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实体编程促进计算思维发展:工具与策略

中国电化教育 2021年第8期 92-98页

作者：王佑镁宛平南希烜柳晨晨温州大学大数据与智慧教育研究中心浙江温州325035

实体编程具有无屏幕、操作简单、编程指令实物化等特点,成为儿童计算思维培养的有效载体。该文从面向计算思维培养的编程教育形式出发,梳理国内外七种实体编程工具的特征与教育功能;结合相关案例,形成五种面向计算思维发展的儿童实体编... 详细信息

实体编程具有无屏幕、操作简单、编程指令实物化等特点,成为儿童计算思维培养的有效载体。该文从面向计算思维培养的编程教育形式出发,梳理国内外七种实体编程工具的特征与教育功能;结合相关案例,形成五种面向计算思维发展的儿童实体编程教学策略,包括编程主题生活化,编程任务细化分解、融合STEAM跨界素养、编程过程具象化、游戏化互动教学;并对我国儿童编程教育提出相关建议,为人工智能时代我国儿童计算思维的培养提供参考思路。

关键词：实体编程计算思维编程教育

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实体编程的教育应用与启示

现代教育技术 2018年第12期28卷 108-114页

作者：傅骞章梦瑶北京师范大学教育技术学院北京100875

实体编程是一种特殊的编程形式,具有操作直接、编程简单、交互性强三个基本特征。实体编程在教育中的应用涉及编程与多个学科的融合以及对学生多元能力的培养。现阶段,国内外实体编程的研究都处于起步阶段,尚未成熟。文章通过对已有的... 详细信息

实体编程是一种特殊的编程形式,具有操作直接、编程简单、交互性强三个基本特征。实体编程在教育中的应用涉及编程与多个学科的融合以及对学生多元能力的培养。现阶段,国内外实体编程的研究都处于起步阶段,尚未成熟。文章通过对已有的实体编程教育应用案例进行分析归纳后发现,实体编程具有较强的易用性,可以较好地促进各类学科知识的学习、高阶思维能力的培养和协同建构能力的提升,但目前也存在产品教育属性不突出、实验研究缺乏、教育功能单一等问题。基于此,文章从产品设计、课程设计、研究设计和生态发展四个方面对实体编程的发展提出了自己的设想。

关键词：实体编程教育应用编程教育

图形化编程与实体编程学习经验迁移的实证研究

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中国信息技术教育 2023年第1期 99-103页

作者：王欧郭婷婷张新立胡来林温州大学STEM教育研究中心

本研究采用单因素准实验研究,对来自A地和B地的71名学前教师进行学习迁移测试。结果显示,参加培训的教师取得了较好的迁移效果,并且先学习实体编程的学前教师迁移到图形化编程中的效果更佳,编程的陈述性知识迁移效果要优于编程的自动化... 详细信息

本研究采用单因素准实验研究,对来自A地和B地的71名学前教师进行学习迁移测试。结果显示,参加培训的教师取得了较好的迁移效果,并且先学习实体编程的学前教师迁移到图形化编程中的效果更佳,编程的陈述性知识迁移效果要优于编程的自动化基本技能。

关键词：学习迁移图形化编程实体编程学前教师

Lego EV3实体编程与scratch虚拟编程在小学编程学习中学习效果的对比研究

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Lego EV3实体编程与scratch虚拟编程在小学编程学习中学习效果的...

作者：吴丽丹福建师范大学

学位级别：硕士

在科技时代的今天,物联网、人工智能飞速发展,世界各国都在规划、部署人工智能领域。国家提到“要广泛持续的开展人工智能的教育活动,尤其是要在中小学开设对应的课程,利用这种方式推广编程课程”的政策,这使编程成为热点;经正式发布的... 详细信息

在科技时代的今天,物联网、人工智能飞速发展,世界各国都在规划、部署人工智能领域。国家提到“要广泛持续的开展人工智能的教育活动,尤其是要在中小学开设对应的课程,利用这种方式推广编程课程”的政策,这使编程成为热点;经正式发布的《中国学生发展核心素养》该文件中指出信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任是中小学信息技术学科中的四大核心素养。而计算思维最能体现信息技术学科本质属性,也是学生最缺乏的核心素养。编程作为培养学生计算思维的重要工具在中小学信息技术教材中出现,旨在通过编程的学习培养学生的计算思维进而促进信息技术核心核心素养的发展。这些说明编程不仅是社会需求,也是学生个体在发展中的需求,和学生信息核心素养的培养有着密切的关系,在针对学生核心素养进行培养的过程中要注重持续进行培养,将小学作为未来教育发展的基础,可以从小建立以及培养学生的核心素养,这一阶段的学生可塑性相对更高,因此在针对此进行教育的过程中也能取得更大的收获,为未来的教育打下坚实的基础,于是编程被要求进入小学课堂,编程作为培养计算思维的重要工具也出现了低龄化,少儿编程概念被相继提出。但少儿学习编程的载体繁多,各类学校为了落实方针,培养“全面发展的人”,将编程、创客引进学校进行编程教育,但在编程载体选择由于编程工具种类繁多给学校编程教育带来了一定选择上的困扰,为此本研究希望通过分析基于scratch虚拟编程和基于乐高实体编程两种不同的编程工具带来学生的编程知识、问题解决能力、学习的兴趣、学习的参与度等方面差异,进行对比研究,从而对虚拟编程学习和实体编程学习的学习效果上进行分析,为其他学校后期开展编程教学活动在工具选择上提供一些建议。围绕上述研究目的,本研究主要确立了4个研究问题,分别为:(1)虚拟编程学习和实体编程学习,在这两种编程环境中从知识技能、问题解决、态度倾向三方面是否存在显著性差异学生的编程知识掌握差异;(2)虚拟编程学习和实体编程学习,学生计算思维中的问题解决能力差异;(3)虚拟编程学习和实体编程学习,学生的学习兴趣差异;(4)虚拟编程学习和实体编程学习,学生的参与度差异。在研究过程中,针对研究问题主要以实验研究为主,文献调研法、问卷调查法为辅开展研究。具体研究工作开展如下:首先,本研究对编程教育目的、实施途径、编程效果评价、实体编程、虚拟编程相关研究进行文献综述,发现虚拟编程与实体编程之间的效果差异研究较少。本研究选取M市H小学创客兴趣班的两个班级共63名学生作为准实验研究样本,采用问卷调查法对63名学生进行编程教学前调查,全面分析两个班的学生在初始阶段是否存在差异,经过调查后发现学生之间在实验钱他们对编程学习的兴趣、态度不存在显著差异,自身的知识水平、问题解决能力不存在显著差异,为后续开展研究做好准备。基于文献综述,本研究以两款目前在小学阶段应用最多,代表性最强的Scratch虚拟编程和乐高实体编程这两款编程学习载体别对两个编程班进行实验教学,对两种不同编程载体教学后进行多次的实验测试,验证不同编程载体带来的编程效果,通过对比分析两个班学习效果的差异情况,进而得出研究结论。通过研究得出以下结论:(1)在编程知识掌握上,实体编程教学效果高于虚拟编程教学成绩;(2)在编程知识教学过程中,实体编程教学学生参与度高于虚拟编程学生参与度;(3)实体编程教学学生学习兴趣高于虚拟编程教学学生学习兴趣;(4)在问题解决能力上,实体编程与虚拟编程都能提高学生计算思维,两者不存在明显差异。

关键词：实体编程虚拟编程 scratch 乐高学习效果小学生

基于计算思维的小学实体编程课程设计与开发研究 ——以Matatalab玛塔实体编程机器人为例

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基于计算思维的小学实体编程课程设计与开发研究 ...

作者：陈洁上海外国语大学

学位级别：硕士

随着智能教育时代的到来,以发展学生计算思维为导向的编程教育受到前所未有的重视。计算思维也逐渐被确立为继阅读、写作和算术等能力之后的第四种能力,是所有人都可以学习并掌握的一种认识世界、解决问题的思维方式。世界各国也纷纷制... 详细信息

随着智能教育时代的到来,以发展学生计算思维为导向的编程教育受到前所未有的重视。计算思维也逐渐被确立为继阅读、写作和算术等能力之后的第四种能力,是所有人都可以学习并掌握的一种认识世界、解决问题的思维方式。世界各国也纷纷制定了儿童编程教育相关的政策与措施。然而,虽然有一系列的编程教育相关文件政策,我国编程教育却仍处于起步发展阶段,相关的课程标准制定、课程建设、教材研发等都还存在资源的短缺,特别是针对实体编程开展的相关课程研究更是少之又少。因此,以计算思维培养为目标,设计开发小学生实体编程课程并进行实践应用具有一定理论意义和实践价值。编程教育作为培养学生计算思维的载体,其课程开发的重要性不言而喻。在此背景下,本文围绕三个主要的研究问题展开:一是“计算思维”的教学形式、教学模式、评估方式有哪些?二是对于适合小学生学习且面向计算思维发展的实体编程课程,应该如何设计与开发?三是所开发的课程应用在课堂教学中将会产生怎样的效果,是否能够促进学习者计算思维的发展?本研究采用了文献研究法、实验研究法、问卷调查法、访谈法对面向计算思维发展的小学实体编程课程设计与开发进行研究。通过文献分析法,对计算思维及编程教育的研究现状进行梳理,明确计算思维的教学形式及教学策略、计算思维的评估方法以及小学阶段的计算思维特点、小学阶段的编程教育课程的特点,作为课程开发的理论依据。针对目前实体编程的课程及实证研究匮乏的问题,本研究基于计算思维的五要素——算法思维、分解、抽象、概括、评估,对小学实体编程课程教学目标、内容、策略、资源及评价等方面进行设计,构建了基于计算思维的小学实体编程课程培养框架,并设计开发了小学Matatalab玛塔实体编程机器人初阶课程。最后通过实验研究法将所设计开发的课程运用于实践教学中,验证课程的可行性及有效性。通过问卷调查法和访谈法等方式对课程进行评估,获取教师及学生的反馈意见,根据评估反馈完善课程设计方案及对课程开发与授课过程进行总结反思,为学校及研究人员提供实体编程教育课程开发的思路及指导策略。

关键词：计算思维实体编程课程设计与开发

基于PTD框架的儿童计算思维培养模式研究:促进积极品质与行为发展

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中小学电教（综合） 2023年第6期 19-24页

作者：张新立陈禹辰杨刚胡来林温州大学教育学院浙江温州325035

人工智能时代,计算思维作为21世纪儿童“通往未来世界的列车”,被赋予了新的使命。然而,当前儿童计算思维培养重“技能”和“结果”,轻“素养”和“过程”,忽视了儿童在学习过程中行为表现与核心能力的培养。PTD框架强调儿童在技术辅助... 详细信息

人工智能时代,计算思维作为21世纪儿童“通往未来世界的列车”,被赋予了新的使命。然而,当前儿童计算思维培养重“技能”和“结果”,轻“素养”和“过程”,忽视了儿童在学习过程中行为表现与核心能力的培养。PTD框架强调儿童在技术辅助的课堂实践中积极行为的发生和积极品质的养成,能为计算思维培养的发展、实施和评价提供理论依据和指导。因此,本研究构建了基于PTD框架的儿童计算思维培养模式,并在实践中选用了实体编程以验证其成效。该模式的提出能为儿童计算思维培养提供新的思路,以期在培养儿童计算思维过程中,促进儿童积极行为的发生和品质的养成。

关键词： PTD框架儿童计算思维儿童编程实体编程

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对促进低年段学生计算思维的驱动性问题设计

中小学电教（下） 2023年第11期 58-60页

作者：张蝶嫔常州市武进区星河实验小学江苏常州213161

科技教育中,编程教育是促进计算思维发展的有效途径,但低年段计算思维的培养不能等同于编程语言的学习,本文通过对驱动性问题的思考,对地图式实体编程和学科整合式项目驱动进行班本课程初步探究,提出促进低年段小学生计算思维策略的设想... 详细信息

科技教育中,编程教育是促进计算思维发展的有效途径,但低年段计算思维的培养不能等同于编程语言的学习,本文通过对驱动性问题的思考,对地图式实体编程和学科整合式项目驱动进行班本课程初步探究,提出促进低年段小学生计算思维策略的设想,以期对培养低年段小学生思维的课程设计有所启示。

关键词：计算思维科技教育实体编程驱动性问题

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儿童计算思维启蒙的教具要素和课程架构研究

福建教育研究 2023年第7期 19-21页

作者：严德良龙岩市教育科学研究院

计算思维关注的是思维方式而不是技术训练,对低龄儿童开展计算思维教育不能仅以图形积木式或代码编程作启蒙。本研究以5至8岁的低龄儿童为对象,其认知心理和行为特征处于以实物感知与实体操作浸润的前计算思维阶段,研究利用无屏幕、不... 详细信息

计算思维关注的是思维方式而不是技术训练,对低龄儿童开展计算思维教育不能仅以图形积木式或代码编程作启蒙。本研究以5至8岁的低龄儿童为对象,其认知心理和行为特征处于以实物感知与实体操作浸润的前计算思维阶段,研究利用无屏幕、不插电、可编程的实物教具,配合情境化的任务地图,帮助儿童在兴趣驱动下从分析问题、建立抽象出发,以形式化表达作要求,最终养成善于利用计算装置解决问题的思维习惯。

关键词：儿童计算思维实体编程