201806信息技术课题设计论证第1稿

课题名称：义务教育阶段编程教学提升学生计算思维能力的实践研究

设计论证：

（一）本课题国内外研究现状

1.基于App Inventor和计算思维的信息技术课堂教学研究(郭守超,周睿,邓常梅,《中国电化教育》)

2.培养计算思维能力与实践教学改革的探索与研究(王蕾,王茹娟,《电脑编程技巧与维护》)

3.基于计算思维视角的程序设计教学改革研究(刘琼,史诺,TranVanCuong,《自动化与仪器仪表》)

4.基于可视化编程的计算思维培养模式研究——兼论信息技术课堂中计算思维的培养(郁晓华,肖敏,王美玲,《远程教育杂志》)

5.关于培养中小学生计算思维能力的课程设计初探(曾艺卿,王娜,《福建电脑》)

6.基于计算思维的高中信息科技《算法与程序设计》数学探究(杨男才,《上海师范大学》)

7.小学Kodu编程课程中计算思维教学实践(陈久华,王荣良,《中国信息技术教育》)

8.基于计算思维培养的小学Scratch编程教学(陈茂贤,何国星,《教育信息技术》)

9.从Logo课程中培养学生计算思维的教学实践(张海波,《新课程》)

（二）理论和实践依据

1.理论依据

（1）中国共产党十九大关于教育及科技创新的论述

（2）国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）

（3）“十三五”国家科技人才发展规划

（4）中小学信息技术课程指导纲要

2.实践依据

（1）课题的参与人员具备从事省级课题研究的经验

（2）课题的参与人员为中小学一线教师，熟知中小学生的认知特点且具有多年从事编程教学的经历

（3）课题的参与人员正当奋发之年，有充沛的精力完成课题研究

（三）选题意义和研究价值

本课题根据义务教育阶段初中生和小学生的学习特点，研究合适的教学方法，通过编程教学，提升学生的计算思维能力。与信息学等学科竞赛教学不同的是，本课题的研究追求的是一种受众更广的教育教学效果，以期让大多学生享受到编程学习带来的好处。通过构建良好的计算思维的基础，为学生的后续学习和成长助力。

（四）概念界定

1.计算思维

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，由周以真于2006年3月首次提出。计算思维有四个方面，他们分别是分层思维、模式识别、流程建设和抽象化。（1）分层思维：怎样解决我们遇到的各种难题？分层思维帮助我们将复杂的问题拆解成小问题，把复杂的物体拆解成较轻易应付和理解的小物件，我们通过解决小问题而解决复杂的问题，使问题变得更加简单。（2）模式识别：任何事物都有相似性，模式识别正是教会我们寻找到事物之间的共同特点，利用这些相同的规律，去解决问题。当我们把复杂的问题分层到小问题时，我们经常会在

小问题中找到模式，这些模式在小问题当中有相似点。（3）流程建设：流程建设是一步一步解决问题的过程，按照的一定的顺序完成一个任务，同样的事情人人都会学习操作。如果我们需要电脑完成一个任务，我们应该提前设计好每一步要做什么，这样就能顺利完成目标啦！（4）抽象化：抽象化思维是将重要的信息提炼出来，去除次要信息的能力，掌握了抽象化的能力，我们就可以将一个解决方案应用于其他事物中，制定出解决方案的总体思路。

2.程序设计

程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。专业的程序设计人员常被称为程序员。

3.学习特点

从行为学的角度来理解学习就是，由练习或经验引起的相对持久的行为变化，以行为的变化来定义学习，使学习成为可以观测和测量的科学概念。学习也是个体在认知、情绪和生理方面多层次的交往过程。人类从事的活动有两大类：一类是改造客观世界的活动；另一类是改造人类主观世界的活动。前一类活动称为工作，后一类活动则统称为学习。而学生的学习是人类学习的一种特殊形式。它与人类学习有共同之处，也有其自身的特点。学生的学习，不管学习的手段与条件如何发生变化，它仍然具有一些与一般人平常学习不同的特点：1、学生的学习过程是掌握间接经验的过程，因此它与人类认识客观世界的过程不同；2、学生的学习是在教师指导下，有目的、有计划、有组织地进行的，是以掌握一定的系统的科学知识为任务的；3、学生的学习也是一个主动建构的过程，并需要教师、家长注意调动。

（五）研究目标

义务教育阶段能够提升学生计算思维能力的编程教学的方法与策略

（六）研究内容

义务教育阶段编程教学

（七）主要观点和创新之处

1.主要观点

合适的编程教学方法能够提升大多数学生的计算思维能力

2.创新之处

研究结果适用于绝大多数学生

（八）研究思路

为了更好地研究义务教育阶段编程教学对学生计算思维能力的提升，本课题研究首先将以实地调研为基础，了解当前义务教育阶段中小学学生的学习特点；其次，从实地调研中得出客观结论，与目前编程教学的学习情况进行对比，发现问题和矛盾，探究其深层次原因；第三，通过广泛的学术交流，在比较借鉴其他地方经验的基础上，结合经典成功案例，提炼出可行的对策，生成义务教育阶段能够提升学生计算思维能力的编程教学的方法与策略；第四，将这些方法与策略应用到实际教学当中，并不断完善；最后，通过访谈问卷或测试的形式了解研究的成效。

（九）研究方法

1.观察法

2.调查法

3.测验法

4.行动研究法

5.经验总结法

（十）技术路线和实施步骤

1.技术路线

前期调研——课题论证——课题纲要——课题计划——实践探索——反思调适——收集资料——总结分析——构建模式——形成报告——推广应用

2.实施步骤

第一阶段：

第二阶段：

第三阶段：