【摘 要】
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计算思维是个体运用计算科学的思想方法进行问题解决时产生的思维活动,对培养学生的创新意识和实践能力有着重要作用,是未来人才需要具备的基本技能。随着创客教育、STEM教育等新型课堂教学模式的涌现,计算思维能力的培养面临着新的挑战。我们需要寻找相应的载体,来高效率地培养计算思维能力。情境化的学习更容易从能力的提升上升到思维的养成。计算思维是人类科学思维的组成要素之一,需要通过设置教学情境,在多门课程的教
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计算思维是个体运用计算科学的思想方法进行问题解决时产生的思维活动,对培养学生的创新意识和实践能力有着重要作用,是未来人才需要具备的基本技能。随着创客教育、STEM教育等新型课堂教学模式的涌现,计算思维能力的培养面临着新的挑战。我们需要寻找相应的载体,来高效率地培养计算思维能力。情境化的学习更容易从能力的提升上升到思维的养成。计算思维是人类科学思维的组成要素之一,需要通过设置教学情境,在多门课程的教学过程中进行培养。跨学科的学习方式是STEM教育的核心特征,基于项目的学习是STEM教育的主要实施模式。因此,有必要构建出STEM视野下计算思维能力的培养策略。本研究首先从发现问题的视角、挖掘问题的深度、处理问题的应变力以及培养的途径与方法四个方面对STEM视野下培养计算思维能力进行对比分析,证实了STEM教育是培养计算思维能力的有效载体。然后,通过剖析计算思维在解决问题过程中的运用,将其分解为五大要素,即分解能力、概括能力、算法思维、评估能力和抽象化能力。将STEM教育理念和计算思维的五大要素相融合,构建出STEM视野下计算思维能力的培养策略,即确定问题、规划、尝试解决方案、修改和交流。最后,本研究将综合实践课《纸飞机》和编程课《算法的质疑与拓展》的实施过程进行展示,使用问卷调查法收集实验班和对照班的前后测数据,利用SPSS22.0软件和EXCEL软件对收集到的数据进行分析,分析数据表明,实验班的计算思维能力高于对照班的计算思维能力,且计算思维能力的五大要素均有显著提升,检验了STEM视野下计算思维能力培养策略的有效性与可行性。经过一系列研究后,就STEM视野下中小学计算思维能力的培养策略提出以下建议:教师需要从全方位出发,多种途径提升学生的计算思维能力;教师需要创设教学情境,打破学生的思维局限;教师需要引导学生养成多种视角看问题的习惯,提升学生挖掘问题本质的能力;教师需要注重学生知识迁移能力以及创造力的培养。
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