不同结对编程策略对小学生计算思维培养的影响研究

作     者：钟馨 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜玉霞

授予年度：2024年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：计算思维 部分结对编程策略 编程教学 小学生 

摘      要：我国教育部于2022年颁布的《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》将计算思维作为信息科技学科核心素养之一。国际教育技术协会也提出,计算思维是一个人问题解决技能的延伸,可以发展人的创造力和批判性思维。对于小学生而言,计算思维的培养不仅关乎其未来在科技领域的竞争力,更是提升其综合素质和创新能力的重要途径。在近几年的问卷数据和测试结果中,我国小学生的表现仍未达到期望水平,距离新课标提出的对小学生计算思维发展的要求仍有一定距离。 在众多培养学生计算思维的策略中,结对编程策略(Pair Programming)表现出培养学生的编程技能和程序质量、提高计算能力以及协作技巧等优势。结对编程是指两个程序员在一台计算机上协同开发同一个编程任务,同时轮流控制计算机的一种工作方式。在结对编程实践中,学习者容易产生矛盾与冲突的情况。为解决这一问题,研究者们提出部分结对编程策略(Partial Pair Programming)。部分结对编程策略要求(1)针对同一个命题,学生被分为两人一组,在讨论协作的基础上分别在两个计算机设备上完成各自的编程项目;(2)结对双方均需提交一份完整的编程作品;(3)保证学生有独立的计算机操作设备和优质的共享环境。目前已有文献研究证明部分结对编程对比起独立编程和结对编程可以更有效培养小学生计算思维。但不同分组策略可能会产生不同培养效果,本研究将围绕小学生计算思维的培养设计两种不同的部分结对编程分组策略,通过实证研究的方式探究两种不同结对策略对小学生计算思维培养的效果。较多文献认同经验水平“高-低这种异质性的结对分组方式更有利于学生计算思维的进步,但更多的是针对结对编程分组方式的讨论。而使用部分结对编程策略时,异质性的结对分组方式教学效果是否依旧比同质性的教学效果更好是本研究主要关心的问题。为此,本研究设计经验水平异质性的结对分组作为实验组,设计经验水平同质性的结对分组方式作为对照组。研究选取广州市J小学的两个平行班进行为期两个月准实验研究,教学实验中全程使用部分结对编程策略进行教学。实验前后使用计算思维测试题对学生的计算思维水平进行测试,并在实验后抽取不同层次学生进行访谈。最后,对两组学生的计算思维测试情况和访谈情况进行分析。 经研究,本文得出以下结论:(1)经验水平异质性的分组策略使学生计算思维进步更显著;(2)经验水平异质性的分组策略使高层次学生计算概念进步更显著经验水平;(3)经验水平异质性的分组策略使低层次学生计算实践进步更显著;(4)部分结对编程策略可以显著提升小学生计算思维水平;(5)部分结对编程策略可以显著提升高中低各层次小学生计算思维水平。 本研究仍存在许多不足之处,如实验周期较短、实验样本量不足。希望未来能进行实验周期更长、实验样本量更大的教学实验,尝试利用现代技术手段来辅助结对策略的实施和评估。最后,在此希望本研究能对义务教育阶段学生计算思维的培养提供一定经验参考。