论文题目：基于计算思维的小学实体编程课程设计与开发研究 ——以Matatalab玛塔实体编程机器人为例
摘要：随着智能教育时代的到来,以发展学生计算思维为导向的编程教育受到前所未有的重视。计算思维也逐渐被确立为继阅读、写作和算术等能力之后的第四种能力,是所有人都可以学习并掌握的一种认识世界、解决问题的思维方式。世界各国也纷纷制定了儿童编程教育相关的政策与措施。然而,虽然有一系列的编程教育相关文件政策,我国编程教育却仍处于起步发展阶段,相关的课程标准制定、课程建设、教材研发等都还存在资源的短缺,特别是针对实体编程开展的相关课程研究更是少之又少。因此,以计算思维培养为目标,设计开发小学生实体编程课程并进行实践应用具有一定理论意义和实践价值。编程教育作为培养学生计算思维的载体,其课程开发的重要性不言而喻。在此背景下,本文围绕三个主要的研究问题展开:一是“计算思维”的教学形式、教学模式、评估方式有哪些?二是对于适合小学生学习且面向计算思维发展的实体编程课程,应该如何设计与开发?三是所开发的课程应用在课堂教学中将会产生怎样的效果,是否能够促进学习者计算思维的发展?本研究采用了文献研究法、实验研究法、问卷调查法、访谈法对面向计算思维发展的小学实体编程课程设计与开发进行研究。通过文献分析法,对计算思维及编程教育的研究现状进行梳理,明确计算思维的教学形式及教学策略、计算思维的评估方法以及小学阶段的计算思维特点、小学阶段的编程教育课程的特点,作为课程开发的理论依据。针对目前实体编程的课程及实证研究匮乏的问题,本研究基于计算思维的五要素——算法思维、分解、抽象、概括、评估,对小学实体编程课程教学目标、内容、策略、资源及评价等方面进行设计,构建了基于计算思维的小学实体编程课程培养框架,并设计开发了小学Matatalab玛塔实体编程机器人初阶课程。最后通过实验研究法将所设计开发的课程运用于实践教学中,验证课程的可行性及有效性。通过问卷调查法和访谈法等方式对课程进行评估,获取教师及学生的反馈意见,根据评估反馈完善课程设计方案及对课程开发与授课过程进行总结反思,为学校及研究人员提供实体编程教育课程开发的思路及指导策略。
关键词：计算思维;实体编程;课程设计与开发
学科专业：教育技术学
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
一、研究背景
(一)人工智能理念下编程教育受到前所未有的重视
(二)计算思维是人人都应具备的一种能力
(三)我国面向计算思维发展的编程教育课程资源匮乏
二、研究综述
(一)计算思维研究综述
(二)编程教育研究综述
(三)综述小结
三、研究问题、研究内容与研究意义
(一)研究问题
(二)研究内容
(三)研究意义
四、研究思路、研究方法与创新点
(一)研究思路
(二)研究方法
(三)创新之处
第二章 概念界定与理论基础
一、概念界定
(一)计算思维
(二)编程教育
(三)实体编程/有形编程
二、课程开发的理论基础
(一)皮亚杰认知发展理论
(二)建造主义学习观
(三)“创中学”理念
三、本章小结
第三章 计算思维的教学、评估及课程特点
一、计算思维教学形式、模式及策略
(一)计算思维教学形式
(二)计算思维教学模式
(三)计算思维教学策略
二、计算思维评估方法
(一)量表评估
(二)题测评估
(三)作品分析评估
(四)访谈式评估
(五)评估方法小结
三、基于计算思维发展的小学编程课程特点
(一)小学阶段“计算思维”的特点
(二)小学阶段儿童学习者的特点
(三)小学阶段编程课程的特点
第四章 小学计算思维实体编程课程设计与开发
一、教学前期分析
(一)教具分析
(二)教学对象分析
二、课程教学目标设计
(一)总体目标
(二)具体目标
三、课程教学策略设计
(一)教学活动进程设计
(二)教学方法选择
四、课程教学资源设计
(一)教学课件设计
(二)教学参考手册设计
(三)课程操作单/任务单设计
五、课程教学评价设计
(一)形成性评价
(二)总结性评价
(三)本研究中的评价方案
六、基于计算思维的小学实体编程课程培养框架
(一)教学理念
(二)教学内容
(三)教学过程
(四)教学策略
第五章 课程案例的实施与评价
一、前期分析与准备
(一)学校背景与教学现状
(二)教学对象选择
(三)教学资源准备
二、教学实施概况
(一)教学整体实施概况
(二)教学前测
(三)课程教学大纲
(四)教学设计案例详述
三、教学效果评价
(一)访谈交流
(二)观察表现
(三)课堂练习/测验
(四)课后满意度调查问卷
(五)教学效果评价小结
四、教学反思
(一)教学工具选择要符合学生身心特点
(二)课程设计及教学用语要符合学生身心特点
(三)课程设计要遵循层层递进、自主探究和协作学习相结合的思路
(四)各课程环节时长分配要有合理性,现场控制要注意
(五)教师要给予观察并提供适时指导
第六章 研究总结与展望
一、研究主要工作
二、研究结论
三、研究不足与展望
参考文献
附录1:计算思维小练习
附录2:教师访谈
附录3:学生访谈
附录4:教学参考手册
附录5:教学课件PPT
附录6:学生操作单