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少兒編程培訓熱的冷思考

發布時間:2019-06-21 作者:郭學軍 汪傳建 來源:中國教育新聞網-《人民教育》雜志

自2015年始,“少兒人人學編程”的熱潮由國外蔓延到國內,少兒編程培訓市場勃然興起。目前編程教育存在兩種主流模式:一種是英美等國模式,把編程當作單獨的學科來進行教育教學;另一種是芬蘭、新加坡等國模式,以學科融合的方式進行編程教育。也就是說,英美等國家少兒編程的具體教學工作還是放在了各級各類學校,這與我國少兒編程培訓完全是兩回事。現時代,信息素養對于人才培養的現實性及重要性不言而喻,但編程學習的緊迫性和必要性是否就如教育培訓市場所宣傳的“無法與機器溝通將不能成為未來的主人”“別讓孩子輸在新時代的起跑線上”“未來,不會編程的孩子就像現在不會英語的孩子一樣讓人焦慮”這般嚴重呢?編程能力一定要花費大量的財力與精力通過校外培訓去獲取嗎?

本文將從教育學科視角對這種在我國被夸大了的人機語言學習的重要性及少兒人人參加課外編程培訓的必要性進行辨析審視,還給少兒編程學習一個理性的導向及氛圍。

少兒編程是什么

編程學習主要是指對編程過程所依托的編程語言——人類與計算機對話的一種語言的學習。編程語言是按照一定的語法規則、由表達各種意義的運算對象和運算方法構成的計算機高級語言,是一種接近于人類自然語言和數學語言的程序設計語言。也就是說,學習編程語言類似于學習一門外語的語法,只是提高效率的工具。

語言是思維的直接現實。幾乎所有的少兒編程培訓機構都宣稱,少兒編程主要學的是編程思維以及解決問題的能力,而非編程語言本身的學習及高深專業代碼的編寫。因此,有必要進一步明晰“編程思維”概念。編程思維也稱計算思維(computational thinking),是指包含了問題表達及由計算機執行的一套解決問題的方法[1]。編程思維并不是計算機的思維,而永遠是人的思維。谷歌公司將計算思維概括為四種類型:分解問題、模式認知、抽象思維、算法設計。我國學者指出計算思維是一種解決問題的思維過程,能夠清晰、抽象地將問題和解決方案用信息處理代理(機器或人)所能有效執行的方式表述出來[2]。盡管定義形式各異,但可見編程思維的本質是“解決問題的一種方法”,是一種復合型過程思維。

從1968年依托LOGO編程語言的小海龜繪圖(Turtle Graphics)誕生,到2007年首個面向兒童的編程語言Scratch發布,計算機語言已經越來越接近人類思維,編程語言也越來越智能化,這是少兒編程得以實現的前提;信息化技術的日新月異和人工智能的普及,對未來人才提出了諸如信息的提取、處理和分析以及解決問題的能力等“特殊品質”要求,這是少兒編程日益受到重視的現實背景。可行性與現實需求兩個條件的變化,使得少兒編程教育得以在全球教育領域興起。

編程教育是時代發展的產物。編程教育特點符合以兒童發展為中心的學生觀,以生活為內容的課程觀,以解決問題為方法的教學觀。編程教育不是某一種教學模式,而是以人機對話平臺為載體,結合諸如設計思維(Design Thinking)、基于問題的學習(Problem-Based Learning)、基于項目的學習(Project-Based Learning)、做中學(Hands-on Inquiry Based Learning)等新教育理念及模式,以達成計算思維能力的養成。從這點看,它又是以心智或思維訓練為目標的教育。編程教育的目的不是“learn to code”,而是“code to learn”,即學會“舉一反三”,將計算思維能力遷移到其他領域的學習中、去解決人工智能時代生活中遇到的其他問題的能力。

“少兒編程培訓熱”背后的理論及實踐困境

國內“編程培訓”火熱進行的同時卻遭遇理論及實踐困境,具體表現在以下方面。

(一)存在合理性困境

少兒編程并未凝練出“排他性”的核心能力目標。少兒編程學習所追求的“核心素養”到底指什么?目前少兒編程培訓的具體學習目標有多種提法,如觀察力、想象力、創造力、邏輯思維力、問題解決、空間思維、判斷性思維、序列與條件、調試操作九大能力的培養;又如思考問題全面、有條理、深入、毅力、耐心、專注、嚴謹等。雖然目標更具體,好像什么都說了,但實際上又什么都沒說,因為這些都不是編程教育所獨有的真正內涵性要素。

編程思維是解決問題的一種方法,是一種復合型能力,其所包含的核心素養由表及里、由易到難,應當主要表現在信息的提取與處理和基本算法設計與理解。總體而言,編程思維是一種過程思維,而硬要被市場打造或虛構成一種結果性的具體能力,無疑會使基于形式訓練而存在的編程教育陷入存在合理性困境。

(二)內容合理性困境

少兒編程一般是針對小學及以下幼兒設計的編程模式,把原來復雜的英文代碼編程語言轉換成圖形化、指令化、模塊化的方式,依據兒童的心智程度,設計一系列在人機交互模式下以游戲闖關、趣味數學、圖形圖畫等為主要內容,以問題解決為目的的“項目”。因此,適宜兒童智力特征的趣味性是其第一原則。這樣一來,有趣的少兒編程內容就成了“居間的事物”,應該“通過使學生了解存在的聯系,從而使材料有興趣”,而不是“通過外部的和人為的誘因使材料有興趣”[3]。如果少兒編程內容過于強調趣味性,就會淡化編程教育的真實目的;如果為了使少兒編程居間于兒童與編程思維或計算思維之間,就容易強行“把某種富有魅力的特征加到本來不感興趣的教材,用快樂行賄,引誘兒童注意和努力”。“少兒編程到底算不算編程”是有爭議的,有部分家長及教師認為Scratch等少兒編程工具太簡單太小兒科了。這種質疑的背后是對少兒編程培訓內容嚴肅性的考問。此為少兒編程培訓所遭遇的內容合理性困境。

讓孩子直接學習目前流行的Java、C/C++等由字母代碼組成的程序語言確實沒有太大意義,畢竟作為工具的編程語言不斷更迭是必然現象,若干年后它們將會被新的語法結構及規則所替代。因此,編程教育將重心放在了形式訓練上,倡導“編程化學習”,強調代碼字符和程序語法背后的核心素養,這是超越工具語言學習的“術”而應去追求的“道”。

(三)操作合理性困境

編程教育首先是教育。課程體系是編程教育的核心內容,是保證其健康發展的根本。沒有持續性、體系化的課程,都算不上少兒編程教育。目前我國少兒編程培訓市場火熱,但規范性不足,尚未形成科學的課程體系和培訓理念,課程設置良莠不齊,未形成基于教育科學理論的相對統一的標準,甚至存在虛假宣傳、違反廣告法的情況。課程體系的混亂還表現在師資短板上,培訓市場并無行業資質標準,從業者大多只具備信息科學的專業性而不具備教育性。

對編程思維的理解及定位不清晰首先影響了課程目標的聚焦,進而使課程體系及培訓理念陷入混亂。一些培訓機構根據皮亞杰認知發展理論,認為孩子滿7歲便處于具體運算階段,可以通過可視化圖形編程,以“積木”搭建的形式培養孩子編程思維。從教育學視角來看,這一學習過程需要以孩子的抽象思維能力為基礎;但是同樣根據認知發展理論,7-12歲的孩子并不具備抽象思維。理念矛盾的背后還揭示了少兒編程教育適宜年齡的問題,培訓市場的鼓吹趨向少兒編程低齡化,已經擴展到了3-5歲群體,不得不說這種資本綁架教育的行為極不利于編程教育的長遠發展。

在基礎教育階段,編程思維究竟是認知發展的高階段結果還是促進認知進一步發展的基礎?從形式教育角度看,編程思維無疑是綜合了邏輯思維等思維能力的高級思維,但這樣的高級思維需要學科實質內容的支撐才能開花結果,因此,編程教育的專業性與教育性需要進一步融合。此為少兒編程培訓所遭遇的操作合理性困境。

毋因“少兒編程熱”忽視非邏輯、想象力、生活經驗的重要性

編程教育作為信息素養提升的一個重要組成部分,在當代基礎教育中的重要性不言而喻,但少兒編程培訓市場火熱現象正如上文所分析,這種人機語言的學習是被夸大了的。下面將從教育學視角對此展開辨析。

(一)生活世界中非邏輯比邏輯更重要

生活中,我們除了要與機器對話,更要與人對話,前者只是為了利用機器解決某個問題,而后者才是人類生活本身及其所創造文明的本質。生活語言和人機語言這兩種對話方式對邏輯有著不同的要求。在日常生活中,語言的理解不在于其多么符合“邏輯”,或者多么完美精確,而在于語境,在于放置于“上下文”之中,在于回歸到整體情境和實際生活情境之中去理解,當說一句話“不合邏輯”的時候,實際上已經是將語言脫離了生活[4]。人們日常生活中的實踐邏輯包含了科學邏輯,但遠不止這些,生活不是單純的邏輯,也允許大量非邏輯的存在。對處于認知及人格成長期的少年兒童來說,他們在成長過程中所接受的教育不應是片面且過度的,編程訓練對他們絕不是最重要的,更不可以借此忽略甚至替代生活世界中的實踐邏輯。

現實生活中的實踐邏輯與隱喻[5]的思維方式非常相似。作為一種思維方式,隱喻是直接認同,邏輯是層層擴展;隱喻訴之想象,邏輯訴之規則;隱喻追求獨特和生動,邏輯追求嚴謹和雄辯;隱喻善于創造,邏輯長于說明;隱喻的閱讀依賴于文化背景和個體生活經驗,而邏輯的掌握則依賴于專業知識的學習和應用……兒童面對的首先是一個生活世界,所使用的語言是日常語言,因此對他們來說,直接認同、想象、獨特和生動、創造、文化背景和個體生活經驗等非邏輯秉性在他們身上是重要且必需的存在。其實對成人又何嘗不是這樣,生活世界和人的問題的深層把握是很難通過邏輯途徑來完成的,日常語言本身就攜帶了大量隱喻,消解甚至對抗著科學語言的“邏輯化”“客觀化”和“中性化”。

(二)兒童想象力比程式化更重要

編程教育雖然屬于以科創精神為特點的現代信息技術課程的主要內容,但編程思維不等同于創新素養。標準化、程序化的解題方法有可能導致機械化、單一化的思維方式。如果任由市場把少兒編程培訓拔得過高,兒童過早、過度參與編程培訓,那么宣稱提升科技創新能力的編程培訓反而有可能會禁錮思維、扼殺孩子的想象力。

有人認為生活中編程思維的運用隨處可見,比如整理明天上學的書包:分解(拆解問題)——看課程表,取出今天的書、放入明天的書。模式識別(觀察規律、趨勢)——發現今天和明天上的課有些是重復的。抽象(建立自己的模式)——書包里保留今明兩天重復上課的書,只取出明天不上課的書,放入明天上課的書。算法(設計步驟解決問題)——判斷今明兩天是否有重復的課,如果沒有,取出今天所有的書,放入明天上課的書;如果有,保留重復課書本,取出明天用的書本,再放入其他明天上課用書。這些在科學話語限制下的種種表達使得少兒編程的培訓、編程思維的學習顯得既“生活化”又“科學化”,但如果將生活中的簡單常識問題如此程式化、復雜化,難道不是一種自我束縛,不會摧殘孩子的想象力嗎?

年輕人富于想象,而老年人長于推理。兒童本應是充滿童真、想象力和感性的,有條理和思路清晰是隨著年齡增長而逐步增強的。想象力來源于早年發展所獲得的常識,而常識產生于介于真假之間的“或然性”。意大利思想家維柯就強調了“或然性”[6]  對想象力的重要性,并反對運用批判的方法在維護真理、擺脫謬誤的同時,還從頭腦中清除了所有或然性。教育者絕不應當剝奪孩子的這種想象能力。為了保護想象力,“常識必須盡可能早地從青年人那里發展起來。要不然,在成年之后,他們的日常行為就會變得怪誕而狂妄”[7]。因此,過早接受強調真理性、客觀化的編程訓練,勢必會壓縮基于或然性的常識的生存空間,從而剝奪并影響孩子的想象力。

(三)編程技能并不需要“童子功”

上海STEM 云中心主任張逸中認為學編程是急不出來的,“開竅”了才學得好,超前學習反而有可能導致一知半解、思維定式、后勁不足[8]。有些技能如競技類體育項目、樂器演奏等,需要在童年期依靠肌肉記憶、聽覺記憶等打下堅實的基礎,因此要靠童子功,但編程學習不是。少兒編程不是依樣畫瓢,更多的是習得一種在人工智能情境下、依靠人機對話方式達成解決問題的思維能力,而思維運用與提升都是建立在一定基礎知識之上的,需要多種基礎能力的搭建與匹配。思維的開始階段是經驗[9],情境應該具有引起思維的性質[10],生活中的經驗感才是教育的邏輯起點。

對少兒來說,首要的事情是盡可能多地去感受體驗外在生活,注重學習與現實世界的聯系,而不能在兒童還“腦袋空空”的時候讓他們一頭扎進人機交互界面,被程式化人機語言將心智固化。總之,編程技能并不需要“童子功”,編程APP和類似玩具不應取代傳統童年游戲活動。皮亞杰的認知發展理論認為,兒童成長過程中每個階段都有必須完成的任務,否則就會為將來發展的自我統一性埋下危機。因此,我們應該順乎自然地教給孩子科學,這樣,孩子就漸漸地而不違反天性地習慣于按照他們的年齡能力來推論。過早、過度投入學習編程,不僅事倍功半,還會對兒童的全面發展形成諸多潛在不利影響。如很多孩子的繪畫作品畫的是人機交互畫面,這雖然可以看作人類在時代特征投射下的一種自適應,但更是信息時代電子產品對人的異化、兒童生活經驗貧乏所產生的現象。

編程思維是一種復合型過程思維,強調通過整體和學習的過程去獲得,不能將其分成若干具體單項而進行基礎訓練。整體絕不是部分的簡單疊加。除了生活經驗之外,學校的基礎課程可以為編程思維提供足夠的認知基礎能力的保證,如自然語言的讀寫及理解能力、數理邏輯能力、分析歸納能力等。再加上學校信息技術方面的課程,對于啟發孩子思維訓練及提高信息素養已然足夠。市場上少兒編程培訓內容主要是生活中常見的圖形可視化游戲、數學趣味題等在一起混編而成的“項目化學習”模塊,用“操作化指令”去完成項目式的闖關任務,其實是使用網絡電子游戲的外殼,只是內容換成了智力趣味題。此現象是編程培訓市場為迎合“超前學習”而作出的削足適履的行為,其結果必然是足傷而履棄。信息教育與少兒編程培訓是完全不同的概念,對適齡兒童進行適切的編程思維訓練是合理且有必要的,但炒作概念、夸大效用、以盈利為目的的“編程”營銷是應該被抵制的。在規范少兒編程培訓市場、健全市場準入制度的同時,我們也要反省學校教育的信息類課程建設是否存在落伍、形式化、枯燥等問題,存在一定程度的“缺位”,給“少兒編程培訓熱”留下了上位空間。

編程培訓只應是面向特定人群的小眾化項目,如同音樂、舞蹈等興趣班一樣平常,不能走向無序無度的資本賽道和競賽狂歡。人人都要會駕駛,但不必人人都會汽車修理。過度追捧所謂“通往未來的語言”,將人機語言的“邏輯化”“客觀化”和“中性化”過早植入少兒的全部心智,不僅焦慮了家長,還會異化了孩子,最終也會使編程教育不可避免地陷入類似“全民奧數”的怪圈,成為教育花園里盛開的一枝罌粟。如何在實現國家科技強盛的同時培育出健康、有趣的靈魂,這是值得我們去反思的。

(郭學軍,系北京大學教育學院博士研究生,新疆石河子大學師范學院講師;汪傳建,系新疆石河子大學信息科學與技術學院教授、博士、碩士生導師)

《人民教育》2019年第10期

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