自主学习在初中生计算思维培养中的应用研究——基于Code.org平台的编程课程

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cain_long
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计算思维被看作是STEM教育中所培养的核心思维之一,因此美国、英国、新加坡等许多国家正积极筹备并实施与培养计算思维相关的课程。教育领域的研究者意识到在中小学阶段学生计算思维培养的重要性,不仅帮助学生能更早的使用计算思维,而且也能够更好的解决日常学习与工作所遇到的各种问题。有研究者认为自主学习创造了有利于培养计算思维的学习环境,但目前国内外对自主学习和计算思维交叉的实证研究较少,仅有的实证研究验证了自主学习的文本编程课程对高学段学生计算思维能力的促进作用,鲜有研究探究基于自主学习的图形化编程课程对初中学生计算思维的影响。因此,本研究主要探究自主学习的图形化编程课程对初中学生计算思维培养的影响。本研究采用准实验研究和调查研究法。选取128名初一学生作为被试,运用非对等控制组前后测设计。通过计算思维能力测量量表、计算思维自我效能感量表以及一对一半结构化访谈,从量化和质性数据中分析初中生计算思维的变化情况。本研究的研究问题如下:(1)在编程课程中,自主学习的方式能否有效提升初中生的计算思维能力?(2)在编程课程中,自主学习的方式与传统讲练法在提升初中生的计算思维能力方面是否有显著性差异?(3)在编程课程中,自主学习的方式能否有效提升初中生的计算思维自我效能感?(4)在编程课程中,自主学习的方式与传统讲练法在提升初中生的计算思维自我效能感方面是否有显著性差异?通过四个月的干预教学,结果显示:(1)两个班级计算思维能力产生了显著性差异,实验班学生的计算思维能力得到显著性提高,对照班学生的计算思维能力得到提升,但是效果并不显著。(2)实验班与对照班相比,学生的计算思维自我效能感产生显著性差异,两个班级在算法思维维度、合作学习维度以及问题解决三个维度产生明显差异。经过课程学习后,实验班学生的计算思维自我效能感显著提升,同时算法思维和问题解决两个维度提升效果更显著,其余三个维度并没有显著性差异。而对照班学生的计算思维自我效能感虽有提升,但效果并不显著。经过对量化和质性数据的分析,本研究得出下列结论:(1)在编程课程中,自主学习的方式能有效提升初中生的计算思维能力,且与传统讲练法相比,有显著性差异。(2)在编程课程中,自主学习的方式能有效提升初中生的计算思维自我效能感,且与传统讲练法相比,有显著性差异。本研究将自主学习的教学方式应用到编程课程中,经过教学研究发现对学生的计算思维能力和自我效能感均产生了积极的影响。通过研究也得到了下列两点启示:(1)自主学习是初中生计算思维培养的有效教学方式之一;(2)图形化编程工具对初中生计算思维培养的重要性。本研究为初中生计算思维培养带来了新的教学方法和理念,为编程教育提供了有价值的参考。
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