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。     

美国《K-12计算机科学框架》对我国信息技术教学的启示

《K-12计算机科学框架》描述了K-12阶段学生学习计算机科学需要掌握的概念和具备的技能,发布此框架是美国数字经济时代加强学生计算机科学技能和信息素养的重要举措。文章对《K-12计算机科学框架》的背景、特点和主要内容进行了深入分析与解读,并结合《K-12计算机科学框架》的特点和我国当前中小学信息技术教育存在的问题,总结得出我国中小学信息技术教育的努力方向,即注重对学生计算思维的培养,规范信息技术课程设置、评估与实施途径,提升教师专业发展能力等。     

美国《CSTA K-12计算机科学课程标准(2017年修订版)》的解读与启示

普及信息技术教育,是我国国家战略和教育发展改革的重要组成部分,扎根于课堂教学是有效落实的根本。《CSTA K-12计算机科学课程标准(2017年修订版)》基于全纳教育的教育理念、计算机科学的学科本质、面向未来的教育需求和实践可操作的教学标准进行研制和表达,其学科概念结构化体系、普及计算机科学教育、将计算思维作为思维方式和教学目标融于多学科教学中、系统进阶的结构化表述与呈现方式等方面的设计,对我国信息技术学科课程建设、课程标准内容的设计、面向每个学生的课堂教学的推进,提供了有益的参考和借鉴。     

计算思维评价：概念取向、要素框架与测量方法——以 Scratch 编程课为例

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。     

计算思维：从小学至高中《信息技术》教育的新目标

我国的《信息技术》教育课程产生至今经历了从重视专业化的计算机教育,到重视大众化的计算机素养再到信息素养教育三个阶段,在其发展过程中,受国外影响深刻。与此同时,在教育实践中,也受本国文化和传统教育观念影响保持了自己的特色,既重视专业化教育。从2006年起,世界各国K-12教育中开始重视计算思维素养培养,其目的是培养学生21世纪生存技能。为了适应社会发展对教育的需要,我国也应该增设计算思维教育内容,并保持特色,从小学至高中,既强调作为素养的计算思维教育,还应该在高中设置选择模块加强专业化计算思维内涵教育。这样,信息技术教育课程才能担负起全体国民有效地运用信息技术解决问题和增强国家核心竞争力培养专才的重任。     

K-12人工智能教育的逻辑思考:学生智慧生成之路——兼论K-12人工智能教材

人工智能技术的发展推动了智能教育融入教育现代化建设,K-12人工智能教育的意义在于应用智能,培养学生的智慧。文章从K-12人工智能教育目标出发,探讨学生的智慧生成之路:以科学、技术与工程为基石,以编程能力为桥梁,培养学生的智能素养,生成智慧;以智慧的培养为目标,提出整体架构、螺旋上升式教学内容组织形式;以人工智能的学科特点与技术特点提出体验感知式情境教学与学科整合式项目教学的策略。最后,以K-12人工智能的逻辑思考分析K-12人工智能教材,以期促进K-12人工智能教育科学化、系统化开展。     

英国K-12阶段计算思维教育分析与启示

计算思维作为学习者应对未来社会科技快速变革的必备能力,受到各国教育界的高度重视,并纷纷将其纳入国家课程标准,加大了相关教育投入力度。英国作为教育信息化较为发达的国家之一,较早关注到儿童计算思维的培养,并在计算思维教育方面取得不少实践与研究成果。文章梳理了英国在K-12阶段计算思维教育的政策与投入,介绍了英国的计算思维教育评价方式,并从课程标准、教材与跨学科教学等方面分析计算思维的教育实践。在此基础上,我国对K-12阶段的计算思维教育应积极整合校内外资源搭建计算思维教育平台,完善信息科技课程评价,重视教师培训,并在多学科中培养学生的计算思维。     

基于STEAM的幼儿园科学教育变革策略

当前STEM教育已经成为国内外K-12教育领域的热点话题,它与我国幼儿园科学教育具有内在契合性,是变革我国幼儿园科学教育的重要参照。因此,我国幼儿园科学教育改革可以在四个方面寻求突破:一是以STEAM素养为参照确立科学教育目标体系,克服幼儿园过多关注科学知识掌握而忽略幼儿简单问题解决能力培养的问题;二是以STEAM教育主题项目为抓手组织教育内容、促进学科融合,从而培养幼儿核心素养;三是以STEAM问题探究为驱动,开展幼儿园科学教育活动,调动幼儿探究积极性;四是以STEAM教育生态为纽带开发和利用科学教育资源,促进优势资源积累和整合,提高科学学习品质。     

美国K-12阶段技术教育:背景、现状与启示

着当代技术的高速发展,技术教育得到了世界各国的广泛重视。美国K-12阶段技术教育以技术素养的培养为目标,在课程内容设置上具有多样性,技术课堂教学强调技术设计,并重视技术教师培养和培训。美国K-12阶段技术教育的许多经验可为我国中小学技术教育提供借鉴。     

面向K-12教师的智能教育素养框架构建

本研究在分析智能教育、人工智能教育、教育人工智能等关键概念发展演进及内在关联的基础上,结合知识、能力与素养之间的内涵与关系,阐述了面向K-12教师的智能教育素养的概念及特征:智能教育素养是以创意为内核,教师基于知识、能力、思维、文化价值协同发展,借助教育人工智能技术促进创意设计、创意应用与创意生成的教学实践过程,体现内生性、关联性、持续性、创价性等特征.文章还以教师角色重塑为核心基点,以学习文化、社会活动文化、技术文化为境脉,构建了包含知识基础层、能力聚合层、思维支撑层、文化价值深化层的K-12教师智能教育素养结构模型,并阐明了各层结构中的核心构成要素,以期为提升教师智能教育素养提供引导,为开发智能教育素养测评工具提供理论依据.     

美国K-12教育对我国信息技术教育的启示

我国信息技术教育在取得成绩的同时,也存在一些不容忽视的问题。结合美国K-12计算机科学教育与实施办法,分析美国K-12计算机科学课程设置、课程教学内容以及教学标准体系等基本情况,对于加快普及我国信息技术教育具有重要意义。     

美国CSTA计算思维教学案例的教学活动分析及启示

随着信息技术的发展和普及,计算思维已由高等教育专属教学内容转变为基础教育阶段的创新教学内容。文章以美国计算机科学教师协会(Computer Science Teacher Association,CSTA)提供的9个计算思维教学案例为研究对象,运用成熟的教学活动框架分析了其中的73个课堂教学活动,并采用描述性统计和内容分析的方式对活动数据内涵进行解构。最后,文章从情景化教学活动设计、数据在计算思维的应用探索以及计算思维与STEAM教育的关系三个方面,论述了CSTA教学案例对我国K-12计算思维教育的启示。     

计算思维培养之路还有多远? ——基于计算思维测评视角

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。     

培养实施三维性科学教学的教师——美国科学教师培养标准的最新变化与启示

核心素养时代的科学教育要求把学科素养培养贯穿于教育教学活动的全过程,要求科学教师能够实施整合科学知识、科学实践、科学态度与价值的教学,这对科学教师的培养带来了全新挑战.2012年,随着美国《K-12科学教育框架》提出了实施科学与工程实践、共通概念和学科核心概念三维性科学学习的概念之后,如何围绕这一框架培养科学教师成为关...     

他山之玉:美国高中核心素养教学实践探析——基于对芝加哥D128区利伯蒂维尔高中的深度考察

为了应对时代变化及未来发展的各种需求,自20世纪90年代以来,"核心素养"逐渐成为全球范围内教育政策、教育实践及教育研究领域的重要议题。本文综合分析美国K-12教育在核心素养教学实践方面积累的宝贵经验,总结出了美国K-12教育的八个基本特征:多元性、整合性、实践性、开放性、合作性、技术性、激励性和审辨性。美国的K-12教育在核心素养教学实践方面为我们提供了非常宝贵的操作性和实践性极强的经验样本,如能学习借鉴并服务于我国的教育教学实践,必将有助于促进我国的教育教学改革,助推我国打造学习型社会。     

CDIO理念下大学计算机基础教学中的计算思维培养

感悟和凝练计算机科学思维模式,将其融入可持续发展的计算机应用中,这是作为工程人才不可或缺的基于信息技术的行动能力。以CDIO教育理念为基础,以计算思维为切入点,以信息素养的培养为导向,对非计算机专业计算机基础课程进行了改革。从课程设计和教学内容、教学方法与手段、教学条件、教学队伍四个方面进行了探索与实践。     

多元思维引导下的计算机专业实践教学体系构建与实施

实践教学是我国高等教育的重要组成部分,特别在当前工程教育专业认证深入开展的背景下,实践教学效果更直接影响着整个高等教育人才培养质量。基于思维的视角,把计算思维、工程思维、设计思维引入到计算机专业实践教学体系中,构建了以计算思维培养为基础,以工程思维培养为核心,以设计思维培养为目标的计算机专业实践教学体系。该教学体系以计算思维为导向,培养学生将实际问题利用计算机知识建立模型,并设计算法进行求解的能力;以工程思维为导向,训练学生系统解决实际工程问题的能力;以设计思维为导向,培养学生的创新能力。教学实践证明,融入多元思维后的实践教学体系对培养学生的思维方式,提高学生解决问题能力和创新能力有积极作用。     

国际计算思维教育研究热点与趋势分析——基于CiteSpace的可视化分析

为科学分析计算思维在实际教育环境中的深度应用,加快落实本土化计算思维教育培养,以近10年来Web of Science数据库核心数据合集中的文献作为研究样本,运用CiteSpace知识图谱软件进行聚类分析。研究发现：国际计算思维教育的研究热点有计算思维教学策略、学科发展及跨学科教学、教学评价体系、教育机器人、计算观念、性别差异等;其研究趋势主要为K-12科学教育框架应用、多元化课程开展、批判式看待编程以及结合教学活动开展计算思维教育的实践评测等。计算思维教育研究呈发散式特点,系统化展示其研究热点及趋势有利于正视并促进其未来本土化研究。     

论高校思想政治教育与心理健康教育的契合

本文基于高校思想政治教育与心理健康教育契合的同质化取向研究,包括具体分析了社会转型中的具象表征和实践共生、目标旨向,以实现对教育方法性契合的目的。通过二者的有效契合,思想政治教育工作人员的心理素养和专业素养均能够得到双重的提升。     

机器人类科技教育活动案例

<正>机器人活动是融合电子、机械、生物、计算机科学与工程、人工智能等先进技术,通过设计和开发能解决实际问题的智能人造物[1],激发学生学习兴趣,培养学生综合能力的多学科交叉活动。机器人活动属于科技教育范畴,是以提升学生核心素养,培养学生兴趣爱好、创新精神和实践能力为宗旨,以提高学生的工程思维、计算思维和设计思维为目标的教育,