Kaggle平台在高中Python教学中的应用研究

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数字信息化时代,让计算思维成为21世纪创新型人才所必备的思维能力之一。人工智能时代的到来,让编程教育受到重视。在大量的研究中,计算思维的培养和编程教育是相结合的,即用编程教学来培养学生的计算思维,锻炼编程能力。对于高中学段而言,《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》要求信息技术学科培养学生的计算思维。与此同时,Python这一编程语言,因为其有语法简洁等特性,也因为新教材中有相关内容,逐步进入中小学信息技术课堂。如何在信息技术课程中开展Python编程教学,培养学生的计算思维,锻炼学生的编程能力,成为本研究的出发点。本研究主要采用了文献研究法、问卷调查法、教育实验法和访谈法等研究方法。首先通过文献研究对研究现状和研究的理论基础进行了梳理和阐述,明确了本研究设计的Python编程课程的教学目标以及所设计的教学流程的理论依据,然后分析Kaggle平台的功能并明确如何将不同功能应用于Python编程教学中,基于以上分析设计了基于Kaggle平台的Python教学内容和教学流程,结合Kaggle平台的功能设计并制作了教学材料。教学内容分为两个板块,分别是基础知识板块和数据分析板块。基础知识板块的教学流程分为三个大环节,分别是:知识学习,题目练习和合作探究。其中知识学习分为例子展示,知识点总结和动手练习三个小环节;题目练习环节分为思路描述和代码编写两个小环节;合作探究环节分为任务分析,小组分工和合作完成三个小环节。数据分析板块分为两个大环节,分别是知识学习和合作探究。知识学习环节分为知识点展示和动手练习两个小环节;合作探究分为任务分析,小组分工和合作完成三个小环节。然后将设计的教学内容、教学材料和教学流程用于教学实践,利用教育实验法验证课程效果。教学实验结束后,对学生完成的计算思维量表,编程能力测试题进行收集,同时对随机选择的学生进行访谈,利用软件对收集的数据进行分析,整理实验结果并对结果进行分析和讨论。最后,对研究进行总结和展望。教学实践的结果证明,与使用传统编程环境和采用传统教学方法的班级相比,使用Kaggle平台及相应教学流程的班级,计算思维水平得到更显著的提升,尤其是算法思维、问题解决能力。并且,他们的编程能力也提升更多。本研究得出以下结论:使用Kaggle平台及相应的教学材料和教学流程进行Python编程教学,能够更好地培养学生的计算思维,锻炼学生的编程能力,提高学生的编程学习兴趣。研究结果为一线教师进行Python编程教学实践提供了参考,也为其他研究者在研究中使用Kaggle平台进行Python编程教学提供了一定的经验和参考。
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