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摘 要 编程教育作为国家培养未来社会复合型人才的一项教育政策，重在培养学生的计算思维能力。国内近几年也将编程作为基础教育中一项重要的内容，很多学校专门开设编程课程的学习，但是由于男女生自身的生理特征和智力发展，形成一定的差异。围绕男女生在编程学习中的表现展开研究。
关键词 编程教育；性别差异；计算思维；复合型人才；图形化编程；Scratch
中图分类号：G652 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2018）14-0054-04
Study on Differences between Male and Female Graphical Pro-gramming Learning//WANG Haipeng， ZHU Qingyun， GUO Ziye
Abstract As an education policy of national compound talents in the future， programming education emphasizes on cultivating students’ computational thinking ability. In recent years， programming has also
been regarded as an important part of basic education. Many schools specialize in programming courses. However， due to their own phy-siological characteristics and intellectual development， boys and girls
have made some difference in programming learning in what will be the performance of this article around these issues started a study.
Key words programming education； gender differences； computa-tional thinking； compound talents； graphic programming； Scratch
1 编程教育现状
现代认知心理学把学习分为陈述型学习和程序型学习，前者是搞清楚是什么，而程序型学习是如何做。少儿学编程就是培养孩子的程序型学习能力，养成严谨习惯，锻炼数学思维，形成解决问题的能力，通过与人沟通、团队合作来实现解决问题。随着时代的要求，越来越多的国家开始重视编程教育。
2013年，美国发起“编程一小时”活动。活动开幕时，时任总统奥巴马向民众呼吁：“不要只是买一个新的电脑游戏，自己做一个；不要只是下载最新的应用程序，帮助设计它；不要只是在手机上玩玩，编写它的代码。”到2015年，“编程一小时”活动已经吸引了180多个国家的数千万人参加[1]。
2014新版英国国家课程标准中，计算机课程被规定为英国5～16岁学生的必修课，其中编程教育占有重要地位。自此，英国也成为G20中第一個将编程教育纳入国家核心课程的国家[2]。英国编程教育的发展从1968年到现在，编程教育也在逐年得到重视和发展（如图1所示）。
2014年，韩国在72所学校试点将编程作为必修课程；2015年，试点学校扩大到130所；2018年，编程将全面进入韩国中小学必修课程[1]。
在日本，2020年前将把编程纳入小学必修课程，2021年加入初中课程，2022年加入高中阶段。
2017年7月20日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。
2 男女生学习差异现状
由于性格特征、智力发展和社会环境等因素的影响，造成男女生在学习方面形成很大差异。在智力方面，小学阶段女生的智力发展远比男生智力发展要快，女生的自制力要高于男生，且在4～7岁之间基本保持不变，而男生呈现下降趋势。步入中学阶段后，处于青春期的青少年身体发育较快，男生的智力发育突飞猛进，逐渐与女生的智力发展水平相持衡，男生在理工科学习中的优势也逐渐凸显出来。这就使得在人们固有的观念意识中，认为女生的理工科思维能力明显逊于男生，男生的成功相对容易得到认可[3]。因此，进入高中和大学阶段，很多女生避开理科课程和专业选择，在以后的职业中也就自然看到更多的男生从事理科类的像计算机、电子、机械、航空等方面的工作。
国内近几年随着STEAM教育的兴起和人工智能时代的到来，学校也大力开展编程教育，培养学生的计算思维和问题解决能力。那么，男女生在编程学习方面是怎样的具体情况呢？
3 男女生编程学习情况
编程学习成为适应未来社会的一种基本能力，学校也开展了不同形式的编程教育，像社团课、校本课程，或者针对计算机课的内容实施。但是会发现作为选修的编程课，大多是男生来上课学习，很多教师也反映，女生对编程的兴趣不如男生。那么，女生对于编程是怎么样的态度呢？
本文对上海市新杨中学六年级Scratch图形化编程课程展开实验研究，从中选取两个从未接触过编程课程的班级，男生25人，女生48人，对其进行为期一学期的教学。在进行几次简单的图形化编程介绍和基本的课程教学之后，对男女生关于图形化编程的情况进行初步问卷调查，如表1所示。 通过表1所示数据可以看出，在对于图形化编程的兴趣方面，男生有80%感兴趣，女生只有43.75%非常感兴趣；对于自我学习编程的认知方面，有92%的男生认为自己适合学习编程，相对而言，有62.5%的女生认为自己适合学习编程；在对于编程实际学习情况方面，有52%的男生认为自己没有任何困难，只有18.75%的女生在编程学习中没有任何困难。
通过以上男女生编程学习情况的问卷调查可以看出，在编程学习的兴趣、态度、自我认识等方面，男女生在编程学习中有很大差异，女生在编程学习中处于弱势地位。
4 男女生编程学习情况研究
本文为了对女生编程学习情况进行更加深入的了解，首先实施三次图形化编程教学之后，然后进行编程能力测试，给定表2所示题目和要求、图2所示测试样例，测试时间为30分钟。同时结合编程学习的特点和要求，制定表3所示评价标准，侧重从完整性、技术性、创造性和艺术性四个维度进行评分。
对于学生的作品，根据评分标准分维度打分，然后对男女生在总分、技术性和创意性等维度，运用SPSS进行差异性检验，具体数据分析结果如表4～表6所示。
除去空白等特殊情况的无效作业，此次测试共收集学生作品37件，其中男生19件，女生18件。分别对这些作业根据制定的标准进行评分，根据总的得分情况进行男女生性别分组，在SPSS软件中进行独立样本t检验。
在检验结果中，如表4所示，可以看到男女生在总体分数上存在显著性差异（0.021<0.05，P=0.05）。
为了更清楚地了解性别方面的差异，针对每个维度又进行独立样本t检验。其中，在技术这一维度上，如表5所示，发现男女生在技术层面存在显著性差异（0.004<0.05，P=0.05），男生在技术性维度的得分远远高于女生。这可能与男生在编程的逻辑性思维和分析综合运用方面有较强的能力有关。
如表6所示，男女生在创造性方面也存在显著性差异（0.04<0.05，P=0.05）。根据得分情况来看，女生在创造性方面的得分多数高于男生，她们比较注重故事主题的创造，在场景和角色选取、整体设计构思方面表现更好。
5 女生编程学习策略
对于编程学习，女生在兴趣和态度方面低于男生，在编程学习的总体表现上男女生存在明显差异。总体上，女生在编程学习方面的总体成绩不如男生，男生在逻辑思维、技术操作层面远优于女生，但是女生在创造性方面有很突出的表现。女生在编程学习方面有其独特的特点，需要引起更多的关注，也希望能够采取适切的方法帮助女生提高编程学习的兴趣和能力。
消除刻板印象 传统观念认为，编程更适合男生，女生对于编程的学习有很多劣势。在中小学的一些编程选修课中，男生在选课中也占有相当大的比例。很多女生，她们的家长以及教师都有普遍的刻板印象，认为女生学习编程相对男生有较大困难。在实际的编程学习中，女生可能面临比较复杂和抽象的逻辑问题，男生相对于女生有较好的解决这些问题的能力。
因此，在可视化编程教学中，首先要帮助女生消除自己不适合学习编程这样的刻板印象。如在课堂教学中进行榜样教学，介绍一些女编程员学习编程的成长历程，让女生通过榜样学习建立信心。同时认识到可视化编程简单易學、生动有趣的特点，消除定式思维。
提升逻辑思维能力，增强自我效能感 在编程教学中要注意到男女生逻辑思维方面的差异性，在编程教学中要分梯度进行，把复杂的程序语言分解成各个梯度进行讲解，使女生能够快速掌握复杂的编程逻辑，提高自我效能感，建立信心，提升编程学习的兴趣。
提供更多适合女生的编程学习资源 在美国，Girls Who Code就是一个提供女性编程学习、消除性别差异的非营利组织；code.org是由马克·扎克伯格、比尔·盖茨和谷歌共同建立的编程学习平台；Made With Code是由谷歌公司创办的女性编程项目学习平台，目的是帮助那些想要学习编程的年轻女性开展学习，提供面向女性的编程项目、故事和资源等内容，目前提供了13个编程科目。
国内也有一些编程资源平台，像Scratch社区，在社区中每个人都可以分享发布自己的作品，也可以对别人的作品进行再创作。这就使得很多女孩可以在这里来学习编程，和全世界的Scratch爱好者一起来交流学习。但是除此之外，其他能够方便女生进行编程学习的开放平台就寥寥无几，因此需要开发建立更多丰富有趣的开放资源来为女生学习编程提供更多的机会。
6 研究总结
编程教育作为国家人才培养的一项教育策略，旨在培养具有高阶思维的21世纪人才。在基础教育阶段，中小学侧重于Scratch、Mixly等图形化程序教学，高中侧重于VB、Arduino、python等纯代码程序语言教学。通过实验研究发现，对于低难度梯度的图形化编程语言，男女生在编程学习上存在一定的差异，例如：在学习兴趣和态度方面，女生的表现低于男生；在实际的编程学习中，男生在技术
性、逻辑思维方面优于女生，女生在创意创造性方面比男生有更好的表现。因此，在课堂编程教学中应该认识到男女生编程学习的差异，采取适当的干预策略，帮助学生更好地学习编程语言。
参考文献
[1]李宁，李文昊，田玉贺.编程教育浪潮来袭[J].上海教育，2016（2）：16-19.
[2]王宏燕，田玉贺.英国：编程教育进入国家课程[J].上海教育，2016（2）：20-23.
[3]袁磊，赵玉婷.小学女生在STEM教育中的学习差异及对策研究[J].中国电化教育，2017（6）：73-79.
关键词 编程教育；性别差异；计算思维；复合型人才；图形化编程；Scratch
中图分类号：G652 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2018）14-0054-04
Study on Differences between Male and Female Graphical Pro-gramming Learning//WANG Haipeng， ZHU Qingyun， GUO Ziye
Abstract As an education policy of national compound talents in the future， programming education emphasizes on cultivating students’ computational thinking ability. In recent years， programming has also
been regarded as an important part of basic education. Many schools specialize in programming courses. However， due to their own phy-siological characteristics and intellectual development， boys and girls
have made some difference in programming learning in what will be the performance of this article around these issues started a study.
Key words programming education； gender differences； computa-tional thinking； compound talents； graphic programming； Scratch
1 编程教育现状
现代认知心理学把学习分为陈述型学习和程序型学习，前者是搞清楚是什么，而程序型学习是如何做。少儿学编程就是培养孩子的程序型学习能力，养成严谨习惯，锻炼数学思维，形成解决问题的能力，通过与人沟通、团队合作来实现解决问题。随着时代的要求，越来越多的国家开始重视编程教育。
2013年，美国发起“编程一小时”活动。活动开幕时，时任总统奥巴马向民众呼吁：“不要只是买一个新的电脑游戏，自己做一个；不要只是下载最新的应用程序，帮助设计它；不要只是在手机上玩玩，编写它的代码。”到2015年，“编程一小时”活动已经吸引了180多个国家的数千万人参加[1]。
2014新版英国国家课程标准中，计算机课程被规定为英国5～16岁学生的必修课，其中编程教育占有重要地位。自此，英国也成为G20中第一個将编程教育纳入国家核心课程的国家[2]。英国编程教育的发展从1968年到现在，编程教育也在逐年得到重视和发展（如图1所示）。
2014年，韩国在72所学校试点将编程作为必修课程；2015年，试点学校扩大到130所；2018年，编程将全面进入韩国中小学必修课程[1]。
在日本，2020年前将把编程纳入小学必修课程，2021年加入初中课程，2022年加入高中阶段。
2017年7月20日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。
2 男女生学习差异现状
由于性格特征、智力发展和社会环境等因素的影响，造成男女生在学习方面形成很大差异。在智力方面，小学阶段女生的智力发展远比男生智力发展要快，女生的自制力要高于男生，且在4～7岁之间基本保持不变，而男生呈现下降趋势。步入中学阶段后，处于青春期的青少年身体发育较快，男生的智力发育突飞猛进，逐渐与女生的智力发展水平相持衡，男生在理工科学习中的优势也逐渐凸显出来。这就使得在人们固有的观念意识中，认为女生的理工科思维能力明显逊于男生，男生的成功相对容易得到认可[3]。因此，进入高中和大学阶段，很多女生避开理科课程和专业选择，在以后的职业中也就自然看到更多的男生从事理科类的像计算机、电子、机械、航空等方面的工作。
国内近几年随着STEAM教育的兴起和人工智能时代的到来，学校也大力开展编程教育，培养学生的计算思维和问题解决能力。那么，男女生在编程学习方面是怎样的具体情况呢？
3 男女生编程学习情况
编程学习成为适应未来社会的一种基本能力，学校也开展了不同形式的编程教育，像社团课、校本课程，或者针对计算机课的内容实施。但是会发现作为选修的编程课，大多是男生来上课学习，很多教师也反映，女生对编程的兴趣不如男生。那么，女生对于编程是怎么样的态度呢？
本文对上海市新杨中学六年级Scratch图形化编程课程展开实验研究，从中选取两个从未接触过编程课程的班级，男生25人，女生48人，对其进行为期一学期的教学。在进行几次简单的图形化编程介绍和基本的课程教学之后，对男女生关于图形化编程的情况进行初步问卷调查，如表1所示。 通过表1所示数据可以看出，在对于图形化编程的兴趣方面，男生有80%感兴趣，女生只有43.75%非常感兴趣；对于自我学习编程的认知方面，有92%的男生认为自己适合学习编程，相对而言，有62.5%的女生认为自己适合学习编程；在对于编程实际学习情况方面，有52%的男生认为自己没有任何困难，只有18.75%的女生在编程学习中没有任何困难。
通过以上男女生编程学习情况的问卷调查可以看出，在编程学习的兴趣、态度、自我认识等方面，男女生在编程学习中有很大差异，女生在编程学习中处于弱势地位。
4 男女生编程学习情况研究
本文为了对女生编程学习情况进行更加深入的了解，首先实施三次图形化编程教学之后，然后进行编程能力测试，给定表2所示题目和要求、图2所示测试样例，测试时间为30分钟。同时结合编程学习的特点和要求，制定表3所示评价标准，侧重从完整性、技术性、创造性和艺术性四个维度进行评分。
对于学生的作品，根据评分标准分维度打分，然后对男女生在总分、技术性和创意性等维度，运用SPSS进行差异性检验，具体数据分析结果如表4～表6所示。
除去空白等特殊情况的无效作业，此次测试共收集学生作品37件，其中男生19件，女生18件。分别对这些作业根据制定的标准进行评分，根据总的得分情况进行男女生性别分组，在SPSS软件中进行独立样本t检验。
在检验结果中，如表4所示，可以看到男女生在总体分数上存在显著性差异（0.021<0.05，P=0.05）。
为了更清楚地了解性别方面的差异，针对每个维度又进行独立样本t检验。其中，在技术这一维度上，如表5所示，发现男女生在技术层面存在显著性差异（0.004<0.05，P=0.05），男生在技术性维度的得分远远高于女生。这可能与男生在编程的逻辑性思维和分析综合运用方面有较强的能力有关。
如表6所示，男女生在创造性方面也存在显著性差异（0.04<0.05，P=0.05）。根据得分情况来看，女生在创造性方面的得分多数高于男生，她们比较注重故事主题的创造，在场景和角色选取、整体设计构思方面表现更好。
5 女生编程学习策略
对于编程学习，女生在兴趣和态度方面低于男生，在编程学习的总体表现上男女生存在明显差异。总体上，女生在编程学习方面的总体成绩不如男生，男生在逻辑思维、技术操作层面远优于女生，但是女生在创造性方面有很突出的表现。女生在编程学习方面有其独特的特点，需要引起更多的关注，也希望能够采取适切的方法帮助女生提高编程学习的兴趣和能力。
消除刻板印象 传统观念认为，编程更适合男生，女生对于编程的学习有很多劣势。在中小学的一些编程选修课中，男生在选课中也占有相当大的比例。很多女生，她们的家长以及教师都有普遍的刻板印象，认为女生学习编程相对男生有较大困难。在实际的编程学习中，女生可能面临比较复杂和抽象的逻辑问题，男生相对于女生有较好的解决这些问题的能力。
因此，在可视化编程教学中，首先要帮助女生消除自己不适合学习编程这样的刻板印象。如在课堂教学中进行榜样教学，介绍一些女编程员学习编程的成长历程，让女生通过榜样学习建立信心。同时认识到可视化编程简单易學、生动有趣的特点，消除定式思维。
提升逻辑思维能力，增强自我效能感 在编程教学中要注意到男女生逻辑思维方面的差异性，在编程教学中要分梯度进行，把复杂的程序语言分解成各个梯度进行讲解，使女生能够快速掌握复杂的编程逻辑，提高自我效能感，建立信心，提升编程学习的兴趣。
提供更多适合女生的编程学习资源 在美国，Girls Who Code就是一个提供女性编程学习、消除性别差异的非营利组织；code.org是由马克·扎克伯格、比尔·盖茨和谷歌共同建立的编程学习平台；Made With Code是由谷歌公司创办的女性编程项目学习平台，目的是帮助那些想要学习编程的年轻女性开展学习，提供面向女性的编程项目、故事和资源等内容，目前提供了13个编程科目。
国内也有一些编程资源平台，像Scratch社区，在社区中每个人都可以分享发布自己的作品，也可以对别人的作品进行再创作。这就使得很多女孩可以在这里来学习编程，和全世界的Scratch爱好者一起来交流学习。但是除此之外，其他能够方便女生进行编程学习的开放平台就寥寥无几，因此需要开发建立更多丰富有趣的开放资源来为女生学习编程提供更多的机会。
6 研究总结
编程教育作为国家人才培养的一项教育策略，旨在培养具有高阶思维的21世纪人才。在基础教育阶段，中小学侧重于Scratch、Mixly等图形化程序教学，高中侧重于VB、Arduino、python等纯代码程序语言教学。通过实验研究发现，对于低难度梯度的图形化编程语言，男女生在编程学习上存在一定的差异，例如：在学习兴趣和态度方面，女生的表现低于男生；在实际的编程学习中，男生在技术
性、逻辑思维方面优于女生，女生在创意创造性方面比男生有更好的表现。因此，在课堂编程教学中应该认识到男女生编程学习的差异，采取适当的干预策略，帮助学生更好地学习编程语言。
参考文献
[1]李宁，李文昊，田玉贺.编程教育浪潮来袭[J].上海教育，2016（2）：16-19.
[2]王宏燕，田玉贺.英国：编程教育进入国家课程[J].上海教育，2016（2）：20-23.
[3]袁磊，赵玉婷.小学女生在STEM教育中的学习差异及对策研究[J].中国电化教育，2017（6）：73-79.