面向计算思维培养的游戏化教学活动设计与实践研究 ——以J市M中学信息技术课程Python模块为例

作     者：郑冰婷 

作者单位：河北科技师范学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李建英;崔海涛

授予年度：2024年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：高中信息技术 计算思维 游戏化教学 Python 教学活动设计 

摘      要：21世纪以来,人工智能作为新一轮产业革命的核心驱动力,已成为各国科技竞争的新焦点,备受各国教育学者的广泛关注。计算思维作为人工智能基础思维,已然成为21世纪学生必备的关键能力。经研究发现,编程教育是中小学阶段培养学生计算思维的主要途径。然而,也有相关研究指出学生在编程学习过程中往往会因编程环境的复杂语法细节而分散注意力,难以有效整合新知识与既有知识体系,不利于计算思维的培养。在前期调研中,笔者发现在传统讲授教学模式下,编程教学缺乏足够的互动性,导致学生随着知识难度的提升,学习兴趣逐渐减退。由此,游戏化教学应运而生,将游戏元素和游戏机制融入教学活动中,不仅能有效激发学生的学习兴趣,更能够通过富有挑战性游戏的游戏设计,引导学生主动思考、解决问题,进而培养他们的计算思维能力。为此,本研究构建了面向计算思维培养的游戏化教学活动框架,通过三轮行动研究检验其有效性,以期提高学生计算思维水平,激发学生的学习兴趣。 本研究采用文献研究法、课堂观察法、问卷调查法、访谈法等研究方法,以深入开展教学研究。首先,通过查阅国内外文献,总结计算思维、游戏化教学以及两者结合的研究现状,界定核心概念,为本研究奠定坚实理论基础。其次,对M中学信息技术的教学现状以及学生的学习情况进行了深入的实地调查,进而分析在高中信息技术课堂中实施面向计算思维培养的游戏化教学的必要性与可行性。在此基础上,依据相关理论基础和游戏化设计原则,提出面向计算思维培养的游戏化教学活动框架,并进行三轮行动研究,通过观察反思不断完善教学活动过程。最后,通过计算思维量表等测量工具,对教学效果进行深入分析,验证游戏化教学活动框架设计的有效性。 研究表明,面向计算思维培养的游戏化教学活动设计有助于培养学生的计算思维,提高学生的学习兴趣。