)定清晰的學習目標和期望，讓學生知道他們在編程學習中要達成的具體成果。提供一系列編程任務和挑戰(zhàn)，讓學生可以根據(jù)自己的興趣和技能水平選擇合適的項目來完成。使用個性化學習平臺，允許學生根據(jù)自己的學習進度和理解能力自定學習路徑[4]。

4.編程教學的評估方法

4.1 形成性評價與過程性評價的應用

在編程教學中，形成性評價和過程性評價是兩種重要的評估方法，它們幫助教師了解學生的學習進展，同時也為學生提供了關(guān)于他們學習狀態(tài)的反饋。這些評價方法強調(diào)了評估的連續(xù)性和多維度，不僅關(guān)注最終的成果，而且關(guān)注學習過程本身。

學生定期提交代碼，教師進行審查，提供具體的改進意見，通過代碼審查，教師可以評估學生對編程概念的理解和應用。鼓勵學生對自己的編程項目進行自我評估，以及互相進行同伴評估，這可以幫助學生發(fā)展批判性思維技能，并學會從其他人的視角看待自己的成果。在編程練習和項目中提供實時反饋，幫助學生及時了解自己的進步和存在的問題，反饋可以是教師的口頭評論，或者是通過在線平臺自動生成的。安排定期的小測試和練習，以評估學生對特定編程概念的掌握，這些測試應該是低風險的，其目的是為了學習和成長，而不是為了最終成績。

過程性評價中要求學生保持項目日志或開發(fā)日記，記錄他們在編程過程中的思考、遇到的挑戰(zhàn)和解決方案，通過這些記錄，教師可以更好地理解學生解決問題的方法和思維過程。設(shè)定項目的關(guān)鍵里程碑，并在每個階段進行評估，確保學生按計劃推進，這種評估方法強調(diào)了學習過程的每個步驟，而不僅僅是最終產(chǎn)品。評估學生在小組項目中的參與度和貢獻度，以確保每個成員都積極參與編程活動，這可以通過觀察、小組討論和項目貢獻的文檔來進行。定期進行正式和非正式的觀察，記錄學生在課堂活動中的表現(xiàn)和互動，觀察可以幫助教師捕捉到學生在非正式環(huán)境下的學習表現(xiàn)和進步。

4.2 教學反饋與調(diào)整的重要性

在編程教學中，教學反饋和調(diào)整是評估過程中不可或缺的組成部分。它們不僅提供了對學生學習狀態(tài)的即時理解，還為教學方法的持續(xù)改進提供了依據(jù)。

教學反饋可以即時診斷學生在編程學習中遇到的問題，允許教師及時提供必要的支持和資源，及時調(diào)整教學方法可以幫助學生克服學習障礙，防止他們在理解上的小誤差變成更大的誤解[5]。反饋和調(diào)整有助于為每個學生量身定制個性化的學習經(jīng)驗，確保所有學生的需求都得到滿足，這種個性化可以提高學生的參與度和滿意度，增強學習的效果。教學反饋提供了評估特定教學策略有效性的機會，教師可以基于這些信息優(yōu)化他們的教學方法，調(diào)整教學策略以適應學生群體的變化需求，確保教學內(nèi)容始終保持相關(guān)性和吸引力。

通過教學反饋，學生可以了解自己的學習進展，這增強了他們的自我監(jiān)控和自我調(diào)整能力，學生被鼓勵根據(jù)反饋自主調(diào)整學習策略和方法，這是培養(yǎng)終身學習能力的重要步驟。反饋和調(diào)整促進了師生之間的溝通，教師通過反饋了解學生的想法和感受，而學生則了解教師的期望，這種互動有助于建立信任和尊重，為積極的學習環(huán)境打下基礎(chǔ)。教學反饋不僅對學生重要，對教師的專業(yè)發(fā)展同樣重要，教師可以利用這些信息進行自我反思和職業(yè)發(fā)展，以維持高質(zhì)量的教學標準。

5.實踐案例分析

智慧圖書館的光線控制與分析項目涉及設(shè)計和開發(fā)一個智能光線控制系統(tǒng)，用于圖書館內(nèi)部環(huán)境的光線管理。該系統(tǒng)能夠根據(jù)室內(nèi)外光線條件和用戶需求自動調(diào)整內(nèi)部光照，確保最佳閱讀環(huán)境。

教學目標為提升學生的編程技能，特別是在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和自動化領(lǐng)域。增強學生解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團隊合作能力。讓學生通過參與實際項目來學習編程和系統(tǒng)設(shè)計。項目需要結(jié)合編程、電子工程、環(huán)境科學等多方面的知識，促進學生對于各類知識的探索，讓學生在真實的圖書館環(huán)境中測試和優(yōu)化他們的系統(tǒng)。

進行項目進度的定期評估，通過定期檢查，確保學生能按時完成項目的不同階段的目標。對系統(tǒng)的技術(shù)性能進行評估，包括光線控制的準確性、系統(tǒng)的響應速度等。評估學生在團隊合作中的表現(xiàn)及個人對項目的貢獻。組織一個展示會，讓學生展示他們的成果，并接受同學、教師的評價和反饋。

通過這個案例，學生不僅可以學習和應用編程知識，還能通過實際項目來提高解決實際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團隊合作能力。同時，這種案例也展示了如何有效評估學生在編程項目中的表現(xiàn)和學習成果。

6.結(jié)束語

隨著編程教育的普及和重視，教育工作者必須探索和應用更有效的教學策略，并建立科學的評估體系。本文提出的教學策略和評估方法有助于實現(xiàn)這一目標，促進學生編程能力的全面發(fā)展。未來的研究應繼續(xù)關(guān)注教學實踐的創(chuàng)新和評估工具的完善，以實現(xiàn)編程教育的持續(xù)進步。

參考文獻：

[1]陳英瓊.漢中市中小學生編程學習投入影響因素研究[D].漢中：陜西理工大學，2022.

[2]曾雨芊.面向初中生計算思維培養(yǎng)的結(jié)對編程策略研究[D].廣州：廣州大學，2022.

[3]劉爽.以創(chuàng)造性思維培養(yǎng)為導向的初中編程教學實踐研究[D].沈陽：沈陽師范大學，2022.

[4]顧菲爾.基于學習風格差異的結(jié)對編程學習對中學生計算思維的影響[D].武漢：華中師范大學，2022.

[5]尚艷.證據(jù)導向的初中編程項目式教學設(shè)計與實踐研究[D].曲阜：曲阜師范大學，2022.