摘要
计算思维被认为是21世纪人类所必备的、与阅读、写作、算术同等重要的技能。近几年，人工智能时代的到来及技术的发展催生对相关计算人才培养需求的同时，还凸显了获得计算思维技能的重要性。在此背景下，国内外纷纷将学校作为培养计算思维的主阵地，将计算思维与各学科进行整合。计算思维更是成为了我国高中信息技术学科核心素养之一及义务教育阶段信息科技课程教学目标之一。在计算思维培养与众多学科整合中，中小学编程教育是其中有效的实现方式之一。但实际的培养效果与理想效果之间仍有差距，学习兴趣不高、动手能力低下等问题在编程教育中尤为凸显并影响着学习效果。因此，有必要做好计算思维培养效果评价，从过程评价中促进学生计算思维的培养与发展。然而，从国内外文献调研来看，以往的计算思维培养中更多倾向采用结果性数据进行学习效果的评估，较少研究从学习过程角度发现问题以改进教学。编程本质上是一种实践活动，学生在进行编程时会产生大量的反映学习行为的数据，其中这些学习行为反映了学习者为完成编程学习目标、任务在编程学习过程中表现出来动作或反应。 基于当前研究现状，本研究主要围绕如何基于编程行为分析学生计算思维学习效果这一问题展开。为解决这一问题，本研究首先以认知表征主义理论、以证据为中心理论为指导，以计算思维三维框架、国外Grover学者的支持计算思维评价学习分析框架、编程行为与计算思维关系模型为设计依据，设计了基于编程行为分析的计算思维促进策略。该策略实施流程主要包括领域建模、任务模型、证据模型、学生模型四个部分，目的是为基于编程行为分析计算思维培养效果研究提供一个方法，辅助一线教师及研究者以设计符合学生认知水平的计算思维教学目标、教学内容、编程任务，从真实的编程过程情景中更有效地了解学生的计算思维培养情况。同时，在分析中形成反馈为教学设计提供实证经验，更好地促进计算思维教学。 其次，依据所设计的策略，本研究以高中python编程课程为依托，在玉林市L中学对高一年级其中一个班的26名学生展开了2轮的行动研究，第2轮研究是基于第1轮的分析反馈而展开的。在这一过程中，主要采用EV录屏、内容分析法、滞后序列分析的方式收集与分析学生的编程过程数据，以获取学生编程行为分布与行为序列模式，从实际编程过程中以了解学生的计算思维目标掌握情况。同时，通过两轮实践效果对比分析，以验证该策略的可行性与有效性。 最后，通过两轮教学实践对26名学生的编程过程行为进行了分析，发现绝大部分学生已经初步掌握了教学目标中的计算概念，学会了用基本的计算实践方法如递增和迭代、调试和运行、抽象与模块化进行编程，能够在编程过程中呈现自己对问题的解决方案并善于质疑，具备一定的计算观念，总体的学习效果有所提升。最终获得了以下结论：基于编程行为分析的计算思维促进策略对于计算思维培养具有可行性与有效性。基于编程行为展开计算思维学习效果分析，能够帮助教育者更好了解学生的思维过程以及实际的目标掌握程度，有效改进教学。本研究主要价值在于以编程过程行为分析为评价视角，从动态的、实际的编程过程发现教学实践存在的问题，为后续的教学设计和过程性评价工作提供实证经验。
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