孫立會(huì) 劉俊杰
摘要:隨著數(shù)字時(shí)代的發(fā)展,編程技能的重要性已不言而喻,編程課程體系構(gòu)建成為我國編程教育長效發(fā)展的重要一環(huán)。歐盟作為全球編程教育發(fā)展的策源地,在長期發(fā)展過程中出現(xiàn)了“現(xiàn)象級”連鎖反應(yīng)?;诖?,文章首先分析了歐盟編程課程的普及化發(fā)展進(jìn)程、目標(biāo)指向與設(shè)置特點(diǎn)。然后,文章總結(jié)了歐盟各國編程課程的主要樣態(tài),包括形態(tài)自立的編程課程、融入學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)的編程課程、聯(lián)合創(chuàng)生的跨學(xué)科編程課程與政企學(xué)研的全民參與的編程課程。最后,文章基于對歐盟編程課程發(fā)展路徑與主要樣態(tài)的跟蹤描繪,為我國編程教育的切實(shí)發(fā)展建言獻(xiàn)策,包括構(gòu)建“必修+選修”的拉鏈?zhǔn)骄幊陶n程形式;發(fā)展多學(xué)科視閾的編程課程體系;協(xié)同政府、企業(yè)、學(xué)校構(gòu)建貫通銜接的編程教育生態(tài);重視不同學(xué)科教師編程能力的專業(yè)化培訓(xùn)。文章通過研究歐盟的編程課程發(fā)展,旨在為我國中小學(xué)編程教育發(fā)展提供啟示與借鑒。
關(guān)鍵詞:歐盟;中小學(xué);編程課程;課程樣態(tài)
【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009—8097(2024)02—0023—10 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2024.02.003
編程教育學(xué)校化可追溯至美國普渡大學(xué)于1962年成立的世界第一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)系,這一時(shí)期的培養(yǎng)主要聚焦于高等教育階段[1]。但隨著數(shù)字化技術(shù)與社會(huì)各行業(yè)融合程度的深化,編程已然成為新時(shí)代每個(gè)人都應(yīng)掌握的“通用”技能,只在高等教育階段講授編程顯然不能滿足時(shí)代發(fā)展的需求。因此,編程教育在半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過程中,逐漸從大學(xué)向中小學(xué)階段滲透并逐漸普及,呈現(xiàn)出低齡化培養(yǎng)的特征。例如,美國、英國、歐盟各國在新一輪課程改革中,從諸多層面推動(dòng)中小學(xué)編程教育的發(fā)展,并不斷下調(diào)編程課程實(shí)施的年段。我國教育部門雖同樣重視義務(wù)教育階段編程教育的普及,但在編程課程設(shè)計(jì)與編程教育實(shí)踐落實(shí)等方面尚未形成一體化銜接培養(yǎng)體系。因此,為了解決當(dāng)前我國編程教育發(fā)展面臨的問題,有必要汲取國際范圍內(nèi)的優(yōu)秀編程教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。其中,歐盟作為全球編程教育發(fā)展的策源地受到了廣泛關(guān)注,其編程教育發(fā)展出現(xiàn)的“現(xiàn)象級”連鎖反應(yīng)主要得益于國家政策的支持和各聯(lián)盟國之間的交互影響。具體而言,歐盟在頂層設(shè)計(jì)層面高度重視編程教育,為其規(guī)?;l(fā)展提供了政策支持和方向指引:一方面,歐盟委員會(huì)于2016年將編程作為未來公民應(yīng)具備的二十一項(xiàng)數(shù)字能力之一納入《公民數(shù)字能力框架2.0》(DigComp 2.0:The Digital Competence Framework for Citizens);另一方面,具有悠久編程教育歷史的歐盟國家將編程納入基礎(chǔ)教育課程改革,帶動(dòng)其他歐盟國家的課程改革動(dòng)向,從而逐步形成大規(guī)模特色化的編程課程樣態(tài)。歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心(Joint Research Centre of the European Commission)于2022年發(fā)布的調(diào)查報(bào)告顯示,已有27個(gè)歐盟國家將編程融入義務(wù)教育課程體系,這表明歐盟編程教育在基礎(chǔ)教育階段已基本實(shí)現(xiàn)普及化的全覆蓋[2]??紤]到課程是育人的重要載體,編程教育若正式進(jìn)入教育體系,也必將從課程的視閾切入。然而,無論是變革與編程教育直接相關(guān)的信息科技課程或間接相關(guān)的學(xué)科課程,還是變革交叉融通的編程活動(dòng),均需立足于課程的視角進(jìn)行深度論證并找尋到各種路徑發(fā)展的可行性證據(jù)。因此,本研究嘗試對歐盟各國編程課程體系的發(fā)展路徑進(jìn)行跟蹤,并對其編程課程樣態(tài)進(jìn)行同步描繪,進(jìn)一步挖掘歐盟基礎(chǔ)教育階段編程課程體系構(gòu)建的策略,以期為我國中小學(xué)編程教育發(fā)展提供啟示與借鑒。
一 歐盟各國中小學(xué)編程課程的發(fā)展路徑
在日益數(shù)字化的社會(huì)背景下,歐盟各國洞悉編程課程裹挾的數(shù)字能力對學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)的意義,著力推動(dòng)編程教育從高等教育向基礎(chǔ)教育延伸。此外,計(jì)算思維內(nèi)涵的確定為編程課程提供了更明確的目標(biāo)指向,計(jì)算思維的綜合性與跨學(xué)科性決定其不僅能解決計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的問題,還能“賦能”和“增值”其他學(xué)科。因此,歐盟各國在不同教育階段積極探索,探尋編程與學(xué)科融合的可能路徑,旨在將編程課程安置于基礎(chǔ)教育階段各學(xué)科的教學(xué)體系中。
1 編程課程的普及化發(fā)展
20世紀(jì)60年代,美國作為世界信息化浪潮的引領(lǐng)者和較早在高等教育階段開展編程教學(xué)的國家之一,卻并未深耕中小學(xué)編程教育的發(fā)展,導(dǎo)致這一“星星之火”并未形成蔓延之勢[3]。反觀歐盟各國,其在面對社會(huì)信息化與計(jì)算機(jī)化裹挾而來的工業(yè)界程序化危機(jī)時(shí)迅速意識到編程教育的重要性,把握時(shí)機(jī)并不斷調(diào)整國家教育政策,率先將大學(xué)計(jì)算機(jī)課程推廣至中小學(xué)階段,為歐盟編程教育普及化奠定了基礎(chǔ)。例如,德國、法國在教育部門的支持下,將涉及編程的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程延伸至中學(xué)階段,由此帶動(dòng)了其他聯(lián)盟國對編程的關(guān)注,并“涌現(xiàn)”了諸多有關(guān)編程課程改革的政策。20世紀(jì)80~90年代,歐盟中小學(xué)編程教育的發(fā)展規(guī)模隨著計(jì)算機(jī)的普及而逐漸擴(kuò)大;20世紀(jì)90年代末,《歐洲計(jì)算機(jī)駕駛執(zhí)照計(jì)劃》發(fā)布,該計(jì)劃雖然旨在提升歐洲公民操作辦公應(yīng)用程序的能力,但人們開始意識到計(jì)算機(jī)在未來生活中必不可缺。自此,隨著社會(huì)數(shù)字程度的加深,編程教育更是進(jìn)一步向教育體系滲透。
21世紀(jì)初,互聯(lián)網(wǎng)的普及使歐盟各國對編程人才的需求激增,再次掀起了各國在國家政策與頂層設(shè)計(jì)層面推廣編程教育的熱潮。2010年,歐盟發(fā)布《歐洲數(shù)字議程》(Digital Agenda for Europe),將編程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教育納入數(shù)字技術(shù)中,進(jìn)一步推動(dòng)了編程教育的普及。2013年,歐洲信息學(xué)和計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)呼吁變革傳統(tǒng)的中小學(xué)課程結(jié)構(gòu),為編程課程騰出一席之地。2014年,尚未脫歐的英國規(guī)定小學(xué)一年級就要“強(qiáng)制性”學(xué)習(xí)編程,這標(biāo)志著歐盟新一輪編程課程改革正式拉開帷幕。之后,克羅地亞、馬耳他等16個(gè)國家也制定了編程課程改革的政策,將編程納入國家或地方級別的課程[4]。例如,馬耳他數(shù)字化學(xué)習(xí)部門發(fā)布《計(jì)算作為核心權(quán)力框架》(Computing as A Core Entitlement Framework),指出要在幼兒園至十一年級引入編程內(nèi)容;奧地利要求學(xué)生從幼兒園開始學(xué)習(xí)編程基礎(chǔ)概念,小學(xué)三年級開始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程[5]。編程與計(jì)算思維教育引入中小學(xué)階段已成為歐盟國家計(jì)算機(jī)課程改革的主要趨勢,截至2022年,已有20多個(gè)歐盟國家將編程與計(jì)算思維寫入了國家或地方課程標(biāo)準(zhǔn)。
2 編程課程的目標(biāo)指向
隨著智能技術(shù)的發(fā)展,編程課程的教學(xué)目標(biāo)陸續(xù)從掌握基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)操作,轉(zhuǎn)變?yōu)檎莆者m應(yīng)社會(huì)發(fā)展所必需的能力。2012年,英國皇家學(xué)會(huì)發(fā)布《關(guān)閉還是重啟:英國學(xué)校計(jì)算的前進(jìn)之路》(Shutdown or Restart: The Way Forward for Computing in UK Schools)報(bào)告,指出目前的計(jì)算課程主要講授的是基本的數(shù)字處理技能,學(xué)生并未實(shí)現(xiàn)所期待的思維與技能增長[6]。教育當(dāng)局者也意識到在復(fù)雜多變的數(shù)字化世界,學(xué)生必須具備與智能系統(tǒng)交互的知識和技能,以及面向未來社會(huì)的數(shù)字能力。正如經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織所述:我們必須要比過去更加重視數(shù)字素養(yǎng)、高階思維能力的發(fā)展[7]。而計(jì)算思維內(nèi)涵的明晰為編程課程發(fā)展提供了明確的目標(biāo)指向。實(shí)際上,早在1980年,西蒙·派珀特就在其著作《頭腦風(fēng)暴:兒童、計(jì)算機(jī)及充滿活力的創(chuàng)意》(Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas)中提出“計(jì)算思維”一詞,指在編程實(shí)踐中形成的心理技能,但此時(shí)僅應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域[8]。2006年,周以真[9]以其獨(dú)特視角洞見了計(jì)算思維的價(jià)值內(nèi)涵,指出其涵蓋問題解決、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及理解人類行為等一系列思維活動(dòng)。此后,計(jì)算思維作為一種通用“思維”技能被推廣至各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。
至此,世界也掀起了指向計(jì)算思維發(fā)展的中小學(xué)編程課程改革動(dòng)向,為中小學(xué)編程課程普及化發(fā)展提供了新的著力點(diǎn)。例如,法國、葡萄牙等國家在課程標(biāo)準(zhǔn)中明確將計(jì)算思維作為編程課程的培養(yǎng)目標(biāo),并將編程作為普通學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。雖然歐盟部分國家的政策中沒有明確提及“計(jì)算思維”,但均出現(xiàn)了關(guān)于計(jì)算思維各維度技能的表述[10]。例如,愛沙尼亞的技術(shù)素養(yǎng)與算法思維;瑞典的數(shù)字能力與算法思維;瑞士、克羅地亞的分析性思維與創(chuàng)造性解決問題的能力。同時(shí),歐盟各國還達(dá)成了低年段孕育學(xué)生思維、高年段培養(yǎng)學(xué)生能力的共識,近三分之二的歐盟國家希望通過編程課程提高學(xué)生適應(yīng)未來數(shù)字化生活的能力和就業(yè)能力。據(jù)此,本研究梳理并總結(jié)了歐盟國家編程課程的培養(yǎng)目標(biāo)指向,如表1所示。
3 編程課程的設(shè)置特點(diǎn)
歐盟各國的編程課程以不同形式存在于教育體系中。隨著編程教育重要性的明確,部分國家設(shè)置了獨(dú)立的編程課程。2016年,歐盟校園網(wǎng)(European Schoolnet)的調(diào)查顯示:歐盟已有12個(gè)國家在地區(qū)或?qū)W校設(shè)立了編程/計(jì)算(Programming/Computing)課程,但大多數(shù)國家是將編程作為信息學(xué)(Informatic)/信息技術(shù)(Information Technology)/計(jì)算機(jī)科學(xué)(Computer Science)課程的一部分。歐盟部分國家并未設(shè)置獨(dú)立的計(jì)算機(jī)科學(xué)類課程,其編程課程主要以學(xué)科融合的形式存在。例如,瑞典、法國的數(shù)學(xué)學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)包括編程技能;比利時(shí)要求學(xué)生使用編程建立解決數(shù)學(xué)、地理問題的模型,真正體現(xiàn)“編碼助學(xué)”的教育理念。同時(shí),受傳統(tǒng)課程體系的影響,還有歐盟部分國家將編程作為一種跨學(xué)科活動(dòng),在基礎(chǔ)教育階段所有的學(xué)科中講授,如西班牙的教育指南強(qiáng)調(diào)編程屬于交叉課程,所有教師都要肩負(fù)培養(yǎng)學(xué)生編程技能的責(zé)任。總而言之,與特定學(xué)科融合的編程課程和跨學(xué)科整合的編程課程為歐盟各國發(fā)展編程教育提供了新思路,甚至在全球范圍內(nèi)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
此外,編程課程在中小學(xué)的課程性質(zhì)界定也是歐盟各國的核心關(guān)切,對于如何將編程安置于學(xué)校課程中,歐盟各國給出了不同回應(yīng)。例如,斯洛伐克、波蘭等國家大膽探索,徹底改變原有的編程課程體系,在義務(wù)教育階段實(shí)行編程“必修化”政策。匈牙利、葡萄牙等國則在改革之初保持觀望態(tài)度,將編程作為初中生的選修科目,到高中階段則采用“必修+選修”結(jié)合的形式,為技術(shù)類或有特殊天分的拔尖人才提供必修編程課程,并作為高等教育入學(xué)選拔的參考。大多數(shù)歐盟國家采用“小學(xué)必修+中學(xué)選修”結(jié)合的形式,如西班牙的編程課程在小學(xué)六年級之前屬于必修課程,初中則納入選修行列;克羅地亞編程課程在小學(xué)五、六年級屬于必修課,其他年級則由學(xué)校自主選擇是否開設(shè)。同時(shí),編程作為一種專業(yè)技能在職業(yè)教育中的地位不可忽視,歐盟高中職業(yè)教育通常會(huì)開展必修的編程課程。編程強(qiáng)制性必修的歐盟國家在初高中階段會(huì)對編程課程進(jìn)行普通和職業(yè)性質(zhì)的教育分層、分流,如捷克、保加利亞等國家的中等職業(yè)學(xué)校會(huì)提供普通的編程選修課程與職業(yè)化的編程必修課程。據(jù)此,本研究梳理了歐盟國家編程課程的主要特征,如表2所示。
二 歐盟各國中小學(xué)編程課程的主要樣態(tài)
歐盟各國的教育體系與政策落實(shí)存在差異,致使各國編程課程以不同的形式存在,進(jìn)而形成不同的編程課程樣態(tài)。具體而言,歐盟主要包括一體化銜接的獨(dú)立編程課程體系、與基礎(chǔ)教育階段特定學(xué)科內(nèi)容融合的編程課程、“聯(lián)合”所有學(xué)科的跨學(xué)科編程課程,以及政府、企業(yè)、學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)共同參與的編程項(xiàng)目。
1 形態(tài)自立:“獨(dú)當(dāng)一面”的編程課程體系
以獨(dú)立形態(tài)存在的編程課程多集中于具備計(jì)算機(jī)科學(xué)教育歷史的國家,這些國家立足于高等教育階段的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程并向基礎(chǔ)教育階段延伸,以打造一體化銜接的編程課程體系。其中,德國自20世紀(jì)70年代初就在高中引入計(jì)算機(jī)科學(xué)課程,是較早普及編程教育的國家之一[11]。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的探索,如今德國在課程形態(tài)與人才培養(yǎng)方面呈現(xiàn)出獨(dú)當(dāng)一面的體系架構(gòu)。在課程形態(tài)上,德國以獨(dú)立的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程講授編程。同時(shí),德國的初中階段推出了“三軌制”的課程體系,包括“學(xué)術(shù)軌道”“綜合軌道”“職業(yè)軌道”:學(xué)術(shù)軌道和綜合軌道旨在為學(xué)生提供更廣泛的綜合性教育,編程課程通常以選修形式開展,講授基本的編程知識和計(jì)算機(jī)操作,但面向?qū)幊逃刑厥馀d趣及天賦的學(xué)生,會(huì)開設(shè)必修的編程課程;職業(yè)軌道旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握特定領(lǐng)域和職業(yè)的技能,學(xué)生還可以參加“學(xué)徒制”來獲得編程領(lǐng)域的職業(yè)資格證書。相比之下,波蘭編程教育發(fā)展時(shí)間雖不長,但已初步形成“大規(guī)模培養(yǎng)”與“小規(guī)模拔尖”相結(jié)合的培養(yǎng)體系:波蘭的“大規(guī)模培養(yǎng)”面向基礎(chǔ)教育階段,其開設(shè)了獨(dú)立的信息學(xué)課程,并要求所有年級每周至少開展一小時(shí)的編程活動(dòng);“小規(guī)模拔尖”則主要依賴于“信息技術(shù)錦標(biāo)賽中心項(xiàng)目”,該項(xiàng)目由歐盟和歐洲區(qū)域發(fā)展基金會(huì)共同舉辦,旨在培養(yǎng)中小學(xué)生的編程能力[12]?!靶畔⒓夹g(shù)錦標(biāo)賽中心項(xiàng)目”涉及波蘭全國各地的652所學(xué)校,該項(xiàng)目會(huì)從參與學(xué)校中挑選具有編程天賦的小學(xué)4~6年級、初中7~8年級學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng),以編程競賽的形式促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維與算法能力的提升。簡言之,波蘭和德國根據(jù)學(xué)生的興趣與天賦打造以“必修+選修”相結(jié)合的編程課程培養(yǎng)體系,同時(shí)其培養(yǎng)分流機(jī)制涵蓋了編程類人才輸出的各種可能路徑,進(jìn)而形成了獨(dú)當(dāng)一面的人才培養(yǎng)體系。
2 學(xué)科融合:“融會(huì)貫通”的編程思想理念
作為“人造系統(tǒng)”,計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯運(yùn)算和問題解決方式與數(shù)學(xué)、工程學(xué)有異曲同工之妙,而編程作為“外在”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“內(nèi)在”表達(dá)方式,更是離不開數(shù)學(xué)、工程學(xué)等專業(yè)知識。歐盟的多個(gè)國家也早已洞悉編程與基礎(chǔ)教育階段特定學(xué)科間的聯(lián)系,并從政策與實(shí)踐的雙重視角促進(jìn)編程與特定學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)相融合。其中,芬蘭作為當(dāng)前編程課程整合度最高的國家,早已將編程融入中小學(xué)階段的數(shù)學(xué)、勞動(dòng)教育、手工學(xué)科,促進(jìn)編程與學(xué)科的協(xié)同發(fā)展[13]。例如,芬蘭1~12年級的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了編程教育的培養(yǎng)目標(biāo),從運(yùn)用編程學(xué)習(xí)簡單數(shù)學(xué)知識逐步過渡到運(yùn)用算法編寫程序輔助高難度數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí)[14]。芬蘭的勞動(dòng)教育和手工課程,要求學(xué)生利用編程技術(shù)賦予手工制作的物品自動(dòng)化交互的功能。此外,瑞典也是將編程與特定學(xué)科融合的代表國家。2015年,瑞典政府敦促國家教育局重新編制基礎(chǔ)教育階段的課程標(biāo)準(zhǔn),明確要在各學(xué)科中引入編程內(nèi)容,由此瑞典的數(shù)學(xué)與公民學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也融入了編程目標(biāo),要求學(xué)生在不同的編程環(huán)境中編寫程序以解決數(shù)學(xué)問題[15],并掌握社交平臺(tái)中的媒體信息。歸根結(jié)底,以芬蘭和瑞典為代表的這種融合都是建立在編程與特定學(xué)科秉持相同理念的基礎(chǔ)之上,即這些學(xué)科的問題解決方式、算法邏輯、建模分析原理都與編程一致。在此基礎(chǔ)上,融入特定學(xué)科的編程課程,超越了單一的學(xué)科學(xué)習(xí)與計(jì)算機(jī)編碼實(shí)踐,能培養(yǎng)學(xué)生解決不同學(xué)科領(lǐng)域問題的能力;而融入編程的學(xué)科課程能緊跟時(shí)代發(fā)展并與之接軌,甚至可以借助編程思維“反哺”學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。
3 跨學(xué)科整合:“聯(lián)合創(chuàng)生”的編程共同語言
編程學(xué)習(xí)具有“反賦能”(Reflexive)的作用,即將編程與其他領(lǐng)域邏輯知識相結(jié)合進(jìn)行學(xué)習(xí)要比單獨(dú)學(xué)習(xí)每個(gè)領(lǐng)域更容易[16],因此西蒙·派珀特終其一生致力于將“編程助學(xué)”的思想應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)實(shí)踐。究其根本,利用編程解決學(xué)科問題既能提高學(xué)科的學(xué)習(xí)成效,又能將抽象的編程知識具象化。因此,跨學(xué)科形式也是提高學(xué)生編程技能的可能路徑,而歐盟各國也遵循這種路徑開展了不同程度的整合。實(shí)際上,以跨學(xué)科形式將編程融入基礎(chǔ)教育課程是芬蘭一直以來的教育傳統(tǒng)。2014年,芬蘭基礎(chǔ)教育國家核心課程指出要以培養(yǎng)學(xué)生的橫向能力作為所有課程的共同目標(biāo),這也成為跨學(xué)科整合編程的出發(fā)點(diǎn)?;诖?,芬蘭采用“現(xiàn)象式學(xué)習(xí)”方式開展編程教學(xué),讓學(xué)生通過與現(xiàn)象的具身交互深化對不同學(xué)科知識的理解。馬耳他于2018年頒布小學(xué)1~6年級《學(xué)習(xí)成果框架》(Learning Outcomes Framework),其中包括必修的編程跨學(xué)科主題活動(dòng),并指出編程技能不僅僅是某些學(xué)科的專屬教學(xué)內(nèi)容,也是需要所有學(xué)科共同培養(yǎng)的技能。此外,德國州教育部于2016年發(fā)布《教育計(jì)劃2016》(Bildungspl?ne 2016)報(bào)告,要求基礎(chǔ)教育階段的所有學(xué)科都要納入編程知識,如在自然科學(xué)與技術(shù)學(xué)科中,將編碼、算法原理作為課程的一部分;在數(shù)學(xué)科目中,要求學(xué)生通過編程完成數(shù)據(jù)提取與分析。實(shí)際上,跨學(xué)科編程課程是將編程作為一種“共同語言”在不同學(xué)科中講授。編程具備的強(qiáng)大計(jì)算能力是各學(xué)科都需要的,如能解決數(shù)學(xué)學(xué)科中的計(jì)算問題;能計(jì)算物理中物體運(yùn)動(dòng)的軌跡;能分析語文學(xué)科中大量文本數(shù)據(jù)之間的情感關(guān)系。由此可見,以跨學(xué)科方式講授的編程語言,能讓學(xué)生深入理解編程在不同學(xué)科領(lǐng)域中的共通之處,從而打破只在信息科技課程講授編程的局限性。同時(shí),編程與所有學(xué)科課程的“聯(lián)合”能增加學(xué)生學(xué)習(xí)編程的機(jī)會(huì),對學(xué)校編程課程體系而言也是一種“顛覆性”的創(chuàng)生。
4 全民參與:“政企學(xué)研”支持的編程項(xiàng)目
編程進(jìn)入中小學(xué)課堂已成為歐盟甚至世界大多數(shù)國家深化編程課程改革的首要選擇,但個(gè)別國家的編程課程改革尚未上升到國家課程的頂層設(shè)計(jì)層面,而是作為項(xiàng)目式活動(dòng)在中小學(xué)課堂內(nèi)外開展,意大利、愛沙尼亞便屬于此類國家。意大利官方雖未將編程與計(jì)算思維納入國家課程標(biāo)準(zhǔn)中,但其教育部與地方學(xué)校層面仍支持各種編程活動(dòng)的開展,歐盟代碼周(Code Week)便是意大利全國范圍內(nèi)流行的大規(guī)模編程活動(dòng),該活動(dòng)旨在幫助學(xué)生掌握計(jì)算思維、編程、機(jī)器人技能[17]。意大利于2014年開始參與歐盟代碼周,開展編程教育的掃盲運(yùn)動(dòng),并于2021年實(shí)現(xiàn)普及化的全覆蓋。此外,歐盟代碼周還為意大利教師提供免費(fèi)的課程培訓(xùn),助力教師將編程融入音樂、語言學(xué)學(xué)科。受益于歐盟代碼周項(xiàng)目,意大利的編程課程體系在教育部門及學(xué)校教師的協(xié)同下蓬勃發(fā)展。愛沙尼亞雖然并未設(shè)立獨(dú)立編程課程,也未明確在哪些學(xué)科內(nèi)融入編程,但其編程活動(dòng)的普及化程度非常高,這是因?yàn)閻凵衬醽喼行W(xué)編程課程依托于一項(xiàng)編程項(xiàng)目——Proge Tiger,該項(xiàng)目旨在提升中小學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決實(shí)踐問題的能力[18]。該項(xiàng)目由愛沙尼亞教育研究部與教育信息技術(shù)基金會(huì)于2012年共同發(fā)起,多家教育科技公司參與其中,共同服務(wù)愛沙尼亞的中小學(xué)課堂。Proge Tiger項(xiàng)目為師生提供了詳細(xì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,其中小學(xué)階段以圖形化與機(jī)器人編程為主,要求學(xué)生在不同學(xué)科(音樂、數(shù)學(xué)、物理)中開展編程活動(dòng);而在初高中與職業(yè)教育階段,學(xué)生可以選擇學(xué)習(xí)編程語言(如Python、JavaScript)、3D圖形、游戲制作、網(wǎng)頁制作等,為未來計(jì)算機(jī)職業(yè)選擇與發(fā)展做準(zhǔn)備[19]。Proge Tiger項(xiàng)目為在職教師提供全方位的教師培訓(xùn)和詳細(xì)的教學(xué)指南,以便教師能在課堂中迅速展開編程教學(xué)[20]。愛沙尼亞編程課程在政府組織、社會(huì)團(tuán)體、研究機(jī)構(gòu)以及學(xué)校的協(xié)同配合下得以有序開展。由此可見,編程教育的全面落地和長效發(fā)展需要政府、企業(yè)、學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)的廣泛支持與協(xié)同參與。
三 對我國中小學(xué)編程課程體系構(gòu)建的啟示
通過對歐盟各國編程課程的發(fā)展路徑和課程主要樣態(tài)進(jìn)行梳理與描繪,本研究結(jié)合我國編程教育發(fā)展的問題與訴求,從編程人才培養(yǎng)體系完善、編程課程發(fā)展理念革新、編程教育生態(tài)構(gòu)建和教師編程能力專業(yè)化培訓(xùn)方面提出針對性建議,以促進(jìn)我國編程教育的長效發(fā)展。
1 探索“必修+選修”拉鏈?zhǔn)秸n程,滿足天賦型與興趣型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求
我國義務(wù)教育階段編程教育的“入口”和“出口”問題同樣值得深思。習(xí)近平總書記在黨的二十大報(bào)告中明確指出,要統(tǒng)籌推進(jìn)教育、科技、人才“三位一體”,著力造就拔尖創(chuàng)新人才[21]。因此,學(xué)校編程課程體系也應(yīng)當(dāng)考慮全方位育人的目標(biāo),滿足天賦型與興趣型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,一方面為國家培養(yǎng)專業(yè)化的編程類拔尖創(chuàng)新人才,另一方面培養(yǎng)全民普及的計(jì)算思維素養(yǎng):首先,可以參考?xì)W盟國家“必修+選修”結(jié)合的編程課程形式,重視和穩(wěn)固信息科技課程在小學(xué)階段的必修課程地位,開展必修的編程知識普及化課程;而在初中和高中階段開展選修的專業(yè)化編程技能拔尖課程。其次,在崇尚編程“育思維”的素養(yǎng)教育時(shí)代,我們也不應(yīng)忽視編程職業(yè)技能的發(fā)展路徑。正如德國教育家卡爾·雅斯貝爾斯所說:“真正的教育不是期望每個(gè)人都成為富有真知灼見的思想家,教育的過程是讓受教育者在實(shí)踐中自我操練、自我學(xué)習(xí)、自我成長?!币虼耍梢栽谛畔⒖萍颊n程中融入以編程職業(yè)技能培養(yǎng)為導(dǎo)向的內(nèi)容,為學(xué)生提供學(xué)術(shù)路徑和職業(yè)路徑兩種選擇。同時(shí),還可以提供與職業(yè)技能有關(guān)的培訓(xùn)項(xiàng)目,為學(xué)生深入了解信息科技和編程領(lǐng)域的未來發(fā)展提供機(jī)會(huì)。最后,對于天賦型的編程類拔尖創(chuàng)新人才,更應(yīng)做好教學(xué)分流舉措,提供更具個(gè)性化的制度保障。具體而言,可以參考波蘭的“小規(guī)模拔尖”項(xiàng)目,突破“循規(guī)蹈矩”的傳統(tǒng)教育制度束縛,讓學(xué)生的編程天賦得以釋放并使其在自己擅長的領(lǐng)域內(nèi)不斷成長。綜上,在我國中高考分流的教育視域下,編程教育發(fā)展的關(guān)鍵步驟就在于完善編程教育職業(yè)化分流機(jī)制、打造貫通銜接式的編程人才培養(yǎng)課程體系。
2 發(fā)展多學(xué)科視閾編程課程體系,推進(jìn)編程與傳統(tǒng)學(xué)科課程融合
中小學(xué)編程教育已成為各國基礎(chǔ)教育發(fā)展的著力點(diǎn)。為此,我國不斷出臺(tái)發(fā)展編程教育的相關(guān)政策,2017年國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》,明確提出小學(xué)階段要逐步推廣編程課程,這標(biāo)志著編程教育正式進(jìn)入引起國家層面的關(guān)注[22]。2022年,教育部頒布新修訂的義務(wù)教育階段“信息科技”課程標(biāo)準(zhǔn),雖然將計(jì)算思維規(guī)定為四大核心素養(yǎng)之一,卻并未提及編程[23]??梢?,當(dāng)前的首要任務(wù)是,國家教育部門需從頂層設(shè)計(jì)層面制定明確的政策框架,落實(shí)編程教育在信息科技類課程與學(xué)校課程體系中的重要地位,并在基礎(chǔ)教育各年段的課程計(jì)劃中編制合適的編程活動(dòng)。其次,編程教育和計(jì)算思維的綜合性與數(shù)學(xué)思維、科學(xué)中的工程技術(shù)領(lǐng)域緊密相連,這決定了編程教育的發(fā)展不能僅局限于“信息科技”學(xué)科這座“孤島”,因此教育部門應(yīng)從理念上進(jìn)行創(chuàng)新,明確編程教育培養(yǎng)需要義務(wù)教育階段多學(xué)科的協(xié)同,大力推廣融合傳統(tǒng)學(xué)科課程的“編程+X”教學(xué)模式。最后,考慮到學(xué)生從解決問題的實(shí)踐過程中所獲得的知識才最有價(jià)值,而編程與各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的融合不僅為學(xué)生提供了“具象化”抽象編程概念的實(shí)踐場所,還為學(xué)生編程能力與學(xué)科學(xué)習(xí)的協(xié)同發(fā)展、共生互惠提供了機(jī)會(huì)。因此,教育部門應(yīng)聯(lián)合高等院校、中小學(xué)院校重點(diǎn)突破如何將編程課程“安置”到所有學(xué)科內(nèi)容中的難題,開發(fā)出編程內(nèi)容與學(xué)科內(nèi)容有機(jī)融合的貫通式教材??偠灾?,無論從哪種角度出發(fā),都應(yīng)當(dāng)推廣“編程+X”學(xué)科的發(fā)展。
3 打破編程課程校本化開發(fā)的局限,構(gòu)筑校企協(xié)同的編程教育新生態(tài)
長期有序發(fā)展的編程教育生態(tài)構(gòu)建需要國家、學(xué)校和社會(huì)各方的共同配合。歐盟各國編程課程體系大多設(shè)有專業(yè)的編程教育委員會(huì)或非營利性組織,以起到宏觀統(tǒng)籌與彌足調(diào)節(jié)編程教育發(fā)展方向的作用。同時(shí),部分編程教育企業(yè)也會(huì)參與到編程科技平臺(tái)開發(fā)和學(xué)校編程課程研發(fā)中,為學(xué)校編程教育的發(fā)展進(jìn)行有益補(bǔ)充,覆蓋愛沙尼亞全國的Proge Tiger項(xiàng)目就給出了最有力的證明??紤]到目前我國的編程教育課程體系發(fā)展尚未成熟,并且學(xué)校的編程教材較為零碎,因此可以:首先,編程教育企業(yè)可以參與到中小學(xué)院校的編程教材、課程開發(fā)中,借鑒國際上編程教育實(shí)踐的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn),解決我國中小學(xué)院校校本課程體系的滯后性問題,同時(shí)根據(jù)學(xué)校各年段的教育目標(biāo)和課程目標(biāo),開發(fā)一體化銜接的編程課程體系和編程實(shí)踐計(jì)劃。其次,中小學(xué)院??梢耘c企業(yè)通力合作,形成“以企帶校,校企協(xié)同”的特色發(fā)展模式,尤其是隨著國家“雙減”政策的落實(shí),促使學(xué)科類培訓(xùn)行業(yè)紛紛向編程教育行業(yè)轉(zhuǎn)型,其中不乏已形成完備編程課程體系的企業(yè)。這類企業(yè)可以為辦學(xué)條件不足的學(xué)校提供課程支持和編程工具支持,包括編程軟件、在線學(xué)習(xí)資源等;學(xué)校則可以為企業(yè)提供編程課程實(shí)踐的場所,根據(jù)教學(xué)結(jié)果反饋進(jìn)一步完善編程課程。最后,企業(yè)可以定期為中小學(xué)生提供參與編程實(shí)踐項(xiàng)目的機(jī)會(huì),由企業(yè)員工進(jìn)行輔導(dǎo),幫助學(xué)生應(yīng)用編程知識來解決實(shí)際問題。總而言之,編程教育企業(yè)作為培養(yǎng)國家基礎(chǔ)教育科技人才、拔尖創(chuàng)新人才的重要途徑,應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)的使命與擔(dān)當(dāng),為我國編程教育的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
4 重視教師編程能力專業(yè)化培訓(xùn),完善教學(xué)材料支撐的配套設(shè)施
多學(xué)科協(xié)同發(fā)展編程不僅對學(xué)科內(nèi)容融合提出了更高的要求,也對所有學(xué)科教師的數(shù)字素養(yǎng)能力和編程能力提出了新的要求。我國教育部門同樣指出,為了更好地適應(yīng)智能時(shí)代的教學(xué),教師數(shù)字素養(yǎng)的提升迫在眉睫[24]。因此,所有學(xué)科教師首先要完成教學(xué)理念上的轉(zhuǎn)變,明晰自己肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生編程能力的責(zé)任,這是編程教學(xué)能否落實(shí)的基礎(chǔ)。其次,“用編程學(xué)”和“編程助學(xué)”的前提是教師在課堂中要學(xué)會(huì)“用編程的方式教”,因此學(xué)校和教育部門應(yīng)多方協(xié)作制定教師專業(yè)能力培訓(xùn)的計(jì)劃,幫助教師學(xué)會(huì)“用編程教”;還要為教師提供教學(xué)工具與配套設(shè)施的支持,掃除編程活動(dòng)實(shí)施的一切障礙。此外,教師在編程教學(xué)中不應(yīng)拘泥于單一的編程形式,應(yīng)積極探索計(jì)算機(jī)化編程方式與非計(jì)算機(jī)化編程方式融合的編程教學(xué)模式[25]。再次,編程與學(xué)科內(nèi)容的融合對學(xué)科教師的能力與教學(xué)法也提出了更高的要求,教師要避免學(xué)生對編程語句的機(jī)械記憶,通過教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容幫助學(xué)生“表達(dá)”在腦海中建立的算法邏輯與運(yùn)行步驟。最后,構(gòu)建編程教學(xué)數(shù)字化資源共享平臺(tái),不僅可以為教師提供優(yōu)質(zhì)的課程資源、教學(xué)案例、課程材料和多種資源組合使用的可能,還可以作為教師之間相互討論教學(xué)策略、教學(xué)實(shí)踐方案的場所,從而促進(jìn)編程教育領(lǐng)域內(nèi)的合作共享,進(jìn)一步提高編程教學(xué)質(zhì)量??傊?,完善教師專業(yè)化能力培訓(xùn)機(jī)制,也是我國編程教育發(fā)展和推廣的關(guān)鍵之所在。
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The Development Path of Programming Curricula in Primary and Secondary Schools in the European Union and Its Implications
Abstract: With the development of digital era, the importance of paragramming skills has been self-evident important, but the construction of programming curriculum system is the main is the main crux of the long-term development of programming education in our country. As the source of the development of global programming education, the EU has shown a “phenomenal” chain reaction in the long-term development. Based on this, the paper firstly analyzed the popularization development process, goal orientation, and setting characteristics of programming curricula in the EU. Then, the main patterns of programming curricula in the EU countries were summarized, which included morphologically independent programming courses, programming courses incorporating disciplinary standards, co-created interdisciplinary programming courses, and government-enterprise-academia-research programming courses with participation of the whole people. Finally, based on the tracking and description of the development path and main patterns of programming courses in the EU, this paper was expected to provide suggestions for Chinas programming education practical development, including the construction of “compulsory + elective” zipper programming courses form, the development of programming course systems withmulti-disciplinary perspective, the construction of a consistent programming education ecology in collaboration with the government, enterprises, and schools, and the emphasis on the professional training of programming ability of teachers in different disciplines. Through studying the development of programming curriculum in EU, this paper was expected to provide enlightenment and reference for the development of programming education in Chinese primary and secondary schools.
Keywords: EU; primary and secondary schools; programming curriculum; course format