中小學(xué)編程教育課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐引言：編程教育的時(shí)代價(jià)值與實(shí)踐困境在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，編程能力已從專業(yè)技能向基礎(chǔ)素養(yǎng)延伸?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確將“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”“計(jì)算思維”納入核心素養(yǎng)，要求中小學(xué)階段逐步建立編程認(rèn)知與實(shí)踐體系。然而當(dāng)前實(shí)踐中，課程設(shè)計(jì)同質(zhì)化、學(xué)段銜接斷層、教學(xué)脫離真實(shí)場景等問題普遍存在，亟需構(gòu)建科學(xué)的課程體系與落地路徑。一、課程設(shè)計(jì)的核心原則：錨定素養(yǎng)，適配成長（一）素養(yǎng)導(dǎo)向，三維融合課程需圍繞計(jì)算思維、數(shù)字化創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任三大素養(yǎng)展開。例如，小學(xué)階段通過“垃圾分類模擬器”項(xiàng)目，讓學(xué)生用Scratch設(shè)計(jì)交互程序，在邏輯設(shè)計(jì)中培養(yǎng)問題分解能力（計(jì)算思維），在界面美化中鍛煉創(chuàng)意表達(dá)（數(shù)字化創(chuàng)新），在環(huán)保主題中滲透責(zé)任意識（信息社會(huì)）。（二）學(xué)段銜接，螺旋上升遵循認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，課程架構(gòu)需呈現(xiàn)“具象→抽象→應(yīng)用”的進(jìn)階：小學(xué)低段（1-3年級）：以圖形化編程（如ScratchJr）為載體，通過“故事創(chuàng)編”“游戲設(shè)計(jì)”感知程序邏輯；小學(xué)高段（4-6年級）：進(jìn)階至Scratch/Snap!，完成“智能寵物喂食系統(tǒng)”等項(xiàng)目，理解變量、循環(huán)等概念；初中（7-9年級）：過渡到Python/C++代碼編程，結(jié)合數(shù)學(xué)知識實(shí)現(xiàn)“幾何圖形繪制”“數(shù)據(jù)可視化”；高中：聚焦算法優(yōu)化（如排序算法對比）、開源硬件（如Arduino智能家居），開展課題式研究。（三）真實(shí)情境，跨科聯(lián)結(jié)打破學(xué)科壁壘，將編程與多領(lǐng)域結(jié)合：與科學(xué)課結(jié)合：用Micro:bit采集環(huán)境溫濕度，分析生態(tài)數(shù)據(jù)；與語文課結(jié)合：設(shè)計(jì)“古詩韻律分析”程序，統(tǒng)計(jì)意象出現(xiàn)頻率；與藝術(shù)課結(jié)合：通過Processing生成參數(shù)化藝術(shù)作品。二、分學(xué)段課程架構(gòu)與內(nèi)容設(shè)計(jì)（一）小學(xué)階段：從“玩中學(xué)”到“做中學(xué)”1.低年級（1-3年級）：游戲化啟蒙內(nèi)容模塊：角色操控（如“小貓避障”）、事件觸發(fā)（如“故事接龍程序”）、簡單循環(huán)（如“節(jié)日煙花動(dòng)畫”）；工具選擇：ScratchJr、C圖形化平臺；評價(jià)方式：作品創(chuàng)意度、邏輯完整性（如“能否讓角色按規(guī)則完成任務(wù)”）。2.高年級（4-6年級）：項(xiàng)目式進(jìn)階核心項(xiàng)目：生活服務(wù)類：“校園導(dǎo)航系統(tǒng)”（坐標(biāo)定位+路徑規(guī)劃）；科學(xué)探究類：“植物生長模擬”（變量控制+數(shù)據(jù)記錄）；能力目標(biāo)：掌握“問題分解→算法設(shè)計(jì)→調(diào)試優(yōu)化”的流程，理解“輸入-處理-輸出”模型。（二）初中階段：從“代碼認(rèn)知”到“問題解決”1.七年級：Python基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)應(yīng)用內(nèi)容重點(diǎn)：變量、函數(shù)、列表操作，結(jié)合數(shù)學(xué)知識實(shí)現(xiàn)“一元二次方程求解”“統(tǒng)計(jì)圖表生成”；實(shí)踐案例：用turtle庫繪制“軸對稱圖形”，理解循環(huán)與坐標(biāo)系原理。2.八、九年級：算法入門與綜合實(shí)踐算法模塊：枚舉、排序、遞歸（如“漢諾塔問題”可視化）；綜合項(xiàng)目：“校園防疫物資管理系統(tǒng)”（數(shù)據(jù)庫操作+GUI界面），融合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、社會(huì)責(zé)任感培養(yǎng)。（三）高中階段：從“技術(shù)深耕”到“創(chuàng)新研究”1.必修模塊：算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)核心內(nèi)容：二叉樹遍歷、動(dòng)態(tài)規(guī)劃（如“背包問題”優(yōu)化）、圖論算法（如最短路徑分析）；實(shí)踐載體：經(jīng)典算法題目的簡化版實(shí)踐（如“學(xué)生成績分析系統(tǒng)”）。2.選修模塊：開源硬件與AI初探硬件方向：Arduino+傳感器制作“智能溫室”，實(shí)現(xiàn)溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)；AI方向：用TensorFlowLite訓(xùn)練“垃圾分類”圖像識別模型，理解機(jī)器學(xué)習(xí)流程。三、實(shí)踐落地的多元路徑（一）校本課程：分層推進(jìn)，梯度培養(yǎng)基礎(chǔ)層：面向全體學(xué)生，開設(shè)“編程啟蒙”必修課程（每周1課時(shí)）；提高層：選拔興趣學(xué)生，組建“算法競賽”“硬件創(chuàng)新”社團(tuán)（每周2-3課時(shí)）；精英層：聯(lián)合高校/企業(yè)，開展“AI創(chuàng)客”“開源項(xiàng)目”特訓(xùn)（寒暑假集中實(shí)踐）。（二）賽事驅(qū)動(dòng)：以賽促學(xué)，以學(xué)促用校級賽事：每學(xué)期舉辦“編程嘉年華”，設(shè)置“創(chuàng)意游戲”“數(shù)據(jù)可視化”“硬件發(fā)明”賽道；區(qū)級/市級賽事：組織學(xué)生參加“信息學(xué)奧賽”“科技創(chuàng)新大賽”，將競賽題目轉(zhuǎn)化為日常教學(xué)案例（如NOIP中的“數(shù)論問題”拆解為課堂探究活動(dòng)）。（三）跨學(xué)科融合：打破邊界，真實(shí)賦能案例1：語文+編程——“詩詞格律分析”項(xiàng)目，學(xué)生用Python統(tǒng)計(jì)《唐詩三百首》中平仄規(guī)律，生成可視化圖譜；案例2：物理+編程——“電路故障診斷”項(xiàng)目，用Micro:bit模擬電路電流，編寫故障檢測算法。（四）家校協(xié)同：構(gòu)建“學(xué)習(xí)共同體”開發(fā)“家庭編程任務(wù)包”：如“家庭賬單分析”（用Excel+Python做收支統(tǒng)計(jì)）、“家庭相冊整理”（用Python實(shí)現(xiàn)圖片分類）；舉辦“親子編程工作坊”：家長與學(xué)生組隊(duì)完成“智能家電控制”等項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)習(xí)黏性。四、評價(jià)體系：多元反饋，成長可視化（一）過程性評價(jià)：關(guān)注思維與實(shí)踐編程日志：記錄“問題發(fā)現(xiàn)→調(diào)試過程→優(yōu)化思路”，評價(jià)“迭代能力”；小組互評：從“代碼規(guī)范性”“創(chuàng)意獨(dú)特性”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”三方面打分，評價(jià)“合作素養(yǎng)”；課堂觀察：記錄學(xué)生“算法設(shè)計(jì)時(shí)的邏輯推導(dǎo)”“調(diào)試時(shí)的挫折應(yīng)對”，評價(jià)“思維品質(zhì)”。（二）結(jié)果性評價(jià)：重視作品與應(yīng)用作品檔案袋：收錄不同階段的代表作品（如小學(xué)的Scratch游戲、初中的Python系統(tǒng)、高中的硬件發(fā)明），形成“成長軌跡圖”；真實(shí)場景測試：將學(xué)生作品投入校園/社區(qū)使用（如“圖書館座位預(yù)約系統(tǒng)”），評價(jià)“社會(huì)價(jià)值”。（三）素養(yǎng)雷達(dá)圖：多維呈現(xiàn)能力發(fā)展從“計(jì)算思維”“創(chuàng)新能力”“社會(huì)責(zé)任”“技術(shù)掌握”四個(gè)維度，用雷達(dá)圖直觀展示學(xué)生成長，為個(gè)性化指導(dǎo)提供依據(jù)。五、常見挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略（一）師資短缺：構(gòu)建“三級培養(yǎng)體系”校內(nèi)培訓(xùn)：邀請企業(yè)工程師開展“Python實(shí)戰(zhàn)”“硬件開發(fā)”工作坊；高校協(xié)作：與師范院校共建“編程教育微專業(yè)”，定向培養(yǎng)種子教師；資源復(fù)用：利用“國家中小學(xué)智慧教育平臺”的編程課程資源，開展“同課異構(gòu)”研討。（二）設(shè)備不足：“虛實(shí)結(jié)合”降本增效軟件模擬：用Tinkercad模擬Arduino電路，用PythonIDLE完成算法練習(xí)；共享硬件：建立“編程實(shí)驗(yàn)室”，按項(xiàng)目分組循環(huán)使用Micro:bit、樹莓派等設(shè)備；家庭適配：推薦“輕量級”工具（如iPad端的SwiftPlaygrounds），降低家庭參與門檻。（三）差異化教學(xué)：“分層任務(wù)+個(gè)性化支持”任務(wù)分層：基礎(chǔ)任務(wù)（如“實(shí)現(xiàn)冒泡排序”）、進(jìn)階任務(wù)（如“優(yōu)化排序算法”）、拓展任務(wù)（如“分析不同算法的時(shí)間復(fù)雜度”）；同伴互助：組建“1+1”幫扶小組（1名能力強(qiáng)的學(xué)生+1名待提升學(xué)生），共同完成項(xiàng)目。結(jié)語：走向“素養(yǎng)