人工智能背景下兒童編程教育的實踐路徑研究

蔡少霖

一、前言

李開復先生在《AI·未來》一書中提出，人工智能的時代已經(jīng)到來，美國和中國將會率先使人工智能應用落地，帶動全球經(jīng)濟發(fā)展。[1]在人工智能和萬物互聯(lián)的時代下，數(shù)字化和計算化逐漸演變成為現(xiàn)代社會的基本特征，對公民的基本素養(yǎng)提出了更高的要求，未來決定個體成功的關(guān)鍵是“機器智商”（Human Machine Intelligence），即人類對機器的理解。[2]如果把機器比作人體，則程序就相當于細胞，想要把機器研究透徹并熟練掌握，則必須掌握程序語言并具備相應的編程能力。赫拉利博士在《未來簡史》中提到，未來人工智能的時代將是算法統(tǒng)治世界，其實算法的背后就是程序語言。[3]當前國際教育正朝著STEAM（科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學）的趨勢發(fā)展，而編程教育是STEAM教育和計算機科學課程的重要內(nèi)容，必須從小開始培養(yǎng)。

2017年7月國務院發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，這個通知的發(fā)布，引起了北上廣深等城市中小學校對人工智能相關(guān)課程的重視，逐步開設(shè)并推廣兒童編程教育。社會資本也開始介入兒童編程教育，各種兒童編程培訓機構(gòu)如雨后春筍般涌現(xiàn)，但主要都集中在經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)。能夠時刻接觸互聯(lián)網(wǎng)、計算機前沿科技的北上廣深和其他一線城市的學生看似在語文、數(shù)學等傳統(tǒng)基礎(chǔ)教育方面與欠發(fā)達地區(qū)的學生沒什么差距，但實際上在計算機知識上會大大領(lǐng)先，并逐漸形成“數(shù)字鴻溝”。欠發(fā)達地區(qū)的這種教育現(xiàn)狀從更大的角度去看，也將逐漸造成中國未來在計算機及人工智能科學領(lǐng)域前沿不落后，但在整體上劣勢極其明顯的狀況。

面對這樣的問題，地處欠發(fā)達地區(qū)的汕尾市的教育者必須著力探索解決問題的道路，應對未來人工智能科技發(fā)展帶來的機遇與挑戰(zhàn)，縮小汕尾地區(qū)與發(fā)達地區(qū)之間存在的“數(shù)字鴻溝”，力爭明晰兒童編程教育所蘊含的社會價值及內(nèi)在價值，提高社會、學校及家庭對兒童編程教育的重視程度，積極嘗試將兒童編程教育逐步融入義務教育階段的教學活動。

二、汕尾市兒童編程教育的現(xiàn)狀及問題分析

從百度指數(shù)可以看出，廣東省對于少兒編程、兒童編程的關(guān)注程度是排在全國首位的，其中屬深圳、廣州的關(guān)注程度最高，汕尾不入榜單，可見汕尾地區(qū)對兒童編程教育這方面基本上不怎么關(guān)注。目前汕尾市的兒童編程教育發(fā)展水平非常低下，僅有的幾家培訓機構(gòu)也只是編程教育的啟蒙，沒有形成系統(tǒng)性的教育。政府下屬的相關(guān)科教部門雖然有一定的推動措施，但收效甚微，甚至僅限于完成相關(guān)考核指標。比如2020年的全國科普日，汕尾市城區(qū)科協(xié)在城區(qū)鹽町頭小學開展“科普進校園”活動，并舉辦了“Scratch兒童編程講座”，宣傳兒童編程教育并激發(fā)小學生對兒童編程的興趣。經(jīng)筆者調(diào)查分析，汕尾地區(qū)兒童編程教育發(fā)展滯后且緩慢的主要原因有以下幾點。

（一）家長和學生對兒童編程教育認知度低

兒童編程教育已經(jīng)得到了廣泛重視，在很多發(fā)達地區(qū)也開始引入并積極推廣。但是由于汕尾的經(jīng)濟和教育水平比較落后，很多家長對兒童編程教育的認知度依然很低。編程教育對于欠發(fā)達地區(qū)來說是一個新生事物，要讓學校、教師、家長、兒童認知并接受需要一個較長的過程。

從國內(nèi)的研究成果可以看出，目前國內(nèi)社會主流態(tài)度對于兒童編程的認同還是處于“第二課堂”或是“興趣班”層面，并沒有把兒童編程提高到未來必須要掌握的基本技能的高度。筆者通過微信小程序調(diào)研，一份128名家長參加的調(diào)查顯示，35%的家長知道兒童編程，比較了解或熟悉的家長僅有13%，而只有23%的家長表示愿意在寒暑假期間讓學生參加兒童編程培訓，正常教學周期內(nèi)則只有6%的家長表示同意。筆者在汕尾市城區(qū)鹽町頭小學93名五年級學生進行口頭調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，僅有6名學生了解兒童編程或少兒編程，但并沒有真正學習過。可見在汕尾地區(qū)，家長和學生對兒童編程教育的認知及接受程度是非常低的。從2019年易觀智庫的校外培訓用戶效用評價中也可以看出，在升學效用中，排名最高的是中小學傳統(tǒng)課程培訓，排名最低的就是兒童編程培訓。在目前的教育評價機制之下，家長及學生有這樣的選擇不足為奇。

（二）普及度低、普及難度大

雖然汕尾市教育局、汕尾市科學技術(shù)協(xié)會已經(jīng)意識到編程教育對于兒童未來成長的重要性，并且啟動了相關(guān)的行動計劃，但是90%以上的中小學僅僅有意向，而沒有辦法真正付諸實施，場地、設(shè)備和師資都極為欠缺。

2020年9月，汕尾市實驗小學與深圳市某培訓機構(gòu)合作，首次把兒童編程引入學校的第二課堂興趣班，但最終報名參加的學生僅有7人，無法成班而不了了之。培訓機構(gòu)的數(shù)量也非常少，目前汕尾市實施兒童編程教育的機構(gòu)僅有汕尾市城區(qū)的兒童編程創(chuàng)客教育、松鼠AI、萊特教育小鎮(zhèn)開設(shè)的編程貓培訓班、培生教育、陸豐市東海鎮(zhèn)的“兒童機器人編程”等5家機構(gòu)。且成班困難，收益較低。以松鼠AI為例，2019年至今開班5次，每次都很難超過10個學員，很難維持基本運營，且經(jīng)常發(fā)生學員因其他培訓班而缺課的現(xiàn)象。

（三）信息不足問題

信息不足，尤其是缺乏兒童編程教育的目的、理念是發(fā)展兒童編程教育的最大困難之一。[4]信息不足這個提法來源于日本教育委員會于2019年對日本實施兒童編程教育的調(diào)查分析后得出的結(jié)論之一，他們認為發(fā)展兒童編程教育信息不足的困難可以分解為教育目的和理念的缺乏、適合教材的缺乏、編程教育指導案例的缺乏等因素。

汕尾地區(qū)的兒童編程教育同樣存在這樣的問題，教育部門及教育者同樣沒有厘清實施兒童編程教育的目的是什么，要以什么樣的理念去實施，更沒有辦法說服家長接受兒童編程教育。對于教材和編程教育指導案例，雖然現(xiàn)行兒童編程市場上有很多教育機構(gòu)或教育者發(fā)行了各式各樣的教材和課程案例，但很多都是從市場利益出發(fā)或是編者自身的理解出發(fā)，較少關(guān)注兒童之間的智力與技能的區(qū)別，比如二年級和五年級學生的接受與理解能力是完全不在同一水平的，但現(xiàn)行的許多培訓參考教材很少關(guān)注這個差異，因為這不符合他們的市場利益。

（四）沒有配備合適的編程教育人才

目前兒童編程行業(yè)處于起步階段，有著較多的不確定性，因此暫時沒有哪所高校針對兒童編程開設(shè)相應的教育師資人才培養(yǎng)專業(yè)。

易觀智庫調(diào)查顯示，兒童編程區(qū)別于傳統(tǒng)科目，要求從業(yè)人員掌握過硬的編程技能。當前程序員屬于熱門且回報高的職業(yè)，從業(yè)人員基本上都青睞互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，不愿意進入兒童編程教育行業(yè)，致使行業(yè)人才供給減少。行業(yè)中現(xiàn)有的師資有部分是非計算機專業(yè)轉(zhuǎn)行入職的，也間接造成了行業(yè)從業(yè)人員魚龍混雜、水平不高。同時，兒童編程教育工作不僅要求從業(yè)人員熟悉編程技術(shù)，還需要有較好的教學技能以及與兒童溝通的技巧。畢竟兒童不像大學生，對編程這種需要較強邏輯分析能力的學習內(nèi)容，教育者需要給兒童更多的耐心與分析指導，但目前兼有這類素質(zhì)的教育者還是屬于少數(shù)，畢竟優(yōu)秀的程序員不一定是一個好教師。

三、汕尾市開展兒童編程教育的實踐路徑

（一）提高家長及兒童對兒童編程教育的認知、認可

兒童編程教育的最終目的是為了培養(yǎng)兒童的思維能力、實踐能力、解決問題的能力，提升兒童的綜合素質(zhì)。汕尾地區(qū)推行兒童編程教育的首要困難就是家長及兒童對編程教育的認知和認可度非常低，這不利于兒童編程教育的開展與普及，畢竟大多數(shù)人對于未知的事物內(nèi)心是充滿疑惑與恐懼的。因此，汕尾市要較好地開展與普及兒童編程教育，首先就是要提高家長及兒童對兒童編程教育的認知與認可度。

對于這方面，可以由汕尾職業(yè)技術(shù)學院科協(xié)的計算機教師與汕尾市及各縣區(qū)科協(xié)合作，借助汕尾市人工智能科技教育實踐基地和廣東省粵東西北地區(qū)農(nóng)村中小學?？茖W館開展科普宣傳，改變家長及兒童的認知并獲取最廣泛的認可;同時，將兒童編程課程引入中小學，面向中小學生開設(shè)自主選修兒童編程課程，安排專業(yè)教師指導學生進行兒童編程、機器人相關(guān)課程的學習。

（二）教育主管部門支持、學校重視

教育主管部門務必從思想上認識到兒童編程教育對于地方未來教育事業(yè)發(fā)展的重要性，并且現(xiàn)在國家有相關(guān)政策文件支持，可以探索地方特色的兒童編程教育發(fā)展道路，并給予學校在政策、人員和設(shè)備場地方面的各種支持。

學校方面也要改變以往應試教育的傳統(tǒng)觀念，不能只重視主科教育，應充分想方設(shè)法開展兒童編程教育。比如海豐縣公平鎮(zhèn)第四小學與汕尾職業(yè)技術(shù)學院教師合作，借助廣東省科技廳專項資金建立廣東省粵東西北地區(qū)農(nóng)村中小學?？茖W館，開展青少年科普、兒童編程講座等就是一個非常好的突破。

（三）加強信息化建設(shè)

一是教育主管部門及學校要厘清發(fā)展兒童編程教育的意義、目的，并形成先進的理念，可以通過走出去引進來的方式實施。

二是要為兒童編程教育配備合適的教材和編程教育指導案例，可以對網(wǎng)絡(luò)上的各種資源進行編輯整理，同時利用廣東省粵東西北地區(qū)農(nóng)村中小學校科學館科普專項資金給予一定的支持。

（四）培養(yǎng)更多兒童編程教育的專業(yè)教師

提升兒童編程教育的發(fā)展程度，不僅在于擴大兒童編程教育的規(guī)模，更重要的在于讓中小學有進行兒童編程教育的能力，讓具備兒童編程教育能力的學校和機構(gòu)不斷提高兒童編程教育的水平，培養(yǎng)更多兒童編程教育的人才。

針對這個問題，可以以汕尾職業(yè)技術(shù)學院人工智能學院“人工智能科技教育實踐基地”為依托，大力培養(yǎng)學院2020年獲得批準的全國首批“人工智能技術(shù)服務”專業(yè)的學生作為兒童編程科普推廣人員，面向汕尾市其他各縣市中小學、中職學生等學生群體開展科普活動。遴選表現(xiàn)比較優(yōu)秀的學生

以支教的方式去實施兒童編程科普教學工作，既建立了一種校校聯(lián)合工作機制，更為學生的未來打開了另一扇窗。

（五）以賽促學，以賽促教

隨著教育部的不斷引導，兒童編程教育正日益受到重視，許多關(guān)于推進兒童編程教育的相關(guān)政策以及賽事應運而生。

教育者應該引導中小學生參加由國家工業(yè)和信息化部人才交流中心舉辦的“藍橋杯兒童編程比賽”。通過參賽，讓兒童的編程能力得到官方肯定，從而增強兒童自信心，增加兒童學習動力。也可以鼓勵相關(guān)行業(yè)聯(lián)合各大中小學定期舉行“人工智能+”活動，進一步激發(fā)兒童對計算機編程的興趣，提升兒童的信息素養(yǎng)。

通過各種比賽，專業(yè)教師在指導學生備賽的過程中，也可以及時開展自我教學評價和診斷，促進自我不斷成長，提升自己的專業(yè)水平。

四、總結(jié)

伊藤新一在《爆裂》一書中提到，未來將由涌現(xiàn)式創(chuàng)新取代權(quán)威式創(chuàng)新[5]，換而言之，也就是我們的科技創(chuàng)新不能僅僅依靠少數(shù)高精尖人員的創(chuàng)新，必須做大創(chuàng)新人員的基數(shù)，這也符合李克強總理提出的“萬眾創(chuàng)新”理念。兒童編程的普及實施，可以把汕尾地區(qū)更多的兒童盡早帶入計算機及未來人工智能科學領(lǐng)域的殿堂，在他們的心中種下創(chuàng)新的種子。

汕尾地區(qū)一直以來都是屬于教育落后地區(qū)，傳統(tǒng)科目一向落后于其他地市，如果能率先發(fā)展兒童編程教育，這將是汕尾教育事業(yè)發(fā)展的一個突破口。兒童編程是中小學生跨學科學習、融合學習的最好途徑，兒童編程可以為中小學生提供五大能力的鍛煉：分析并解決問題的能力、抽象歸納總結(jié)能力、邏輯思維能力、嚴謹能力、想象力創(chuàng)新力。發(fā)展編程教育，可以比較好地培養(yǎng)兒童的五大能力，這些能力的提升也將反哺他們對其他科目的學習，從而提升他們的整體素質(zhì)。

參考文獻：

[1]李開復.AI·未來[M].杭州：浙江人民出版社，2018.

[2]陳一.中國兒童編程教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2018（08）.

[3]尤瓦爾·赫拉利.未來簡史[M].北京：中信出版社，2017.

[4]孫立會，劉思遠，李曼曼.面向人工智能時代兒童編程教育行動路徑——基于日本“兒童編程教育發(fā)展必要條件”調(diào)查報告[J].電化教育研究，2019，40（08）.

[5]伊藤新一，杰夫·豪.爆裂[M].北京：中信出版社，2017.

[基金：汕尾職業(yè)技術(shù)學院課題“人工智能背景下兒童編程教育的實踐路徑研究——以汕尾市為例”（編號：SWKT20-020）。]

責任編輯 陳春陽