基于计算思维的PBL教学模式在小学Scratch课程中的应用研究

摘要

计算思维不仅是计算机和教育领域中非常热门的研究课题，也是世界三大科学思维的一部分，因此我们每个人都需要掌握这一基本技能。随着信息技术的发展，如何提高计算思维能力，培养具有高信息素养的创新人才就显得尤为重要。目前，国内外教学专家主要将计算思维教学应用在大学计算机基础课程中，而对于如何在小学信息技术课程中培养学生的计算思维的教学仍然处于探索阶段，除此之外采用何种计算思维培养模式又没有具体的信息技术课程作为依据。 本文在基于项目的学习与计算思维的相关理论基础之上，首先把计算思维的理念与基于项目的学习教学模式相结合，构建一种全新的教学与学习模式——基于计算思维的PBL教学模式（Project-Based Learning Teaching Modelbased on Computational Thinking，简称PBLTMCT模型）；其次将该模型应用到小学Scratch课程中，进行具体的教学实践；最后分析其教学实践效果，验证基于计算思维的PBL教学模式的有效性与可行性。 本文从以下四个方面来反映基于计算思维的PBL教学模式的构建： 一、简要阐述基于项目的学习和计算思维的定义与国内外发展现状，通过分析基于项目的学习与其他教学模式培养计算思维的优缺点，提出在小学信息技术课堂采用基于项目的学习计算思维培养模式。 二、在理论基础指导之下把计算思维融入到基于项目的学习中，将理论与实践相结合，构建基于计算思维的PBL教学模型（PBLTMCT模型）。 三、将构建的 PBLTMCT 模型形式化，运用数学公式来表达计算思维能力培养效果。依据计算思维抽象和自动化的本质，把形式化过程抽象为增量化的等式。 四、将PBLTMCT模型应用到小学Scratch课程中，观察其是否对培养学生计算思维能力有促进作用，由此来验证模型的实用性和有效性。 计算思维能力作为基于计算思维的PBL教学模式培养的核心目标，把计算思维方法与小学信息技术课程教学相融合，探索如何培养学生计算思维能力的方法和途径，加深学习者和相关工作者对计算思维的认识。

目录

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 研究目的和意义

1.3 研究内容和方法

1.4 国内外研究现状

1.5 信息技术课程与学生思维品质分析

2 相关概念界定与理论依据

2.1 基于项目的学习

2.2 计算思维

2.3 Scratch

2.4 理论依据

2.5本章小结

3 基于计算思维的PBL教学模式设计与构建

3.1 教学模式

3.2 基于计算思维的PBL教学模式的优势

3.3 基于计算思维的PBL教学模式(PBLTMCT模型)的构建

3.4本章小结

4 基于计算思维的 PBL 教学模式在小学 Scratch 课程中的应用

4.1教学设计流程

4.2教学实践准备阶段

4.3 教学实践应用案例

4.4本章小结

5 PBLTMCT模型教学实践效果的分析与思考

5.1学生成绩的变化

5.2学生思维方式的变化

5.3学生计算思维能力的变化

5.4基于计算思维的PBL教学模式的教学策略

5.5本章小结

6 结语

6.1 研究成果

6.2 研究不足

6.3 研究展望

附录一：信息技术教师访谈提纲

附录二：信息技术能力调查问卷

附录三：Scratch课程期中检测试卷

附录四：Scratch课程期末检测试卷

附录五：计算思维培养调查问卷

附录六：原始数据

参考文献

致谢