防疫常态化趋势下少儿编程平台的管理员模块设计与开发文献综述

 2022-08-13 10:06:07

一、文献综述

  1. 国内外研究现状

关于少儿编程教育概念和发展现状的研究。国外研究中同样存在对计算机教育概念群中各概念的混淆状况,因此,许多学者从概念的界定为起点,构建计算机教育研究的体系。戴梅尔·莱昂内尔(Deimel Lionel)将专业的软件工程教育与广义上的计算机科学教育相区分,认为计算机科学更偏向数学,软件工程则是应用计算机科学知识和工程方法生成有用的软件,处理社会性问题。而两者都存在编程教育缺失的问题,增设编程教学是两者都应该采取的下一步措施[1]。彼得·米切兹(Peter Micheuz)以奥地利学校系统为背景,进一步对信息技术(Information Technology,IT)、信息通信技术(Information and Communication Technology,ICT)和信息学(Informatics)进行了界定,指出信息学更富有政治意义,信息通信技术强调在所有工作和学习活动中应用和整合概念性理解和信息学方法[2]。卡菲·亚斯敏(Kafai Yasmin)、辛西娅·塞尔比(Cynthia C.Selby)等学者对计算思维的概念发展做了梳理,将其与编程教育、计算机科学联系起来,探讨他们之间的关系和教学应用。里昂·斯特林(Leon Sterling)、塔玛拉·霍姆伦德(Tamara D.Holmlund)等学者从STEM (Science Technology Engineering Mathematics,STEM)角度理解编程教育,认为它是促进理解周围的数字世界以及提高生产力和创新的重要工具。

关于少儿编程教育的外部环境研究。国外对少儿编程教育的外部环境研究包括对其教育政策的解读,少儿编程教育的跨学科整合研究。社会支持是美国少儿编程教育始终走在前端的一大原因,他们很早就意识到学校教育有所局限,美国各类社会机构在中小学编程教育中扮演了重要的补充角色,这些社会力量以其投资和影响力来推动优秀的少儿编程教育项目在学校和社区中使用。代码组织联合教育发展中心(Education Learning Center),马萨诸塞州计算机成就网络(Massachusetts Computing Attainment Network)和扩展计算机教育路径(Expanding Computing Education Pathways)等机构每年总结各州在制定州级政策方面取得的进展,这些政策支持公平优质的K-12计算机科学教育,报告侧重于10个优先政策事项的发展,包括国家政策,标准,国家资助、教师认证、教师培养、学校学分等[3]。英国威尔士政府针对编程教育采取了一系列措施,开发数字能力框架(Digital Competence Framework)支持Techno teach等项目,为教师提供有效的持续专业发展支持;推广编程俱乐部等,为威尔士的儿童和年轻人提供在未来经济中取得成功所需的关键数字技能。欧盟于2014年联合欧洲学校网络(European School net)达成欧洲编码倡议(European Coding Initiative),并对各成员国采取的编程教育政策进行了调研,重点关注了各国中小学编程课程的开设情况以及相关政策。

关于我国少儿编程教育的应用研究。随着国内编程教育市场的打开和活动的开展,编程教育的资源建设,应用实践等方面,如何探索适合国内教学环境的编程教育模式成为学者间一个重要的议题。

对编程教育工具的开发和本土化改进是一个亮点,对如儿童拼图式编程机器人裤兜机器人、机器人编程入门教育软件Robo Mind 的功能和特点、教学中的可行性和使用、国外编程工具在我国的合理应用进行研究,是本国的编程课程体系建立的基础[4]

应用实践研究也展现了国内编程教育开展的课堂教学实景,一些中小学编程教育课程的开展教师以自身经验为出发点,通过课堂实例,如《小蜻蜓》的教学设计[4]、《酷猫踢足球》的问题导向教学[5]、《大鱼吃小鱼》计算思维培养教学[6]等都展示了抽象编程如何落实到学科知识点和学生的实际操作中。此外,编程教育的校本开发也占据了重要地位,如何根据本校教材进行编程教育课程框架的设计,通过一个专题覆盖一串知识点,帮助学生构建知识体系,打破学科界限是许多学者关注的问题[7]

国内目前对于Scratch的相关研究起步较晚,存在着教育体系不规范、内部市场竞争激烈等问题。2015年5月18日,中国青少年创客教育联盟成立暨全国首届青少年创客教育论坛在浙江温州实验中学举行[8]。2017年7月,国务院发布《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》,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,鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发[9]。2019年2月23日中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》[11],聚焦面向教育现代化,“强化实践动手能力、合作能力、创新能力的培养” [10]。虽然我国起步较晚,但一系列相关政策正在快速推动着基于Scratch编程的课程带给青少年儿童教育的改变。

  1. 研究主要成果

2.1 少儿编程与机器人嵌入编程相结合

少儿编程在应用于青少年儿童机器人编程的过程当中,有着出色的表现。在青少年儿童使用Scratch相关软件的过程中,其符合青少年习惯的UI界面能够很好的吸引青少年的兴趣,同时能够与市面上的机器人硬件有着良好的结合。并且图形化的编程也打破了传统编程过于抽象的难题。在将少儿编程与机器人结合的实践过程当中,培养了青少年的协作、创新和动手能力。同时,青少年儿童可以通过机器人竞赛进一步得到能力的培养与提升[12]

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