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计算思维作为21世纪学生应具备的关键能力,越来越受到教育者的关注。如何培养信息时代背景下的合格数字土著、数字公民是国内外积极探究的课题。编程教育是计算思维培养的重要手段,在国家政策的推动下,信息技术学科教学中通过编程教育使得计算思维的培养得以落地。目前,国内关于利用可视化编程教学来提高小学生的计算思维实证研究尚未成熟,如计算思维的评价量表以及计算思维教学的指导理论仍需进一步探究。国内学者逐渐引进国际上先进的计算思维研究成果,为基础教育阶段探寻计算思维培养的理论与实践提供了指导。华东师范团队最新引进并翻译了国外较为成熟的计算思维量表,同时对其进行了本土化的验证,为本研究提供了重要依据。在信息时代,人们的认知方式发生了意义深远的改变,特征之一便是由个体认知变成了分布式认知,计算思维的培养研究应该顺应这种改变,应用分布式认知理论整合技术与教育,丰富计算思维培养理论,使计算思维培养实践发挥最大效能。基于此,本研究以分布式认知理论为指导,构建了小学生计算思维培养策略,开展了计算思维培养教学实践。
首先,本研究通过文献研究法了解国内外计算思维研究现状,明确本研究计算思维的内涵,采用ISTE的解读,将计算思维划分为创造力(Creativity)、算法思维(Algoritmic Thinking)、批判性思维(Critical Thinking)、问题解决(Problem Solving)、合作(Cooperativity)及交流技能(Communication Skills),并对理论基础进行阐释。然后,通过问卷调查法和访谈法了解研究对象的计算思维培养现状,主要包括研究对象的计算思维水平、计算机操作基础、计算思维应用意识、对信息技术课堂的需求与期待等情况,发现信息技术课程教学中存在的问题。继而,在理论依据与现实依据的支撑下,由分布式认知理论作为指导构建基于可视化编程的小学生计算思维培养策略。最后,采用行动研究方法将计算思维培养教学策略应用于《Scratch编程》课程教学中并检验教学效果,探索其是否有助于培养学生的计算思维,验证策略的有效性,并得出策略的使用经验。
在应用计算思维培养教学策略之后,学生在可视化编程Scratch教学中呈现了较强的学习动机,自主学习与合作学习得到了良好的开展,学生的计算思维得到了发展,在创造力、算法思维、合作能力、批判思维和问题解决等方面有了较明显的提高。本研究得出的结论有:
第一,调查发现,学生计算思维应用意识不高;学生计算思维有待提高;信息技术课堂教学方式需改善;小学阶段计算思维培养目标需要进一步明确。
第二,基于可视化编程的信息技术课程教学中,学生计算思维培养的有效教学策略包括:动机激发策略、方案构建策略、创意实践策略、交流反思策略、启发再创作策略、材料整合策略、资源支持策略。
第三,在计算思维教学中应注意:情境创设是基础,是计算思维培养活动的起点;教师要全面把控学习进度与深度,其在各教学环节的弹性干预尤其重要;教师要充分给予学生“做的经验”;学习方式要多元,自主学习与合作学习要兼顾;评价主体要多元,应将学生自评、同学互评和教师评价相结合;评价应贯穿整个教学过程;应用教学策略时要依据教学内容特点。
首先,本研究通过文献研究法了解国内外计算思维研究现状,明确本研究计算思维的内涵,采用ISTE的解读,将计算思维划分为创造力(Creativity)、算法思维(Algoritmic Thinking)、批判性思维(Critical Thinking)、问题解决(Problem Solving)、合作(Cooperativity)及交流技能(Communication Skills),并对理论基础进行阐释。然后,通过问卷调查法和访谈法了解研究对象的计算思维培养现状,主要包括研究对象的计算思维水平、计算机操作基础、计算思维应用意识、对信息技术课堂的需求与期待等情况,发现信息技术课程教学中存在的问题。继而,在理论依据与现实依据的支撑下,由分布式认知理论作为指导构建基于可视化编程的小学生计算思维培养策略。最后,采用行动研究方法将计算思维培养教学策略应用于《Scratch编程》课程教学中并检验教学效果,探索其是否有助于培养学生的计算思维,验证策略的有效性,并得出策略的使用经验。
在应用计算思维培养教学策略之后,学生在可视化编程Scratch教学中呈现了较强的学习动机,自主学习与合作学习得到了良好的开展,学生的计算思维得到了发展,在创造力、算法思维、合作能力、批判思维和问题解决等方面有了较明显的提高。本研究得出的结论有:
第一,调查发现,学生计算思维应用意识不高;学生计算思维有待提高;信息技术课堂教学方式需改善;小学阶段计算思维培养目标需要进一步明确。
第二,基于可视化编程的信息技术课程教学中,学生计算思维培养的有效教学策略包括:动机激发策略、方案构建策略、创意实践策略、交流反思策略、启发再创作策略、材料整合策略、资源支持策略。
第三,在计算思维教学中应注意:情境创设是基础,是计算思维培养活动的起点;教师要全面把控学习进度与深度,其在各教学环节的弹性干预尤其重要;教师要充分给予学生“做的经验”;学习方式要多元,自主学习与合作学习要兼顾;评价主体要多元,应将学生自评、同学互评和教师评价相结合;评价应贯穿整个教学过程;应用教学策略时要依据教学内容特点。