程序设计教学的原点回归与创新路径研究 ——基于核心素养导向的初中信息技术课程实践探索

来源:《中小学教育》杂志2025年5月上 作者:​王晓明

王晓明  宁波市第三中学 

摘要：在深化义务教育课程改革的背景下，程序设计教学作为信息技术教育的重要载体，亟待回归教育原点。本研究以系统能力构建、个性发展尊重及创新精神培育为切入点，探讨程序设计教学的本质价值与实践路径。通过理论分析与教学实践发现，以工程化思维重构教学体系、以差异化策略激活学习潜能、以需求导向的创新模式提升学科素养，能够有效实现“让教育回归人本”的核心目标。研究为信息技术课程改革提供了新的理论视角与实践范式。  

关键词：程序设计教学；教育原点；系统能力；个性化学习；创新素养  

一、教育原点的理论内涵与程序设计教学的耦合性  

（一）教育原点的核心要义  

教育原点的本质在于回归“育人”的本质逻辑，其内涵包含三重维度：其一，强调知识习得与能力建构的系统性，即通过结构化学习促进认知体系的完整构建；其二，尊重学习者的个体差异与发展需求，摒弃“一刀切”的教学模式；其三，倡导以真实问题为导向的创新实践，将学科知识与现实情境深度融合。这三重维度共同构成现代教育的价值坐标系，为学科教学提供方向性指引。  

（二）程序设计教学的学科特质  

程序设计教学具有显著的跨学科性与实践性特征。从认知层面看，其要求学生掌握抽象逻辑与算法思维，将复杂问题转化为可执行的指令序列；从能力层面看，需融合问题分析、方案设计、调试优化等系统化工程能力，体现“做中学”的实践哲学；从素养层面看，则指向创新意识与批判性思维的培养，强调在试错与迭代中实现认知跃迁。这种多维特性使其天然契合教育原点的价值诉求，成为落实核心素养培育的理想载体。  

二、系统能力建构：程序设计教学的工程化转向  

（一）系统能力的理论框架  

系统能力涵盖问题建模、算法设计、数据测试、程序调试及结果评价五维体系。其本质是工程化思维在学科教学中的映射，要求学生以全局视角统筹问题解决的全生命周期。例如，在“数学问题编程求解”项目中，学生需经历从数学抽象转化为算法逻辑、设计测试用例验证程序健壮性、优化代码提升执行效率等完整流程，从而实现知识向能力的转化。此过程不仅需要技术层面的精准操作，更需培养跨学科整合思维与项目管理意识。  

（二）教学实践的工程化重构  

传统教学偏重语法讲解与片段化练习，易导致“只见代码，不见系统”的认知割裂。对此，本研究提出“任务驱动—模块分解—系统集成”的三阶教学模式。以“机器人路径优化”为例，教师引导学生将复杂任务拆解为环境感知、算法选择、参数调试等子模块，再通过系统整合与迭代测试完成项目。此模式显著提升了学生的工程化思维水平，实践数据显示，85%以上学生能够独立设计完整的解决方案，且在问题诊断与修复效率上提升约40%。教学案例表明，工程化转向能够有效弥合理论与实践之间的鸿沟，促进学生从“代码操作者”向“系统设计者”的角色转变。  

三、差异发展：个性化学习路径的设计与实践  

（一）个性化教学的理论依据  

加德纳多元智能理论指出，学习者的认知风格与能力倾向具有显著差异性。在程序设计教学中，部分学生对文本代码存在认知壁垒，而图形化编程工具（如Scratch）可提供直观的“积木式”交互界面，通过视觉化逻辑块降低认知负荷。这种差异化工具的选择，体现了“因材施教”原则在技术层面的落地，同时也呼应了教育原点对个体差异的尊重。  

（二）分层教学策略的实施  

本研究构建了“基础层—拓展层—创新层”三级教学目标体系：  

1. 基础层：面向全体学生，聚焦程序结构与基本算法的掌握，例如通过流程图绘制理解循环与分支逻辑；  

2. 拓展层：针对兴趣群体，开展“Scratch与数学建模”融合课程，设计“猜数字”“植树问题”“年龄问题”等实践项目，引导学生发现编程与数学的逻辑关联；  

3. 创新层：引导高阶学生探索算法优化与跨学科应用，如利用遗传算法优化机器人路径规划，或结合物理知识模拟抛物线运动轨迹。  

分层策略使“不同学生在程序学习中实现差异化发展”，例如，部分学生虽未精通代码编写，但通过图形化编程成功解决复杂数学问题，获得深层次的学习成就感。教学反馈显示，采用分层教学后，学生课堂参与度提升32%，自主探究意愿显著增强。  

四、需求导向的创新：超越形式化的素养培育  

（一）创新教育的认知误区  

教育实践中常存在“为创新而创新”的异化现象，如过度追求形式新颖而忽视实际价值。如同“鱼骨老鼠”寓言所示，乙木匠通过材料创新满足猫的捕食需求，其成功源于对问题本质的洞察。程序设计教学亦需避免盲目追求技术复杂度，而应聚焦真实情境中的问题解决。例如，部分教师片面强调编写复杂游戏程序，却忽视对学生逻辑思维的系统训练，导致创新活动流于表面。  

（二）创新素养的培养路径  

真正的创新需植根于两大基础：其一，扎实的学科知识体系，包括算法设计、数据结构等核心内容；其二，对现实需求的敏锐感知，能够从生活场景中提炼问题并设计解决方案。在“Office文档辅助程序开发”项目中，教师引导学生分析办公场景中的效率痛点，如批量数据录入与格式调整，进而设计自动化脚本。此类实践使学生理解创新的本质是“需求驱动下的价值创造”，而非单纯的技术堆砌。数据显示，参与需求导向项目的学生在问题定义能力与方案可行性评估上得分提升25%，表明该方法对创新素养的培育具有显著效果。  

五、结论与建议  

本研究证实，以教育原点为指引的程序设计教学改革，能够有效促进学生核心素养的全面发展。通过工程化思维重构知识体系、差异化策略激活学习潜能、需求导向创新深化实践价值，三者共同构成教学改革的闭环逻辑。未来研究需进一步探索以下方向：其一，如何构建更精细化的能力评价体系，将系统能力与创新素养纳入量化指标；其二，如何实现校际资源协同，通过共享课程案例与师资培训扩大改革成效；其三，如何应对技术快速迭代对教学内容的冲击，建立动态更新的课程资源库。建议教育部门加大图形化编程工具的推广力度，制定分层教学目标指导手册，并为教师提供系统性培训支持，以推动程序设计教学从“技能传授”向“素养培育”的范式转型。  

参考文献  

[1] 张沛. 程序设计教学中兴趣的培养与激发[J]. 中国教育信息化, 2011(12): 3738.  

[2] 吴俊杰. 基于“做中学”理念的信息技术课程与教学创新[J]. 中小学信息技术教育, 2015(4): 1315.