混合式学习在初中生计算思维培养中的应用研究

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国际教育技术学会(ISTE)和美国计算机科学教师协会(CSTA)认为计算思维是学生必备的技能,应纳入正式教育,陈国良院士明确指出把计算思维作为计算机基础教学的一项核心任务,2017年《普通高中信息技术课程标准》中已明确将计算思维纳入四大核心素养中,由此培养学生计算思维势在必行。美国田纳西大学和斯坦福大学研究表明,通过混合式学习可以有效减少教师的教学方式与学生自己的学习方式之间的矛盾,同时Singh和Reed认为由于混合式学习能够提供解决问题的真实情景,因此混合式学习是一种低成本并高效的工作与学习方式,由此混合式学习是有效学习方式。有研究表明混合式学习可以有效提升学习者的计算思维能力,同时也有研究发现,图形化编程在提高学生学习兴趣和计算思维能力方面有着显著优势,因此如何以图形化编程为载体,将混合式学习与计算思维课程模型有机结合,提升学习者计算思维能力成为本研究重点。本研究主要围绕三个问题展开研究:其一,如何构建基于混合式学习的计算思维学习活动框架?其二,如何在教学实践中修正基于混合式学习的计算思维学习活动框架?其三,基于混合式学习的计算思维学习活动框架能否有效提升学生的计算思维能力?本研究通过对国内外相关文献进行梳理与分析,总结计算思维和混合式学习的相关框架,构建基于混合式学习的计算思维学习活动框架。以MIT开发的Scratch图形化编程软件为工具,以“基于混合式学习的计算思维学习活动框架”为理论基础,采用行动研究修改完善基于混合式学习的计算思维学习活动框架。本研究主要通过对学生的计算思维能力进行评价,以验证基于混合式学习的计算思维学习活动框架的有效性,通过量表、作品分析和半结构化焦点小组访谈,综合评估学生计算思维发展情况。由于本研究要探索完善基于混合式学习的计算思维学习活动框架,因此需要在实际教学中一步步迭代改进来完善框架,所以本研究选取行动研究为研究方法。经过三轮修改与迭代不仅可以完善基于混合式学习的计算思维学习活动框架,也可以提高研究结果的信度。基于混合式学习的计算思维学习活动框架经过三轮的行动研究已经趋于稳定,成为培养初中生计算思维课程的有效模式。通过定量与定性分析,验证了基于混合式学习的计算思维学习活动框架可以提升初中生计算思维能力,是培养初中生计算思维的有效方式之一。本研究的结论不仅丰富了计算思维培养方面的研究,而且对培养初中生计算思维课程的设计与开发及教学实践具有一定的借鉴意义。
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