少儿编程课程设计理论（可用做论文）

少儿编程和计算思维

前言

本文的内容主要是对少儿编程教育涉及的额概念和有关理论进行分析阐述，并以python少儿编程教育为例，明确学习理论和课程设计模式，以及课程设计的载体。

一、编程概念

编程的初衷是利用计算机的优势帮助人类解决实际生活问题，通过特定的计算机语言进行人机交互。计算机科学家图灵奖得主 Edsger.Dijkstra 曾经说过“工具影响思维方式和思维习惯，从而能深刻影响我们思维能力”。

而最早由瑞士苏黎世联邦工业大学的科学家”Niklaus Wirth提出的程序一词，则是由算法和数据结构组成，映射到程序设计上面：程序设计=算法设计+数据结构设计。所以面向青少儿（高中、初中、小学）的编程课程，旨在突出全面培养计算思维。

算法作为程序求解问题的灵魂，是为解决一个问题题而采取的方法和步骤。

编程教育是将程序设计和算法结合到教育中的产物，是对知识传授的具体操作流程。当前中小学阶段的编程教育大多以积木搭建的方式为主，通过对编程的操作顺序和流程的熟悉，进而激发学生的学习兴趣。到了高中阶段学生的认知能力较之前有大幅度提高，所以编程的学习不可仅停留在“搭积木”式的学习形式上。

利用 Python 语言可以大大的激发学生的创造力，培养学生的创新思维、计算思维和算法思想。更适合在高中阶段进行编程教学，同时也可为大学的计算机知识打下良好的基础。

1989年创建的python编程语言，是当前主流且实用性较强的一门语言。该语言特点：

1. 语言直观易读；简洁的语言使得初学者可以很快上手编写程序；
2. 应用领域广，可移植性、可扩展性、可嵌入的特点，使得python语言应用领域广泛；
3. 生活息息相关，人工智能领域的首选语言；
4. 丰富的第三方库，有利于提高编程的效率；

在中小学教育领域，随着编程逐渐纳入高考考试范围的趋势，python编程语言的基本语法也纳入了部分省市的中小学信息技术教材中。

对于教师而言，python语言不再仅仅是为了教学要求，学生在未来的求学生涯和职业生涯中也会使用它。怎样有效的开展python编程教学，使学生受益于编程学习带来的深层的影响，则需要更多的教育研究者的关注。

二、学习理论基础

1.构建主义学习理论

构建主义学习理论的观点主要阐述了人类大脑中的知识，与现实世界中的一切都不匹配。学习者将不断的尝试从对现实世界的认知中来构建自己的心理模型。每次当学习者体会到新的体验时，他们将不断地跟更新自己的思维模式，构建自己对现实的理解。概括而言，构建主义学习理论是一种观察和科学研究人员如何学习的理论，是认知主义学习理论的进一步发展。

随着信息技术的不断发展，基于构建主义学习理论的教学模式越来越丰富，同时对教师的教学设计原则提出了新的要求。如今教学的发展趋势是课堂的重点从老师的身上转移到学生的身上。学生们积极的参加他们自己的学习过程，老师则更多的是扮演着指导者的身份，但是老师的帮助学生发展并评估他们的理解的能力，从而促进学生的学习。

课堂上的重点也不在是牢记知识，而是构建知识。因此，基于构建学习理论的课堂需要关注以下几点：

1. 促进并接受学生在课堂上的自主性和主动性；
2. 增加老师与学生之间的交流，鼓励学生们相互交流；
3. 学习概念之前，提前了解学生的理解；
4. 同各国开放式问题来鼓励学生互相提问；
5. 营造相关环境，由就只是引发新知识，建立新旧联系；
6. 设计开放式的任务来评估学生对知识的理解。

2.游戏化学习理论

游戏是与生活密切相关的活动，也是影响着一代又一代人的生活方式，尤其是科技的发展，游戏也是不少家长教育过程中的绊脚石。但随着社会科技的发展，把游戏与教学理念融合的思想出现，通过游戏培养学生的学习兴趣。

游戏化学习的理念由著名信息技术教育专家桑新民提出，游戏化学习指的是将游戏元素运用在游戏情境中，从而影响学生与学习相关的行为或态度。这些行为态度反过来通过教学设计的各个环节直接或间接的影响学生的学习过程。

游戏化学习的教学设计需要依照游戏设计的策略和机制，通过分析学习者特征、教学评价等教学需求，使游戏成为学生学习的一种方式。游戏化学习的理想教学效果是达到“寓教于乐”的目的，将游戏设计中的动机机制运用到教学过程中，从而有效的提高课堂趣味性，激发学生的求知欲。同时，游戏化学习理论也提倡采用任务或者竞争的教学活动方式，促进学生的深度学习。

3.多元智能理论

加德纳的多元智能理论强调人类拥有许多独特的智能，而这些智能是可以通过不同的能力表现出来。人类发明创造的一切东西都与这些智能相互关联。教师可以根据多元智能理论设计不同的教学模式。借助多元智能的知识和运用，教师可以确保他们在所使用的活动中为学生提供足够的多样性，从而可以最大程度地挖掘学生的学习潜力。

学生在Python课程的编程活动过程中，涉及的不仅是逻辑思维和计算思维的培养。程序设计教学与生活密不可分，归根到底，学生不可避免的是以编程的方式解决生活上的问题。游戏化教学赋予了教学过程中各种有趣的形式，学生也可以在不同活动形式中培养多元化的能力。

4.情境认知理论

情境认知理论强调了学生在学习过程中要与特定的情境相结合。从学习思维与社会实践相结合的角度出发，可以认为学习是一种培养个人参与社会组织实践的过程，通过这种过程，学生可以获得有关的知识体系。学生在学校的日常学习过程中，学生的学习目标、问题提问都是在教师设计好的教学体系中，而社会的知识通常带有情感、共享、社会化等特点，因此学生在学习过程中与情境相结合，有利于学生自身长远的发展。

教师在游戏化教学的设计中，需要考虑游戏情境与现实生活的关联性。这种关联性更多的应该潜藏在学生解决问题的过程中。教师以情境认知理论为指导，在开展教学的过程中，设计的游戏情境需要结合学生的学习特征给予不同的奖惩机制，为学生提供主动判断和选择的机会。教师应该引导学生，以学生作为主体，最大化的激发学生在探究问题过程中的兴趣，从而达到游戏化教学的目的。

三、课程设计模式

课程设计是指通过需求分析确定课程目标和课程内容，再根据相对应的目标与学科相结合对教学活动进行计划、组织、实施、评价、修订，最终达到课程目标的全过程。课程设计包含制定课程目标、确定课程内容、组织课程实施、反馈课程评价四个环节，

1、课程设计模式中有三种主流模式：

1. 目标模式;确定教学目标、选择教育体验、组织教学、评价教学体验
   特点：
   ①关注教学目标培养；
   ②以教学目标完成情况为课程设计的评价，评价方式简单；
   ③突出条理性和简易性。

2. 过程模式：课程设计是动态的、持续发展的过程，课程设计、实施、评价合二唯一
   特点：
   ①遵循过程原则；
   ②与学科特有知识点相结合；
   ③便于学生个性化培养。

3. 情境模式：强调通过情境的分析，着重于课程生成与当前社会文化中
   特点：
   ①关注教学情境的预设；
   ②灵活性、适应性强；
   ③便于学申报稿情感的提升。

综上所述，目标模式单纯的关注教学目标的完成虽然条理性清晰操作简便，但是在评价反馈修改部分做的不够好，缺乏不断改进的过程，而编程教育是以学生为中心，通过对编程知识的学习进而引导学生编程思维的发展，将算法和程序设计思想渗透到这个过程中。情境模式很好的符合上述要求，但是在课程设计编制的过程中过分的强调知识讲授情境的构建内容和过程原则，忽略了课程实施的最后结果的控制，也不适合编程教材的设计与开发。过程模式是介于前两种模式后的应用广泛的课程设计模式，通过具体分析，确定课程目标和课程内容、通过课程实施后实施结果进行评价与总结，进而将所设计的内容和流程进行反复的修改与提升。

2、PBL课程设计模式

PBL有两种，分别为基于问题，另一种是基于项目的。北京师范大学董艳教授提出这两种教学模式均以学习者为中心，倡导在实践和经验中进行学习。它们的共同之处均在于学习过程中以学习者主导，教师辅导的方式进行探究学习。

问题式 PBL 教学模式下能够使得学生在复杂、真实的问题探究过程中，通过对特定项目的设计、实施、总结反思等一系列过程，从而掌握必须的知识和技能。

项目式 PBL 主要在问题的理解和抽象方面锻炼比较多，锻炼学生的直接诊断能力，进而形成完整的知识体系，在宏观培养方面有着显著的效果。

针对于python和计算思维，这里依据项目式教学，给出PBL教学设计模式图。

在面向高中生计算思维能力培养的 Python 课程设计的教学环节中，选择项目式 PBL教学模式可以充分锻炼学生计算思维六大基础能力，突出算法思想培养，并且在计算思维能力培养的其他方面效果也十分显著。PBL 教学模式中的六个环节彼此间相互独立却又密不可分，充分体现了教学设计环节的紧密性和相关性，便于学生的全方面发展。

3、ADDIE课程设计模式

ADDIE 课程设计模式是由分析（Analysis）、设计（Design）、开发（Develop）、实施（Implement）、评价（Evaluate）五个环节构成。