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随着人工智能时代人才竞争的加剧,K-12阶段计算思维的培养成为重要的抓手。其中,通过测评准确把握现阶段K-12实践开展情况可推动计算思维培养更具针对性。本文先从理论层面建构了包含培养内容、教学方式和测评方法三个维度的K-12计算思维培养框架;然后采用元分析法和内容分析法分析41个测评实践案例,揭示和讨论计算思维培养理论与实践之间的差距,展示未来可行的研究空间。分析结果表明,计算概念、计算实践、计算观念等计算思维培养内容在实践中都有体现,编程教学、跨学科课堂和独立学科三类教学形式也有一定的实践基础,题目测试法、编程测试法、作品分析法、调查法、图文分析法和观察访谈法等六种测评方式得到了使用和发展;但实践中仍存在培养内容不全面、教学形式相对单一以及多元评价意识不足等问题。文章最后提出全面掌握计算思维内容体系,关注空白研究维度,增加对非认知层面的关注,注重指标间的内部关联;尝试计算科学和编程教育范畴外的课程载体,增强个体发展的比重;研究各种测评方法的综合应用,加强对形成性评价的关注,以全面展现计算思维的发展。 相似文献
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回顾国外 K-12 阶段计算思维教学相关实证研究,并在此基础上探讨计算思维教育研究前景。采用关键词检索对网络数据库进行系统检索,共收录 34 篇 SSCL 期刊实证类论文。研究考察因素包括参与者年级或年龄、样本组、教学策略、教学工具、编程语言、研究内容。研究结果表明,相关研究内容可归为 4 个主题：采用某个软件或课程培养学生计算思维、以提升吸引力为主的可视化少儿编程课程、开发量表或工具评价计算思维、从变量角度分析计算思维技能组成部分。 相似文献
3.
近年来编程教育逐渐延伸至学前阶段,呈现低龄化趋势,但编程教育对学前儿童发展的影响缺乏充分的实证研究。研究以计算思维和创造性思维两项高阶思维为视角,依托无屏幕编程机器人工具,基于5E教学法设计实施系列编程教育活动,采用准实验法考察编程教育对学前儿童发展的影响。研究发现,无屏幕编程教育活动对学前儿童计算思维发展具有显著促进作用,对学前儿童的创造性思维具有部分促进作用,创造性思维的独创性和变通性维度并未得到显著提升。由此建议：理性看待编程教育对学前儿童发展的价值与限度,加强编程教育与幼儿园教育活动的融合创新,优化编程教学设计以更好地促进学前儿童思维发展。 相似文献
4.
计算思维是儿童面对未来的必需能力.随着计算思维日益受到教育领域的关注,计算思维的培养也日趋低龄化.低龄儿童的计算思维应关注哪些具体内容以及运用何种方式进行培养,已经成为理论领域和实践领域共同研究的问题.除了机器人编程课程学习、跨学科课程学习、基于游戏教学等多种方式外,利用绘本进行低龄儿童的计算思维培养成为新兴的方式.本文选择了四本儿童绘本为对象进行内容分析,主要对计算思维的观念和态度、核心能力等进行编码.研究发现:在计算思维的观念和态度中,"解决开放性问题"和"小组合作与交流能力"是绘本中最为重视的观念和态度;在计算思维的核心能力中,数据相关技能、算法和程序、自动化等是绘本中最为重视的核心能力.因此,重视情境的引入和任务设置,涉及编程语言的初步学习,关注计算思维教育中的性别差异,凸显问题解决能力和迁移能力,都是基于绘本进行计算思维教育的重要问题. 相似文献
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目前，虽然人工智能时代编程教育的重要性愈发凸显，但编程教育多将重心放在训练儿童的编码操作技能，忽视了编程思维培养的重要意义，进而偏离了儿童编程教育的本真之意，而探索创生多元化的编程教学方式以发展儿童编程思维才是儿童编程教育的价值所在。基于此，文章首先从编程发展历史和教学现实的角度出发，提出“非计算机化”儿童编程教育理念，并对其概念内涵与教育价值展开论述；然后文章以建造主义为理论视角并以活动理论作为实践承接，结合具身化、游戏化、叙事化和协作化的活动实践原则，构建了“非计算机化”儿童编程教育教学模式；最后文章通过详细介绍教学设计示例，并辅以教学应用效果，说明了“非计算机化”儿童编程教育促进儿童计算思维发展的有效性，以期为儿童编程教育的相关理论与实践研究提供参考。 相似文献
6.
设计思维作为创新解决复杂问题的方法体系,为课程改革与教学创新提供了新思路.如何将设计思维应用于教育领域,又如何评价其成效,是推动设计思维深度教育应用需解决的关键问题.当前国内有关设计思维教育应用的研究集中在内涵与应用路径分析等方面,缺乏对其评价的系统研究.本研究通过文献调研,采用内容分析法,从评价模型与原则探索、评价工具开发以及具体情境的评价实施三个层面对已有研究进行分析,为推进设计思维教育应用提供参考.研究发现,研究者主要从思维发展和能力发展两个维度建构评价理论模型,并遵循多角度、学习者中心、发展性、全过程原则.研究者设计了量表、图示和测试任务等评价工具.在具体实施中,设计思维教育应用包括专门的设计思维课程、设计思维指导项目实践、设计思维指导课程教学、设计思维促进教师专业发展四大情境,覆盖各个教育阶段.评价研究主要关注个体的设计思维发展和设计思维的融入成效.评价内容涉及设计与成效,设计维度关注设计过程和设计成果,成效维度关注能力发展、思维发展、认知发展与态度转变.评价方式以混合评价法、质性分析法、调查访谈法为主,以量表法和测试任务法为辅.在混合评价法中,课堂观察、自我(团体)反思报告、设计成果评价是研究者常用的重要方法.本研究最后指出,教育领域设计思维评价应注意:1)设计思维评价具有过程性和复杂性,需坚持以人为本,不断迭代;2)以培养T型人才为价值导向,围绕设计思维的本质特征开展评价;3)加强模型工具与方法的融合,做到评价科学合理;4)理解具体教育教学情境,融合情境目标开展综合评价设计;5)面向教与学全过程收集数据,保证评价的连续性和系统性. 相似文献
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计算思维评价框架的构建是计算思维教学实践的基础.以计算思维三维框架与马扎诺教育目标新分类学为基础构建国际计算思维评价C-M-S分类框架,该框架由认知水平评价、元认知水平评价及自我水平评价构成.认知水平评价强调通过试题、量表等静态测量工具量化基础认知的形成,元认知水平评价侧重观察解决问题过程中学习者计算思维的形成与发展,自我水平评价指向计算思维自我内化成效.计算概念层厘清计算思维、计算机科学及编程的基本概念,夯实以计算机科学概念为基础的评价内容;过程迁移层重视计算思维的元认知过程性评价,以"分层列点"的方式进行过程性学习评价;思维理念层正确看待计算思维评价工具的形式,以"3E"原则普及计算思维的应用与评价. 相似文献
8.
计算思维以其独特的思维模式、系统的设计观、普适的能力理念在问题解决中的作用和价值日益凸显,因此引起了国内外学者的深度关注和探索。本研究以中国知网数据库中计算思维相关主题文章为样本数据,以关键词聚类分析、社会网络分析、多维尺度分析为研究方法,分别采用Bicomb 2.0、Unicet 6.0、SPSS 21.0对数据进行定量分析。研究结果显示,目前国内计算思维研究热点主要集中在以下四方面:美国计算机科学的发展动态及对我国的启示,信息技术、人工智能、编程教育等学科中核心素养的养成,基于计算思维的计算机基础教学改革与实践、教学模式与方法、课程体系及能力培养,大学计算机以及非计算机专业慕课、翻转课堂等教学模式的探索与实践。文章对未来计算思维研究方向提出如下建议:增强计算思维理论研究,丰富计算思维评价研究,开展计算思维教学能力研究,注重计算思维一体化规划研究。 相似文献
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计算思维以其独特的思维模式、系统的设计观、普适的能力理念在问题解决中的作用和价值日益凸显,因此引起了国内外学者的深度关注和探索。本研究以中国知网数据库中计算思维相关主题文章为样本数据,以关键词聚类分析、社会网络分析、多维尺度分析为研究方法,分别采用Bicomb 2.0、Unicet 6.0、SPSS 21.0对数据进行定量分析。研究结果显示,目前国内计算思维研究热点主要集中在以下四方面:美国计算机科学的发展动态及对我国的启示,信息技术、人工智能、编程教育等学科中核心素养的养成,基于计算思维的计算机基础教学改革与实践、教学模式与方法、课程体系及能力培养,大学计算机以及非计算机专业慕课、翻转课堂等教学模式的探索与实践。文章对未来计算思维研究方向提出如下建议:增强计算思维理论研究,丰富计算思维评价研究,开展计算思维教学能力研究,注重计算思维一体化规划研究。 相似文献
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计算思维作为智能时代的产物不仅影响计算机科学的转型,也正逐步渗透到教育的方方面面。计算思维经历了萌芽、探索、发展三个阶段,通过对近十年国内外关于计算思维研究的梳理,借助CiteSpace软件进行聚类分析,结合内容分析等方法,发现计算思维的研究热点聚焦在理论研究、教学应用和教育评估三大维度,重心随发展阶段不断演变并且深化。结合国内外的经验,讨论了计算思维在内容设置、实施策略以及评价等方面对中小学教育的意义。对未来研究提出四点可能的发展方向:明晰计算思维的目标定位,聚焦问题解决;完善计算思维的内容组织,关注跨学科整合;明确计算思维的实施路径,培养创新型教师;厘清计算思维的评价导向,关注外显型测评。 相似文献
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教育工作者需要开发与计算思维应用场景相适应的评估工具和方法,以有效评判计算思维培养成效。根据已有计算思维评价研究,基于新版信息技术课程标准中的计算思维定义,结合信息技术学科核心素养要求,构建出能够有效指导评价开展的计算思维六维要素框架。结合 Scratch 编程教学介绍具体过程性和总结性评价工具或方法,并就我国 K-12 阶段计算思维评价工作提出注重思维应用多场景性和任务难度层次性、综合运用多种评价手段、与教育体系和培养实践相统一等建议。 相似文献
12.
大数据、云计算、人工智能等技术均以编程为基,而对K-12阶段的学生进行编程教育的核心,就是培养孩子的计算思维。结合广泛的文献研究,本文利用Scratch可视化编程软件,基于Brennan和Resnick的三维概念框架,采用纵向前测-后测准实验研究模型,以游戏化项目的形式,选取了某市A小学实验班34位学生,进行了为期16周的教学实践。研究结果显示:学生在计算概念、计算实践、计算观念等能力维度都有明显的变化,图形化的编程工具、游戏化的教学策略对小学生计算思维培养有促进作用。要在中小学逐步推广编程教育、培养学生的计算思维,选择合适的教学工具、开发适宜的教学策略、融入跨学科的教学模式、对教学人员进行全方面培训等是实施过程中需要考虑的几个重要因素。 相似文献
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随着人工智能时代的来临,编程教育日益受到重视。学生在编程过程中的行为,实质上反映了其对利用计算工具解决问题的认知水平,也映射出其计算思维的发展过程,挖掘三者间的隐含关系有助于通过优化编程任务设计改善对学生计算思维的培养。基于认知目标分类和计算思维三维框架构建映射关系,以Scratch可视化编程任务作为研究案例,采用编程操作视频分析与学生访谈相结合的方法,从编程行为表征的视角对认知水平与计算思维间的隐含关系进行挖掘后发现:一方面,认知水平与编程行为之间存在密切关系,知道与理解是编程行为的基础性认知,应用与分析是编程行为的核心,评价推动学生对编程行为的反思,而创造可激发编程行为产生新的作品。另一方面,在编程活动中,学生的认知水平与计算思维的发展彼此关联且相互促进,编程行为中的低阶认知目标的达成是形成计算观念的基础,编程实践引发的高阶思维认知需求可促进学生对计算思维的领悟。因此,应当遵循认知水平与计算思维的发展规律,有针对性地将面向各类认知目标的编程任务嵌入到教学设计中,方可有效实现利用编程教育对学生计算思维的培养。 相似文献
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《现代教育技术》2019,(10):12-19
Logo语言的出现成为儿童编程教育的开端,其创建者西蒙·派珀特有关儿童编程及人工智能教育的最初思想成就逐渐受到各界研究者的关注,并在此基础上不断继承与发展。儿童编程教育研究的推陈出新要求更坚实的理论根基支持,故文章首先对派珀特及其关于编程教育与人工智能发展的的理论观点进行了介绍梳理,其次分析总结派珀特的学生雷斯尼克和贝斯对派珀特关于儿童编程教育思想理论的继承与延续,同时简述派珀特对OLPC计划、创客教育、人工智能技术及乐高的创生及现代化发展的影响。基于此,文章提出了对儿童编程教育发展的思考与启示:超越工具形式,注重编程学习中儿童思维能力的提升;创设学习情境,使"建造主义"在编程课堂中真正落地;提炼编程思维与基础课程深度融合;培养儿童面向未来发展的生存技能。 相似文献
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计算思维是信息技术核心素养之一,计算思维逐渐作为一种应用创新能力的标志,如何通过编程教育来培养初中学生的计算思维一直是信息技术教育者思考的问题.文章研究了编程猫教学中计算思维培养的现状,通过具体的教学实践,总结出在编程猫中培养学生计算思维的策略. 相似文献
16.
《现代教育技术》2019,(3):119-126
在数字时代,计算思维成为个体认识世界、解决问题的基本思维方式之一,而编程游戏是培养儿童计算思维的重要教辅材料。为此,文章分析了现有的游戏化儿童编程产品存在的问题及其原因,提出了"三步走"的解决方法。按此解决方法,文章首先解构了培养计算思维的核心能力,并确定了此能力培养的三大步骤和方式;然后,文章构建了指向计算思维能力培养的儿童编程游戏框架,并确定了与三大步骤相对应的游戏元素及应遵循的设计原则;最后,文章设计了一款儿童编程游戏——"小世界",并将该框架应用于此游戏的具体设计实践。指向计算思维能力培养的儿童编程游戏框架的构建及其在儿童编程游戏中的设计实践应用,可为培养儿童的计算思维、开发儿童编程游戏提供理论和实践参考。 相似文献
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葛盼盼 《中国现代教育装备》2022,(2):58-60
计算思维是信息技术学科核心素养之一,Scratch是一种可视化编程软件,是培养学生计算思维的有效工具.分析了融入计算思维的Scratch创意编程教学策略,以《动物表演》一课为例,详细阐述了融合计算思维的Scratch程序设计实践应用,得出其有利于培养学生的计算思维能力,并有助于让学生爱上编程教学. 相似文献
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计算思维是当前国际计算机领域广为关注的重要概念,也是信息技术教育的研究热点.《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》指出了计算思维是信息技术学科的核心素养之一,在衔接高中的初中教育阶段的教学实践中开展计算思维培养乃是当务之急.文中通过初中信息技术App Inventor积木式编程的章节教学实践,探讨了培养计算思维对初中信息技术教学的重要性,并通过“摇一摇听单词”教学实例探讨培养计算思维的策略. 相似文献
19.
《华东师范大学学报(教育科学版)》2021,(11):45-58
编程作为儿童面向未来、适应未来并改造未来的基本素养,不断得到各界的关注与重视,但其究竟到底有多少教育价值,众多学者开展了大量的实验及准实验研究,但研究结果却不尽相同。"编程能否真正促进儿童的个体发展"这一问题仍处在左右摇摆的学术争议之中。基于此,本研究采用元分析方法,对国外28项编程影响儿童个体发展的实验与准实验研究进行量化分析。研究发现:(1)整体而言,纳入研究的合并效应量为0.61,处于中等偏上水平,表明编程可以积极正向地促进儿童的个体发展;(2)具体来看,编程能够显著地积极促进学生的认知发展、行为发展以及情感发展;(3)与小学及学前相比,编程在中学阶段对儿童个体发展的作用效果更突出;(4)与中期和长期编程活动相比,短期编程活动对儿童个体发展的促进作用更为显著;(5)编程教育在小规模样本中对儿童个体发展的作用效果相较于中、大规模样本更大;(6)不同编程形式的作用效果不同,其中不插电编程对儿童个体发展的作用更为显著。期望上述研究发现能为我国未来儿童编程的研究与实践提供借鉴。 相似文献
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近年来,虽然儿童编程教育市场火爆,学界对计算思维的讨论热度不减,但有关"编程学习如何促进儿童思维发展"的理论回应并不充分.基于杜威的经验学习思想,梳理了"做中学"中经验与思维的关系,重点阐释了经验学习中反思性思维的发生过程.通过对计算思维和反思性思维的概念辨析发现,作为儿童编程学习目标的计算思维往往指向问题解决,并且具有反思性特征.儿童编程学习是一种在"做"的经验与反思经验之间循环的反思性实践活动.儿童编程学习源于兴趣,但与儿童自主性、进取心等意志品质相关的持续努力才是推动反思性思维的持久动力.同时,还需要为儿童提供安全的编程情境和开放的互动对话作为思维发生的外部支持. 相似文献