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基于计算思维三维框架的Scratch教学设计与实证研究

王颖欣  
【摘要】:随着科学技术的发展,从国内外现状、我国新课程改革以及信息技术课程的学科核心素养等等方面进行分析后,发现计算思维已经逐渐成为现今社会每个人都应该具备的一项基本技能,无论是科学家、研究者,还是学习者。对于学生而言,计算思维主要是使其学会如何运用计算科学的理论概念去解决不同学科的问题,同时可以使其更好地适应未来的信息化社会。而怎么样培养和评价学生计算思维能力的发展就成为了教育研究者重点研究的问题。本论文是利用国外麻省理工学院MIT提出的计算思维三维框架模型,开发了适应国内教育情况的Scratch课程教学设计。通过让学生学习Scratch课程,研究和分析此课程对学生计算思维能力发展的作用与影响。首先本研究对计算思维及其评价和培养方式和Scratch教学应用进行文献整合,梳理了国内外的相关研究现状,重点阐述了计算思维三维框架的相关内容以及总结了文献中值得借鉴的地方,之后完成了本研究相关概念和理论基础的整理。其次,在ADDIE教学设计模型下通过分析教学目标和学习者等,设计课程理论与方法和课程内容与结构等,结合了教学工具Scratch的特点和思维能力培养的特殊性,开发了基于计算思维三维框架的Scratch课程的教学设计。并在为期4个月内的课堂中开展了面向西安市课外班的24名7-8岁学生的Scratch课程教学实证研究。该课程主要是以计算思维三维框架作为教学目标和评价标准,通过教学活动的实施引导学生在情境下完成学习并且逐步实现其计算思维能力的发展。最后,对课堂的监控、学生手册和学生访谈内容等数据进行整理分析,讨论了本次Scratch课程的教学效果、对学生计算思维能力发展的影响以及学生对其课程的态度。通过本次研究调查分析,结果表明大部分学生对基于计算思维三维框架下的Scratch课程很感兴趣,并且无论在计算概念、计算实践和计算观念方面,学生的能力都有所进步。通过作品的总结性评价发现学生对计算概念的使用越来越熟练,通过课程的形成性评价发现学生的计算实践应用能力逐步提高,与此同时也促使了学生计算观念的形成。通过研究调查分析,发现将计算思维三维框架应用到面向学生计算思维能力培养的Scratch课程中,有利于培养学生计算思维能力的发展。


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