基于STEAM教育理念的少儿编程教育研究

徐建华 李晓明 顾问 李菲

摘要：“智能+”时代，社会成员需要具备科学、技术、工程、艺术、数学等方面的核心素养[1]。编程带来的思维方式对少儿思维性格塑造能够产生积极影响，可以有效促进核心素养的提高。针对少儿编程教育中存在培养路径不清晰问题，阐述了少儿编程的重要意义，分析了少儿编程教育现状，论述了STEAM与少儿编程内在关联性，提出了适应少儿不同的学习阶段的编程教育方法，实践结果表明该方法可以稳步提高少儿的核心素养，为素质教育提供了一种重要的新模式。

关键词：智能+;少儿编程;STEAM;核心素养;编程思维

中图分类号：TP391   文献标识码： A

文章编号：1009-3044（2020）28-0168-02

“智能+”时代，少儿编程教育成为教育深化改革的发力点。发达国家开始倡导少儿学习编程。比如新加坡在中小学考试中加入了编程内容，日本计划在小学将编程课设为必修课程，美国打算在中小学普及编程教育，英国规定少儿必须学习编程。国内，2017年3月，人工智能首次被写入国务院《政府工作报告》，人工智能正式进入国家战略层面;2017年5月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出，实施全民人工智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、推广编程教育、支持开展人工智能竞赛。综上所述，为了国家未来发展，少儿编程教育势在必行。

1少儿编程重要意义

少儿编程学习重在少儿编程思维的培养。编程思维就是培养孩子发现问题、思考问题、解决问题的能力，小到做数学应用题，大到职业生涯规划，都涉及编程思维。掌握编程思维可以提高解决问题的效率。美国苹果公司创始人特别强调要学习编程，因为掌握了编程就了解了一种先进的思考方式。给孩子培养编程思维，其实并不是教孩子学编程语言，而是在于如何培养其逻辑思维能力，让孩子了解程序背后的逻辑和算法。某种意义上讲，谁缺乏编程思维谁就是“智能+”时代的“文盲”。因此，少儿掌握编程思维，不是为了将来从事软件开发职业，而是为了更好地适应智能社会。在培养编程思维过程中，少儿的科学、技术、工程、艺术、数学等方面的核心素养在无形之中得到提高。

2少儿编程教育现状分析

根据国内外对少儿编程教育的重视，不少教师纷纷开始尝试少儿编程教育。张子济[2]研究了在小学信息技术课教学中加入Scratch编程教学内容的一些策略;徐蓓玲[3]等融合了STEAM理念和Scratch少儿编程，开发了"打地鼠"游戏，基于6E设计型学习模式从参与、探究、解释、工程、深化、评价六个方面对课堂教学活动进行设计，小学生创新思维能力和问题解决能力得到较好的培养;马宗兵[4]总结出学习Scratch编程的若干好处——培养逻辑思维能力、提高学习主动性、激发创造力;蒋磊提出学生在教师的引领下，通过Scratch编程课设计程序，在玩中学、玩中教，激发对编程的兴趣，培养创新思维和用计算机解决问题的能力[5];陈前永[6]提出了在小学开展Python教学的实施路径和策略。以上从不同的角度对少儿编程教育進行了研究，但缺乏一个较为清晰的少儿编程教育方法，需要进一步开展相关研究。

3 STEAM与少儿编程内在关联性

STEAM=Science（科学）+ Technology（技术）+ Egineering（工程）+ Arts（艺术）+ Maths（数学），STEAM着重培养多种综合能力，跨学科能力，追求科学知识，技术，工程，艺术，数学等学科综合，鼓励和培养小朋友在多方面全面发展，单一型人才转变为综合性人才。美国在推进基础教育改革的过程中，不断提高对STEAM教育的重视程度，甚至将其视为一种国家战略[7]。美国项目引路计划（Project Lead The Way，简称PLTW）是STEAM课程的主要提供者，PLTW及其学校遍及全美50多个州郡，PLTW还和高校、中等学校合作开展STEAM教育[8]。在PLTW当中，课程从K5到中学（Middle School）、高级中学（High School）。STEAM教育体现了世界教育发展的趋势。近年来，国内也开始强调STEAM教育模式的探索。中国学生发展核心素养以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养[9]。STEAM教育与核心素养对接是我国教育改革的必然趋势。STEAM与核心素养在多个方面较为一致。少儿编程作为STEAM教育公认的一环，少儿编程融合硬件图形编程，软件编程，3D图形建模，数学计算正好对应STEAM各方面，少儿编程是STEAM教育的最有效的载体。

4适应少儿不同的学习阶段的编程教育方法

根据少儿不同学习阶段，选择合适的编程语言及教育方法十分必要。计算机编程语言有很多种，常用的有C、Java、C++、Python等等。在STEAM教育理念下，根据幼儿园、小学、中学不同学习阶段，分别采用适合相应年龄特点的编程工具或编程语言进行编程思维训练。

4.1 幼儿园阶段

人类逻辑思维能力形成的关键期大概在幼儿园学习阶段，所以，逻辑思维能力越早培养越好，少儿编程就是培养孩子思维能力的一个比较好的手段[10]。ScratchJr由MIT媒体工作室开发的一种编程工具软件，可以无偿供全世界孩子使用。该工具已经有iOS平板版本和安卓平板版本，使用起来非常简易，界面非常友好，很适合幼儿使用。因为ScratchJr应用操作起来比较简单，所以家长一般都具备使用ScratchJr开展编程启蒙教育的能力。统计结果表明，幼儿园孩子接触了简易的编程，能够有效促进对颜色、形状、声音、数字的感性认知。

4.2 小学阶段

小学阶段的孩子的认知能力比幼儿园阶段有了进一步提升，并且具有了数学、语文、英语、音乐、美术、体育等学科的知识能力。这一阶段的孩子需要编写一定难度的程序，实现特定的功能。Scratch完全可以胜任小学阶段的编程需求。Scratch项目始于2003年，是一款开源的儿童编程工具，由MIT媒体工作室的终身幼儿园团队完成。随着学习编程的少儿越来越多，在TIOBE世界编程语言排行榜中，Scratch语言从2019年的第30名到2020年的第17名。教育者采用Scratch开展编程教育，必须具备一定的编程能力。因此，小学阶段使用Scratch学习编程，一般需要参加专业的培训班。目前知名的少儿编程教育平台有编程猫、核桃编程、小码王等等。通过调查可以看到，学习编程可以有效提升小学生动手能力、问题解决能力、团队协作能力、设计思维，以及创新能力。