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如何教孩子編程:家長和教師的按年齡分級指南
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重點
官方學校課程和最常用課堂工具背後的組織一致認為,計算機教育可以從五歲左右開始,先進行無屏幕活動,然後再進行屏幕編程。本指南介紹英國學校已經遵循的按年齡分級步驟、全球最廣泛使用的免費工具,以及對一年級和二年級學生進行編程課程時的一項對照研究發現。
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教孩子編程不是從編程語言開始的。教育機構和建設世界上最常用的兒童編程工具的非營利組織描述了一個進展過程:首先理解算法,然後操作現成的視覺塊,只有在後來,如果對年幼的兒童也是如此,才編寫基於文本的代碼。
按年齡分級的分步指南
- 在五歲左右,開始進行'無屏幕'算法思考,而不是屏幕操作。英格蘭的國家課程要求第一階段學生(5–7歲)理解什麼是算法以及程序如何通過遵循精確、明確的指令來運行——這一概念可以通過日常排序在不涉及任何設備的情況下進行教授。
- 一旦孩子能夠遵循簡單的屏幕上的指令,就介紹拖放式的基於塊的工具。Scratch於2007年在MIT媒體實驗室開發,現由非營利組織Scratch基金會維護,以及來自CodeAI(前身為Code.org的組織)的免費K-12課程都使用塊而不是鍵入的語法,因此兒童無需了解編程語言的語法。
- 教授英格蘭課程中第二階段(7–11歲)添加的特定構件:序列、選擇、重複、變量和基本輸入和輸出,以及將問題分解為較小的部分。
- 將調試視為正常的、預期的步驟,而不是錯誤。英格蘭第二階段的要求明確地將檢測和更正算法和程序中的錯誤的能力列為核心技能,而不是例外。
- 讓孩子建立和分享完整的項目,而不是只完成孤立的練習。Scratch將自己描述為一個'安全、受監管的在線社區',年輕人在其中與世界各地的同齡人分享他們創建的故事、遊戲和動畫。
- 遵循結構化的、免費的課程,而不是一系列不相關的教程。CodeAI報告稱,其K-12課程已覆蓋超過1.5億名學生,並在190個國家培訓了超過300萬名教師,提供了經過測試的序列可供遵循,而不是臨時活動。
英國課程在各個階段的要求
| 階段 | 年齡 | 核心要求 |
|---|---|---|
| 第一階段 | 5–7 | 理解什麼是算法以及程序如何執行指令;創建和調試簡單程序;使用邏輯推理來預測簡單程序的行為 |
| 第二階段 | 7–11 | 為特定目標設計、編寫和調試程序,包括控制或模擬物理系統;將問題分解為較小的部分;使用序列、選擇和重複;使用變量和輸入/輸出;檢測和更正算法和程序中的錯誤 |
研究表明編程和兒童思維的關係
帕多瓦大學研究人員在2019年12月發表在《心理學前沿》上的一項研究用小學生進行了使用Code.org活動的編程課程測試。在一項包括76名一年級學生(5–6歲)的集群隨機試驗中,在一個月內接受八堂編程課程的兒童在規劃和抑制測試上的進步更大——這兩項都是執行功能技能——而不是進行標準STEM活動的兒童。第二項研究在七個月內追蹤了38名二年級學生(約7歲),發現即使額外增加一個月的編程,這些措施上的進步也可與七個月普通課程工作中看到的進步相當或更大。
最廣泛使用的免費平台
- Scratch——一種基於塊的語言,無需鍵入語法,由MIT媒體實驗室創建,現由Scratch基金會運營;該基金會表示超過2億名兒童在其上創建了項目,用戶發布了超過10億個Scratch項目。
- CodeAI(前身為Code.org)——一個免費的K-12課程,涵蓋計算機科學、人工智能科學和數據科學;該組織報告稱已覆蓋超過1.5億名學生,並在190個國家培訓了超過300萬名教師。
常見問題
- 孩子在幾歲時可以開始學習計算機概念?
- 英格蘭法定國家課程在第一階段(五歲)介紹算法和簡單編程,2019年《心理學前沿》研究對五至六歲的一年級學生的結構化編程課程進行了測試。
- 早期編程練習真的能改變孩子的思維方式嗎?
- 帕多瓦大學研究人員進行的集群隨機試驗發現,接受一個月編程課程的一年級和二年級學生在規劃和抑制測試上的進步更大——執行功能技能——與進行標準STEM或課程活動的兒童相比。
- 學校通常用什麼免費工具來教年幼兒童編程?
- Scratch是一種基於塊的語言,於2007年在MIT媒體實驗室建立,現由非營利組織Scratch基金會運營,以及CodeAI(前身為Code.org)的K-12課程都是免費的,並使用拖放塊而不是鍵入代碼。
- 編程在任何地方都是必修學科嗎?
- 在英格蘭,計算機自2013年以來就是法定學科:根據教育部的學習計劃,第一階段(5–7歲)涵蓋算法、簡單程序和調試,而第二階段(7–11歲)增加了序列、選擇、重複、變量和錯誤更正。
- 有多少孩子使用Scratch或CodeAI的課程等平台?
- Scratch基金會表示超過2億名兒童在Scratch上創建了項目,而CodeAI報告稱已覆蓋超過1.5億名學生,並在190個國家培訓了超過300萬名教師。
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