人工智能教学如何培养高中生的计算思维?——基于人工智能案例驱动的Python编程教学的实证研究

目前利用编程教学培养计算思维已经取得共识,人工智能案例驱动的编程教学解决了单纯的编程教学枯燥乏味、难以激发学生兴趣的难题。依据人工智能案例驱动的编程教学理念,在分析计算思维、Python、人工智能案例三者关系的基础上,提出了人工智能案例驱动的Python编程教学培养高中生计算思维的教学模型。以"有声小说"为人工智能案例驱动的Python编程教学案例,进行了具体的教学设计。研究采用准实验研究法,通过三个月的跟踪观察,辅以作品分析、学习成绩分析和访谈来考察人工智能案例驱动的Python编程教学对学生计算思维的影响。研究表明,人工智能案例驱动的Python编程教学对高中生计算思维的培养具有显著的促进作用。基于研究结果,提出了以下六条实施建议:要厘清教学内容、教学方式及教学目标之间的关系;关注所教知识背后的思维、方法与观念;引导学生对核心概念的理解与迁移;精讲知识并注重能力的培养;关注个体差异并循序渐进;重视情境对于学习的重要性。     

Python课程中数字化游戏教学培养高中生计算思维的实证研究

如何培养学生的计算思维是学术界和一线教师面对的重要课题.目前利用编程教学培养计算思维已经取得共识,数字化游戏教学培养计算思维解决了单纯的编程教学枯燥乏味、难以激发学生兴趣的难题.文章依据DGBL理论,在分析计算思维、Python、数字化游戏三者关系的基础上,提出了Python课程中数字化游戏教学培养高中生计算思维的教学模型,并以"打飞机"游戏为例迸行了数字化游戏教学案例分析.研究采用实验组和对照组的前后测实验,通过四个月的跟踪观察,辅以游戏作品分析、学业成绩分析和访谈来考察Python课程中数字化游戏教学对学生计算思维的影响.研究表明:Python课程数字化游戏教学能非常显著地改善高中生的计算思维态度,显著地提升高中生的计算思维技能,但对高中生考试成绩的影响并不显著.基于研究结果,建议Python课程中数字化游戏教学要以厘清计算思维、Python、数字化游戏之间的关系为前提,数字化游戏教学案例要充分体现上述三者的关系,并以循序渐迸原则作为教学保障.     

基于Arduino开源平台的计算思维培养——以任务驱动的“利用按键控制LED”实验为例

本文结合高中课程标准,依托Arduino开源平台,提出了基于任务驱动教学模式的计算思维培养模型,并以"利用按键控制LED"实验为教学案例进行了基于任务驱动教学模式的教学设计,以期为中学生计算思维能力的培养提供参考。     

基于计算思维的小学数学教学设计分析

现阶段,信息技术已经融入了人们生活的方方面面,培养具有计算思维的新型人才成为教育领域关注的重点。数学是基础教育阶段的重要学科,在培养学生的逻辑思维、计算能力方面发挥着重要作用。为满足社会发展需求,小学数学教师应该积极探索以计算思维为导向的教学设计。基于此,文章首先阐述基于计算思维的小学数学教学设计原则,然后通过事实论证、理论论证提出完整的设计框架,最后采取案例分析法实施教学设计,以达到提高小学数学教学设计质量、优化学生学习效果的目标。     

基于计算思维的大学计算机基础课程改革与实践研究

以计算思维为牵引、面向不同专业要求分类指导的理念,定位计算机基础教学应达到的知识、技能、能力要求,明确相应的知识与实践体系,解决目前计算机基础课程教学的主要瓶颈问题。在教学过程中,把"计算思维"和Python程序设计语言增加到课程知识体系中;在教学设计方面,运用案例式的任务驱动和启发式的教学模式相结合的探究式设计方案,通过强调计算与逻辑、计算机文化与计算思维导论等模块强化"计算思维"能力培养。教学实践证明,通过本课程的学习学生具备了一定的计算思维和信息系统应用能力,进一步推进了以计算思维为导向的教学模式。     

人工智能课程中游戏化学习培养高中生计算思维实践的研究——以“挑战Alpha井字棋”为例

推动中小学人工智能教育培养学生的计算思维已成为国内外教育政策和课程标准的共同目标与要求。目前中小学人工智能课程主要关注理论知识的学习和智能技术的体验,忽视了学生思维能力的培养。文章基于输入—过程—结果(IPO)游戏化学习模型,将人工智能课程内容、游戏元素与计算思维实践要素有效融合,以设计“挑战Alpha井字棋”游戏为例,开展游戏化学习,促进高中生计算思维实践的培养。通过分析测试题、游戏设计任务、调查问卷和游戏作品探究241名高中生计算思维实践、人工智能学科知识、情感态度等方面的提升效果。研究结果表明,人工智能课程中开展游戏化学习能够显著提高高中生计算思维实践整体水平和分解、抽象、模式识别、算法、调试五个要素水平,促进人工智能学科知识,增强学习兴趣、动机、自信心,降低认知负荷。该游戏化学习设计框架适用于人工智能课程中培养学生的计算思维实践,通过运用游戏元素发展和创新人工智能课程的教与学方法。     

援引生活素材激活学生计算思维的对策研究

计算思维是信息技术学科的核心素养之一。课堂教学中培养学生的计算思维有与"程序思维""设计思维"等混淆的误区,有的教师甚至无从下手,找不到着力点。文章从教学引入方式、案例选择、方式创新等三个方面展开,结合陶行知先生的生活教育理念,通过教学实例,阐述以学生生活为切入点的课堂教学如何培养学生的计算思维。     

STEAM教育中以计算思维培养为核心的6E设计型学习模式探究

计算思维已成为21世纪人人都应具备的核心技能之一.STEAM教育是培养学生计算思维的重要途径,6E设计型学习模式是STEAM教育实施的重要手段.基于此,文章构建了STEAM教育中以计算思维培养为核心的6E设计型学习模式,并以初中《APP Inventor程序设计》课程中APP的开发进行了具体的教学案例设计及教学实施,验...     

小学生计算思维培养——以“吃火锅”编程教学为例

计算思维是当前国际信息技术教育领域广为关注的一个重要内容。中小学信息技术课程应承担起发展学生计算思维的重要任务。图形化编程采用高度可视化的界面和积木组合式程序设计方法,能有效地培养中小学生的计算思维。本文综合计算思维和图形化编程的特点,以计算思维的分解、抽象、概括、算法思维、评估优化等五要素为导向,结合重庆地方特色,设计了"吃火锅"的编程教学案例,以培养学生的计算思维,期望为教学工作者的实际教学提供参考。     

小学数学PBL+CT教学促进学生计算思维培养的研究——以“怎样围面积最大”为例

"计算思维"是近年来基础教育中评价学生高阶思维的重要指标,它与数学思维在问题解决等多个领域具有共同的思维模式,因此在数学学科中培养计算思维已成为国际上重要的发展趋势。基于此背景,构建小学数学PBL+CT教学促进学生计算思维培养的三层理论模型:内容层以PISA情境问题设计为导向,通过问题驱动教学;教学层为数学插电非编程的计算思维模式,采取PBL融合计算思维核心要素的教学,构建问题解决的教学流程;目标层是计算思维,以分解、抽象、算法思维、批判性思维、问题解决、协作学习六个核心能力为培养目标。研究以小学数学课"怎样围面积最大"为例,围绕理论模型进行具体的教学设计与实施,并对其应用效果进行验证。基于课堂观察、问卷和访谈等多种研究方法,多维度地验证理论模型促进小学生计算思维培养的有效性。研究发现,小学数学PBL+CT教学能显著地促进小学生计算思维的培养,尤其是在分解、算法思维、协作学习上具有显著的促进作用。基于研究结果,对数学PBL+CT教学促进小学生计算思维做进一步的总结与反思。     

知识的内化:计算思维的培养与数据库教学

本文从"计算思维"概念提出的背景出发,以数据库课程教学为案例,分析了思维与知识、教育与思维能力之间的关系,阐述了"知识内化"对数据库教学的重要性,提出了基于计算思维能力培养的数据库课程的知识体系和课程思维框架。通过对在数据库教学过程中如何培养计算思维能力问题的思考,结合课程特点,阐述了基于计算思维能力培养的数据库课程的教学思路。     

基于计算思维培养的设计型学习模式研究与实践

编程教育是计算思维培养的重要载体,设计型学习是培养计算思维的有效方式。通过分析计算思维的核心要素,结合设计型学习经典模型的特征,构建了基于计算思维培养的设计型学习模式,在各个阶段中有针对性地培养学生的计算思维,并在具体的教学案例中进行实践,来验证该模式的有效性。     

基于计算思维能力培养的《程序设计基础》课程教学探讨

采用灌输式的以高级程序设计语言自身体系为脉络开展的《程序设计基础》课程教学模式,不利于培养学生的计算思维及创新能力。从培养计算思维的角度选编案例,以“程序设计”为中心,运用基于案例驱动的教学模式,可有效训练学生计算思维,培养学生分析问题和解决问题的能力。     

基于计算思维的范例教学模式研究——以“管理信息系统”课程为例

在建构主义教学设计模式指导下,提出一种基于计算思维的范例教学模型。将学生计算思维意义建构作为教学目的,结合案例设定思维培养目标,依据学生知识背景创设认知情景,以问题为核心驱动学生自主选择学习策略。针对"管理信息系统"课程设计的教学案例,教学评价显示,模型指导下的范例教学使学生的计算思维建构过程更清晰、计算机应用能力更适应专业需求。     

以计算思维为切入点的计算机基础课程联动改革与实践

如何有效地在计算机基础课程中贯彻以计算思维为切入点的教学改革,是当前计算机基础教学改革研究的内容之一。本文提出了计算思维的三个层次和课程体系的关系,并实施了两门基础课程联动改革,更新课程内容体系,精选案例和实验方案,增加了"专题"模块,采用多元化教学模式,使得计算思维教学改革有效落地,培养了学生的计算思维能力和解决问题的能力。     

基于计算思维的“大学计算机基础”课堂教学设计实践

计算思维的培养作为一种新的教学理念,已经成为全国很多高校的计算机基础课程教学改革的方向。科学合理的课堂教学设计是完成教学目标的重要保证,文章从课堂教学目标确定、知识点梳理和教学案例的设计等课堂教学设计过程,阐述了"大学计算机基础"课堂教学中计算思维的体现和对学生计算思维能力的培养。     

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。     

计算思维能力发展模型与教学程序研究

提升学习者计算思维能力成为计算机教学的核心目标之一。计算思维教学经历了从"知识传递"、"工具操作"的后端"潜学"至"思维培养"的前端"显学"的发展过程。然而,实践环节中还存在"怎么教"和"如何学"的困惑。文章基于思维视域研究计算思维训练,认为计算思维训练不是简单的知识学习和技能练习,而是发展学习者认知结构、超越知识与技能的思维教学,并从知识、认知结构、学习方式维度构建思维能力发展模型;以应用"技术工具"和"思维工具"作为思维技能训练有形技术和无形技术的载体,设计思维教学程序,提升学习者的计算思维能力。     

基于计算思维的任务驱动教学模型的设计研究

信息技术课堂是培养中小学生计算思维的主阵地.目前我国培养中小学生计算思维的策略仍在不断实践探索中,并没有形成可以广泛推广的模式.文章根据小学生的认知发展阶段,结合任务驱动教学模式和信息技术课程的特点,从计算思维的五个维度考虑,构建了基于计算思维的任务驱动教学模型,并设计了基于该模型的课堂教学案例.通过实践验证,该模型可以较好地提升学生的计算思维能力,为师生的教与学提供参考.     

计算思维视域下的高中Python校本课程建设与实践

计算思维是高中信息技术课程核心素养之一,越来越多的中小学教育工作者关注学生计算思维的培养.随着人工智能时代的到来,学生问题解决能力的重要性日益凸显.目前国内针对在高中信息技术课程中计算思维培养的理论和实践研究都处于探索阶段,而程序设计类课程是培养学生计算思维的重要着力点.文章选取适合培养高中生计算思维的Python语言...