面向初中生计算思维能力培养的设计型学习模式构建与实践研究

作     者：曹良政 

作者单位：江西财经大学 

学位级别：硕士

导师姓名：党建武

授予年度：2023年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：计算思维 设计型学习 教学模式 初中生 

摘      要：计算思维作为21世纪学生必备的思维之一,其培养越来越受到国家的重视。与国外不同的是,我国计算思维的培养起步相对较晚,最初开始于高等教育领域,现在则集中于中小学各阶段。发展计算思维,已经成为信息技术课程的价值体现之一,计算思维还有很多方面仍然值得研究者们关注,例如,怎样更加有效地落实计算思维培养,如何评估计算思维培养的成效。创新计算思维培养的教学模式与评价方式,成为目前教育研究人员及一线教师关注的焦点。而设计型学习作为一种较为新颖的教学模式,在培养学生问题解决能力和创造能力等高阶思维方面具有显著优势,在很多方面与计算思维培养要求相契合。据此,本研究尝试发挥设计型学习的优势,将设计型学习与计算思维能力培养结合,构建了以计算思维能力发展为导向的设计型学习模式,并将其引入初中信息技术课堂进行教学实验,以期促进初中生计算思维能力的发展。本研究首先对设计型学习和计算思维的相关文献进行梳理,了解其研究现状,对计算思维、设计型学习等相关概念进行了梳理。评析典型设计型学习模式的优缺点,对一线教师和相关教育技术学专家进行访谈和咨询,并对设计型学习模式发展学生计算思维能力进行可行性分析。最终从教师活动、学生活动、教学环节三个角度出发,围绕计算思维五大能力要素,构建了以计算思维能力发展为导向的设计型学习模式。随后,通过对学习者特征、教学目标和教学内容进行分析,设计教学实验方案,并选取长沙市B学校按照教学设计方案开展教学实验。以初中信息技术课程中的“初识算法与程序设计和“程序设计基础两个单元作为实验内容,随机抽取初二年级两个班级设为实验班和对照班,开展对照实验,验证该模式的教学效果。在教学实验开始前,采用改编后的计算思维评价量表对实验班和对照班实施前测,检验两个班级的计算思维能力是否存在差异。在教学实验结束之后,再对两个班级进行算法程序设计测试题测试和计算思维评价量表后测,并对不易察觉的细节采取学生访谈的形式,为全面评估学生计算思维能力提供补充,收集实验数据进行分析,得出实验结论,验证设计型学习模式培养学生计算思维的可行性和有效性。实验结果表明:(1)面向计算思维能力培养的设计型学习模式对发展学生的计算思维能力具有促进作用;(2)所构建的设计型学习模式有助于调动学生的学习积极性和学习探索性;(3)所构建的设计型学习模式对学生的学习成绩具有提升作用,即对比传统教学模式,设计型学习模式对学生掌握算法和程序设计基础知识更有效。最后,希望本研究能为其他教育研究人员和一线教师提供一定的借鉴意义,为提升学习者的计算思维能力提供新的思路,推动计算思维教育的发展。