面向计算思维培养的STEM工程设计教学模式及应用

计算思维是STEM问题解决中的一项关键能力,培养学生的计算思维已逐渐成为STEM教育的重要目标。然而当前如何在STEM工程设计教学中培养学生的计算思维,还有待深入探索。面向计算思维培养的STEM工程设计教学模式以计算思维、STEM学科内容知识以及教学法的整合为核心,通过工程设计发挥"系统流程"优势,将科学、技术与数学相关活动整合在一起,让学生在"需要知道"和"需要做"的循环过程中感知情境性问题,解决挑战性任务。该模式在STEM课程"植物工厂"中的教学应用表明:将计算思维的概念与实践融入STEM工程设计的各个环节,能显著提升学生的STEM态度和计算思维能力,并且STEM态度对计算思维具有预测作用。未来,通过STEM教育发展计算思维将成为一种跨学科的思维实践,基于证据的多元评价方式将有利于STEM教育中计算思维的培养。     

大学计算机素质教育:计算文化、计算科学和计算思维

时代的发展和社会的进步要求大学应培养高素质的专业创新人才。为此,大学计算机素质教育应传承计算文化、弘扬计算科学和培养计算思维。本文重点介绍大学计算机素质教育的这三个关注点:计算文化,包括人类对计算本质的认识和计算机科学发展中的若干典型人物与事迹;计算科学,包括计算科学的基本原理及最新进展;计算思维,包括计算思维源于西方、兴于东方的发展过程。     

论C语言教学中计算思维的应用

文章首先从科学、科学思维、计算思维的概念入手,阐述了计算思维对培养大学生应用能力和创新能力的重要性。然后介绍了计算思维嵌入到计算机基础教学中的重要性。最后根据计算思维的特点探讨了C语言程序设计课程实施方案,给出了一种以"计算思维"为核心的教学模式,以提高大学生计算机基础教育的教学效果,提高大学生的计算思维能力和编程能力。     

基于计算思维的语文教学初探

如何在语文教学中实现"思维发展与提升"这一核心素养?笔者尝试将计算思维融入语文教学,新课讲授前师生分别从教学需要出发将目标分解成若干问题;在实际教学中,引用计算思维工具流程图组织教学;在知识应用阶段渗透"计算"这一思想,引导学生科学选择解决问题的方法并制订相应的步骤。通过这一系列的教学改革,学生在学习语文时分析问题、发现规律、解决问题的能力大幅度提高。     

中小学生计算思维教育的调研及思考

计算思维是个体运用计算科学的思想方法进行问题解决时产生的思维活动,对培养学生的创新意识和实践能力有重要作用。随着教育信息化程度不断提高,数字化进程不断发展,计算思维教育在信息技术教育教学中也被广为关注。在对计算思维进行概述及对南通市1500名学生进行调研情况分析的基础上,阐述中小学计算思维能力培养的方案,并就在信息技术教育教学中如何进行计算思维能力的培养策略提出相关建议,以期为今后信息技术学科进行计算思维能力的培养提供参考。     

“轻游戏”对计算思维能力的培养——教育游戏对程序设计基础课程教学的影响

"计算思维(Computational Thinking)"是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念,也是当前计算机教育需要重点研究的重要课题,它的研究对我国转型期的科学和教育具有重要的意义。"轻游戏(Light Game)"是具有主流游戏内在动机并同时辅助教学开发学习者思维能力的教育软件,用"轻游戏"的方式可培养学习者的计算思维能力。综合二者的特点,采用理论与实践相结合的方式,在分析"轻游戏"和"计算思维"的基础之上,探索并构建了程序设计课程教学中"轻游戏"对"计算思维"能力培养的教学模型和学习模型,通过实例论证,该模型不仅可以提高教学和学习效率,而且可以提升学习者的计算思维能力,同时也为广大教学者从思维层面上培养学习者提供了参考。     

计算思维与大学计算机基础教育

文章首先介绍了大学计算机基础课程的重要性,分析了教学中存在的问题,指出了.狭义工具论"的危害.然后从推动人类文明进步、科技发展三大科学思维之一的"计算思维"入手,阐述了计算思维对培养学生创新能力的重要性.最后按计算思维主要内容,即问题求解、系统设计和人类行为理解,探讨了大学计算机基础课程设置,强调了课程结构设计的重要性,给出了一种以"计算思维"为核心的大学计算机基础课程教学的最小集,为大学计算机基础教育提供了一种以提高学生计算思维能力为目标的新模式.     

计算思维的表述体系

教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会认为,系统地将计算思维落实到大学计算机基础教学中,应当尽快地建立计算思维的表述体系。围绕计算思维表述体系的构建,本文首先从研究层面、技术层面和专业层面阐述了计算思维教育的目的;然后基于Denning"伟大的计算原理"的概念分类,构建了一个以计算为核心,以抽象、自动化、设计、通信、协作、记忆、评估为基本概念的带有层次结构的计算思维表述体系框架;最后,从客观世界的理解、问题解决、知识创造等方面,介绍了计算思维的若干重要作用。     

中学信息技术教学中计算思维的培养策略

计算思维被周以真教授提出,并纳入到K-12教育体系之后,俨然成为当今信息技术教育领域的一个热门词汇。与此同时,国内也将计算思维纳入新时代学生信息技术核心素养之中。计算思维可以简单地理解为学生通过运用计算机科学领域的方法,在形成解决问题的方案过程中的一系列思维活动。计算思维的重要性就在于人们在学习、工作和生活中都需要依靠思维去解决问题。由此可见,计算思维,是信息时代不可缺少的品质,是核心素养的重要组成部分,是中学生学习、生活以及日后工作中解决问题强有力的支撑。但国内信息技术教学中计算思维的培养仍存在许多不足。本文通过实践教学,从教师、学生两个角度总结出计算思维培养的有效策略,为信息技术教学发展提供意见。     

计算思维培养中教育者的角色分析——基于2018年ISTE《教育者计算思维能力标准》的解读与启示

当前,计算思维的培养正变得越来越重要。基于此,文章首先阐述了计算思维的内涵和特点,指出计算思维能力是数字公民的一种基础能力。随后,文章回顾了美国国际教育技术协会(InternationalSocietyfor Technology in Education,ISTE)教育者标准的发展史,并通过不同版本标准的对比,分析了教育者的角色变化。最后,文章重点解读了2018年ISTE发布的《教育者计算思维能力标准》中教育者所承担的"学习者"、"领导者"、"协作者"、"设计者"和"促进者"等角色,并探讨了此标准对我国的启示。文章对计算思维培养中教育者的角色分析,以及由此提出的计算思维培养路径,可为我国计算思维教育提供参考。     

走向计算思维2.0

在梳理计算思维发展过程的基础上,讨论了近年来计算思维在理论和应用方面的新进展,阐述了在大数据和人工智能的推动下,计算思维所赋予的新的内涵和形式,进一步深化了计算思维在科学及社会经济领域的意义和作用。探讨了这些新内容以及在教学中应该关注的新动向和新模式。并与传统的计算思维(即计算思维1.0)做了分析对比,这些新的内容称为计算思维2.0。     

基于思维视角的计算思维综合解读

计算思维兼具计算和思维的特质,使得它成为信息社会中人们所应具备的一种基本能力。文章基于思维的视角,围绕计算思维的概念、本质、基础、工具、特性等五个方面对计算思维进行了综合解读,并探讨了培养计算思维的价值和意义。通过综合解读基于思维视角的计算思维,文章厘清了计算思维的基本内涵,可为计算思维的深入研究和计算思维教育的全面开展提供参考。     

面向高中生计算思维培养的科技教育实践研究

在当前我国深入实施教育改革的背景下,国家对高中教育教学提出了更高的要求,由于社会需要更多具有较强综合实力的人才,因此需要学校能够培养出符合社会智能化、全面化发展需求的人才。因此,高中教育也需要建立在培养学生计算思维这一核心素养上,使学生能够通过参与科技教育活动获得较强的信息技术能力,以此适应数字化社会的发展需求。基于此,本文主要分析了培养高中生计算思维的意义,并提出了基于高中生计算思维培养下有效开展科技教育的策略。     

小学计算教学中的问题及其思考

新的课程标准中运算能力成为十个核心词之一。当前,计算教学中存在着对"运算能力"理解片面、计算教学思维价值发挥不充分、算法多样成为算法自由、对计算中蕴含的推理重视不足等问题。对此,教师需要重视算法多样化和算法优化的实效,以渗透数学思想和方法、计算与推理相结合、渗透代数思维等多种方式发展学生的思维。     

基于马扎诺教育目标新分类学的计算思维评价框架构建

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.     

计算思维之我见

教育的基础性确定了人才培养能力导向的基本要求,人类迄今所实践的三大科学研究范型更具体地给出了计算思维能力培养的指向。不同的人才未来将面对不同的问题空间,决定了他们对计算思维能力不同的要求。本文用朴素的、狭义的和广义的计算思维进行区分;而计算思维能力的培养需要建立意识、了解功能、掌握方法、会用工具,最终才能形成能力。     

计算思维研究进展与可视化分析

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。     

计算思维研究进展与可视化分析

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。     

基于SOLO分类理论的计算思维评价研究——以高中信息技术学科为例

科学有效的评价对于衡量学生的计算思维水平、判断计算思维教育成效至关重要。本文基于SOLO分类理论构建计算思维评价框架,并以信息技术学科的计算思维评价任务设计为例,探索如何在新课标教学中开展基于评价任务的计算思维评价,以期为新课标教学中计算思维评价的有效落实和推进提供借鉴和参考。     

基于计算思维的计算机基础教学模式探究

计算思维目前已成为计算机教育需要研究的一个重要课题.本文提出了基于计算思维的计算机基础教学模型,通过实例证明,该模型有利于学习者自我知识的构建以及计算思维能力和创新能力的培养.