為什么小學(xué)生和高中生應(yīng)該學(xué)習(xí)計算機編程

安大略省最近宣布，自2022年9月起，對其中小學(xué)課程進行部分改革，以包括強制性的編碼學(xué)習(xí)。

作為在教授計算機編程和課程開發(fā)方面具有綜合專業(yè)知識的研究人員，我們很清楚，盡管該省只使用“編碼”一詞，但該課程是關(guān)于計算機編程的。編碼是學(xué)習(xí)編程的最基本方面。

安大略省的決定與新斯科舍省和不列顛哥倫比亞省的決定一致，這兩個省分別是加拿大第一個也是唯一一個在2015年和2016年將學(xué)習(xí)計算機編程作為小學(xué)和中學(xué)必修課程的省份。

在世界其他國家，許多政府也做出了這一改變，例如愛沙尼亞早在2012年，英國在2014年，韓國在2017年。

但是，提出了什么論點來激勵計算機科學(xué)，更具體地說是計算機編程，融入學(xué)生的學(xué)校課程?研究強調(diào)了關(guān)于這個主題的三個主要論點，本文將討論這些論點。

這個故事的主要作者雨果是聯(lián)合國教科文組織課程開發(fā)教席的研究員和教育技術(shù)教學(xué)法系的講師。他在蒙特利爾魁北克大學(xué)的教育科學(xué)論文項目側(cè)重于學(xué)習(xí)計算機編程對年輕學(xué)習(xí)者的影響。

滿足就業(yè)市場不斷增長的需求

全球就業(yè)市場的演變是將編程納入學(xué)校課程的核心動機之一。這種動機得到?jīng)Q策者的廣泛推動，基本上與需要培訓(xùn)更多具有方案擬訂技能的人有關(guān)。事實上，20多年來，技術(shù)知識，特別是高科技領(lǐng)域的技術(shù)知識，一直在推動北美和世界其他地區(qū)的經(jīng)濟增長。越來越多的工作需要對技術(shù)有深刻的理解。

考慮到數(shù)據(jù)科學(xué)，人工智能和去中心化技術(shù)(例如加密貨幣所基于的區(qū)塊鏈技術(shù))正在成為經(jīng)濟部門日益占主導(dǎo)地位的領(lǐng)域，預(yù)計未來幾年這一數(shù)量實際上會增加。因此，從小就教授編碼可以成為促進各國沉浸在數(shù)字經(jīng)濟中并發(fā)揮其績效的一種方式。

一些研究還認(rèn)為，考慮到有許多與之相關(guān)的刻板印象(主要是“計算機科學(xué)僅適用于男孩”)，在學(xué)校課程的早期讓學(xué)生接觸計算機編程可能會對他們在該領(lǐng)域發(fā)展的身份產(chǎn)生積極影響。在這方面，可以提出超越經(jīng)濟利益的論點。

促進社會公平

根據(jù)幾位作者的說法，通過教年輕人如何編程來更多地接觸計算機科學(xué)，也有助于在代表性和獲得技術(shù)職業(yè)方面促進更大的社會公平。

一方面，計算機科學(xué)技能確實可以提供高薪工作，這有助于為近幾代人沒有機會積累財富的邊緣化群體提供更大的財務(wù)穩(wěn)定性。另一方面，來自代表性不足的群體(婦女、土著人民、黑人)的更多參與也可以促進該領(lǐng)域的多樣性，并最終導(dǎo)致工人總數(shù)的增加。

此外，還有一個相關(guān)的論點是，勞動力內(nèi)部的更大多樣性將導(dǎo)致更好的產(chǎn)品，市場上更多的消費者都可以獲得。工人之間過多的同質(zhì)性導(dǎo)致產(chǎn)品和服務(wù)的設(shè)計迎合了相對狹窄的個人和問題，這可能會加劇一些不平等。

提出這一公平論點的研究人員認(rèn)為，如果不采取早期和有意識的措施來促進更大的多樣性，這可能會導(dǎo)致“數(shù)字鴻溝”或主導(dǎo)群體和邊緣化群體之間的機會差異，這在未來幾年更為明顯。從這個意義上說，所有學(xué)習(xí)編程的青年都可以代表縮小這一差距和促進更大社會公平的措施，這符合聯(lián)合國關(guān)于教育包容性和平等的目標(biāo)4。

培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知技能

最后，最常提到的論點涉及編程在發(fā)展學(xué)習(xí)者計算思維方面所起的作用。計算思維的概念于2006年定義和普及，是指“基于計算機科學(xué)的基本概念解決問題，系統(tǒng)設(shè)計和理解人類行為”的技能。

一些作者認(rèn)為，這種計算思維的發(fā)展對學(xué)習(xí)者是有益的，因為它將使他們能夠發(fā)展高水平的推理技能，這些技能可以轉(zhuǎn)移到其他學(xué)習(xí)中，如解決問題，創(chuàng)造力和抽象。

由于這些原因，計算思維經(jīng)常被嵌入到新的編程課程中，例如在英格蘭的課程中，其中指出“高質(zhì)量的計算機科學(xué)教育使學(xué)生能夠使用計算思維和創(chuàng)造力來理解和改變世界。

因此，在學(xué)校課程中引入編程可以對所有學(xué)生都有好處，即使是那些不打算從事技術(shù)職業(yè)的學(xué)生，因為他們可以在日常生活中以更跨課程的方式從計算思維中受益。

然而，重要的是要注意，這些對學(xué)習(xí)者的有益影響雖然被廣泛討論和越來越多地記錄在案，但仍然需要通過涉及比較和縱向方面的更多研究來證明。雨果的論文項目考察了這一觀點。

總而言之，安大略省的決策者似乎已經(jīng)看到了青年學(xué)習(xí)計算機編碼對未來的潛在三重好處。然而，安大略省政府現(xiàn)在面臨的主要挑戰(zhàn)是缺乏足夠合格的教師來充分向?qū)W生介紹這一復(fù)雜的學(xué)科。

適當(dāng)?shù)膯T工培訓(xùn)將是成功整合的關(guān)鍵要求，正如2014年一份關(guān)于英國計算機編程整合的報告所證明的那樣。一個潛在的解決辦法是將規(guī)劃納入對未來教師的初步大學(xué)培訓(xùn)。