面向计算思维的小学结对编程教学设计与实践研究

作     者：王志云 

作者单位：河南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李社教;肖立志;宋磊

授予年度：2022年

学科分类：04[教育学] 

主      题：结对编程 计算思维 教学设计 

摘      要：在数字化时代计算思维可以提高学生问题解决能力,有助于应对生活中的谜题,是让人受益终生的技能。结对编程有助于培养合作能力、计算思维能力,这些能力是人类独特的能力,是人工智能无法替代的能力。然而目前学校课堂中大多通过独立完成作品培养低年级学生计算思维,以两人结对编程培养计算思维研究较少,尚缺乏对学生结对编程的积极引导,忽略了编程新手在独立适应编程学习过程中需要花费的时间较长,这可能导致学生对编程学习的兴趣与参与感降低。此外,在教育设备配置不均衡地区,缺少充足的教学资源的支持,考虑到低年级学生认知、心智尚不成熟以及教学资源的限制,因此本文采用结对编程以更加高效地培养小学低年级学生计算思维。本研究旨在培养小学生的计算思维,围绕小学信息技术结对编程课程开展行动研究,探索以结对编程为基础的小学生计算思维教学设计并进行实践,以期为小学信息技术结对编程课程提供参考案列,对结对编程计算思维培养提出建议。本文采用文献研究法分析计算思维、结对编程相关研究现状,论述结对编程培养学生计算思维的可行性,运用问卷调查法对学生的编程基础、合作态度、思维基础进行了解,以此为基础在“做中学理论、建构主义学习理论、“追求理解的教学理论指导下,开展基于结对编程的计算思维培养教学设计,使用三轮行动研究不断调整教学,应用SPSS 20.0了解学生教学实验前后计算思维水平,结合过程性评价和总结性评价分析教学效果。研究结论如下:(1)形成了基于结对编程的计算思维培养课程教学模型:教师预期学习结果→制定合适的评估证据→设计学习体验和教学,学生明确编程学习→结对设计编程→分享交流编程→反思评价学习的教学模型,教学从学习的结果开始逆向思考以促进学生计算思维的发展。(2)基于结对编程教学可以有效提高学生分解、抽象、算法思维、评估、概括五方面的计算思维发展,并且结对编程缩小了班级内学生之间的差异,班级不同水平学生计算思维能力都有了提升。(3)形成一套以表现性任务证据和其他的学生知识与技能证据的评价方式:通过量化的自评、学生互评、教师评价和文字表达形式记录学生的课堂学习表现、成长反思、编程作品完成情况,使用试题测量工具评价学生教学前后计算思维水平,实施结对编程计算思维学习。(4)结对编程学习运用于计算思维培养教学促进了学生文化基础、自主发展、社会参与三方面核心素养整体发展。最后,本文提出细分教学阶段任务目标奖励,激励学生参与课程;引导学生明确标准操作方法,提升学生能力;循序渐进地纠正学生思维习惯,促进学生知识内化;优化信息技术课堂资源建设,提高学生课堂体验感。研究丰富了教师开展结对编程计算思维培养参考,也为其他研究者下一步开展结对编程计算思维培养实践提供一些新思路。