摘 要：本文首先阐述了在中小学开展编程教育重要性，通过对学习者学习特征的分析总结，提出利用图形化编程与开源硬件结合开展编程教育的思路，并进行了校本课程的系统构建，最后通过典型的课程授课案例展示如何进行课程的实施与评价。
关键字：中小学 编程 课程 开发
一、前言
进入21世纪，人类走进了信息时代，人们的生产、生活、学习的方式不断产生着巨大的变革，并且向着智能时代转变。作为中国未来的建设者和接班人，在青少年时期，获得良好的信息学科核心素养非常重要，这将影响到他们的一生。
我国早在十九世纪80年代就在中小学开设了信息技术课程，自此，学生的信息技术能力得到了显著加强，然而这也不足以满足智能时代的需求。编程教育，能够很好的培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任意识，满足智能时代对于人才的需求。因此，在中小学普及编程教育势在必行。同时，基于各地学校基础和学生情况各不相同，因此，开发适合的校本课程是关键所在。
二、中小学生学习特征分析
任何一门校本课程，最重要的就是能够方便落地与实施，这就决定了课程开发必须依据学习对象的学习特征和学习基础，经过笔者的授课实践和反思，总结出中小学生具有如下学习特征：
1、中小学生天然的对新事物具有很大的好奇心和求知欲，喜欢形象化的事物，喜欢动手操作，抽象思维不强；
2、经过各科的初步学习，中小学生已经具备了一定的科学素养，遇到问题能够有意识的从科学角度去解决；
3、中小学生团队合作意识较强，喜欢共同完成某项任务，并能从合作过程中获得成果的喜悦。
中小学生的这些学习特征和学习基础决定了校本课程的课程内容和授课形式。编程教育本来就是一项抽象枯燥的学习活动，面向中小学生这一学习对象，编制图形化编程与硬件操作结合为主的课程内容，采用“生活化问题解决”授课情境，契合中小学生的学习特征。
四、校本课程体系构建
1、编程软件的选取：
编程教育领域适合于图形化编程教育的软件有很多，经过试用和比较，本研究选用Kerobot（啃萝卜）这一软件，该软件具有直观、易用、易学等优点，并且可以实现与硬件的快速结合，方便学生观察和理解。
2、编程硬件的选取
市场上推广的编程硬件有很多，本研究主要采用arduino创客套件进行课程开发，arduino套件具有价格低廉，开放兼容性高等优点，非常适合中小学生进行编程学习和实验操作。
3、编程校本课程体系
本研究依据由易到难的顺序编制课程内容，螺旋式进行新旧知识的穿插和引用，每个学习项目都设置一个贴近学生生活的问题情境开展教学和探究，具体课程内容设置如下表所示：
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五、典型课程实施案例
《项目3：智能数字化楼宇照明系统》
1、课程引入、情境创设
同学们，在我们生活的许多地方都安装电灯，通常我们是通过开关控制一盏点灯的开和关，但这种方法有一些缺点，比如晚上，我们离开房间时忘记了关灯，这势必会造成电源的浪费，同学们思考一下，该怎么很好地解决这个问题呢？（引导学生思考解决问题的方法并回答）
学生提出不同的解决方案，最终教师引导学生选取最优智能方案：人来灯亮，人走灯灭。
2、作品展示
教师展示自己制作的代表作品，通过展示，让学生初步了解其中的功能和奥妙。重点讲解完成作品的关键元件——人体红外模块。
3、硬件准备
学生按照教师提供的硬件清单，自己挑选出需要使用的硬件，准备制作。
4、模拟设计
学生在老师的指导下，打开Kerobot软件进行作品各部件的搭建和连接。
5、硬件组装
学生在老师的指导下，根据自己的模拟设计和线路连接，完成硬件实体的组装和接线。
6、智慧编程
教师讲解作品各模块之间的逻辑控制关系。
学生进行交流讨论，尝试自己描述出这一逻辑关系。
教师在学生回答基础上，引导学生得出选择算法结构。
教师引导学生如何通过软件编程实现这一算法。
学生尝试自己编程完成程序设计。
7、上传测试
通过usb数据线使硬件与电脑相连，上传程序到主板，进行效果测试，若失败则原因，调试程序继续上传测试，直到成功。
8、展示评价
教师检查学生完成作品情况，对优秀的学生作品进行全班展示，并给予点评与鼓励，将每位学生的表现和作品情况记入过程性评价量规表中。
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六、研究小结
中小学编程教育的模式和思路有很多，归根结底都要依据学生的年龄特点和学习特征进行校本课程的设计。本研究仅仅是笔者对多年教学实践经验的梳理和总结，以期对广大信息教育战线上的同仁起到抛砖引玉的作用，不妥之处还望批评指正。
参考文献
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[2] 李明蔚等.基于教育机器人的中小学程序设计课程体系研究[J].软件导刊（教育技术）,2018,(04):29.
[3]刘志新. 基于开源项目构建中小学编程课程体系[J].信息与电脑（理论版）,2016,(04):132.
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