课题申报模板：义务教育阶段计算思维教学策略研究

1、课题申报范例精选【导语】课题要坚持正确的政治方向，充分体现中央有关精神和 要求，具有鲜明的问题导向和创新价值。应用对策类选题要有现实 性、针对性和前瞻性；基础理论类选题要立足学术前沿，具有原创 性和开拓性；跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。选 题文字表述科学、严谨、规范。以下是课题优秀成果，是各类教师 进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。义务教育阶段计算思维教学策略研究课题名称：义务教育阶段计算思维教学策略研究关键词：计算思维，信息技术教育，教学策略申报级别：全国教育信息技术研究课题课题类别：重点课题学科分类：信息技术研究类型：信息技术预期研究成果：立项号:课题

2、设计论证一、本课题国内外研究现状述评、选题意义和研 究价值国内外研究现状计算思维是美国华裔科学家周以真于2006年首 次提出的。她将计算思维看做除读、写、算之外每个 人都必须具备的另一种基本技能。她对计算思维的界 定是：运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计 系统和理解人类的行为。计算维斯强调问题求解的操 作过程和机器实现，是一种人机共存的思维。计算思 维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看 起来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的 问题。计算思维提出后，获得了各界科学家的广泛认 同，冠以“计算”二字的诸如“计算生物学”“计算物 理学”“计算化学,，等学科也已涌现，并对各个学科

3、的 发展做出了重要贡献。2013年的诺贝尔化学奖授予了 三位美国科学家马丁卡普布拉斯、迈克尔莱维特 和亚利耶瓦谢尔，表彰他们在开发计算模型以模拟 处理复杂体系的化学反应领域所做出的开创性贡献。 他们的做法就是典型的计算思维的体现。计算思维的提出，引起了学界的广泛共鸣，同时 由于定义的宽泛也引起了一些争论。为了便于在K12 中实施，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师 协会（CSTA）于2011年通过给计算思维的各要素作描 述的方式，下了一个操作性的定义，即计算思维是一 个问题解决的过程，该过程包括以下特点：1 .制定问 题，并能够利用计算机和其他工具来帮助解决该问题; 2.要符合逻辑地

4、组织和分析数据；3.通过抽象，如模 型、仿真等，再现数据；4.通过算法思想（一系列有 序的步骤），支持自动化的解决方案；5.识别、分析和 实施可能的解决方案，找到最有效的方案，并且有效 结合这些步骤和资源；6.将该问题的求解过程进行推 广并移植到更广泛的问题中。我国信息技术教育专家也开始了对计算思维的研 究。李锋和王吉庆（2013）认为，计算思维是“数据 抽象、模型建设、自动化实现”。钟柏昌和李艺（2015） 对各种计算思维的概念进行了分类，认为有七种观点: 问题解决说、抽象说、自动化说、构造说、信息表达 说、社会计算说和三维目标说。宽泛的概念带来了理 解上的混乱，也给课程标准的制定和教材教学

5、的设计 带来了困扰。本课题负责人在对周以真关于计算思维 的论文和报告进行研究后发现，计算思维侧重于抽象, 把问题或数据抽象为可计算的模型，然后通过计算机 的自动化来处理。这种理解为我们开展计算思维的教 学打下了基础。选题意义和研究价值关于计算思维的教学，首先产生于国际大IT公 司，如谷歌的计算思维教学网站，教学生通过学习编 程来培养。这些大的公司发起的公益组织code, org直 接把面对K-12的编程教学做成了丰富的教程。英国出 台了计算教育标准，对K72阶段的计算思维教学提出 了明确的分阶段的具体化的要求。我国基础教育由于 在此方面起步较晚，只有零星的论文发表，还处于初 期的起步阶段。本团

6、队在此方面在国内是起步最早的， 本研究就是期望提出一些明确的可操作性强的计算思 维教学策略，以期对我国的计算思维的教学提供可资 借鉴的经验。二、本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创 新之处研究目标通过开发一定的课程样本，研究计算思维的教学 策略。研究对象本校为九年一贯制学校，本课题研究对象为小学 和初中学生。研究内容根据本课题组已经做过的前期实践，我们决定在 小学以Scratch为载体，在初中以APP inventor为载 体开展计算思维的教学，具体研究内容包括两个方面：1 .改编我们已经积累的案例开展计算思维的教学, 这是我们开展研究的基础。2 .通过教学实践，开发计算思维教学策略。主要

7、观点和创新之处1 .计算思维侧重于抽象，计算思维的教学目的不 是为了培养编程高手，而是为了让学生懂得一些编程 的方法，理解计算机是如何工作的，可以如何把日常 问题变成计算机可以处理的模型。2 .计算思维的教学不同于计算机操作教学，不同 于编程奥赛的算法训练，不是用偏难的题目训练学生 的“思维”，而是从解决实际问题出发，让学生对现实问题和数据进行抽象建模并实现出来。3 .面对义务教育段普通学生的计算思维的教学策 略研究国内基本处于空白阶段，本研究期望能开辟出 可资借鉴的研究路径。三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实 施步骤研究思路根据本课题负责人对计算思维的研究成果，一是 从自动化的角度

8、，教学生编程，理解计算机是如何运 算和自动化解决问题的。二是在此基础上让学生自己 学会对现实问题和数据进行抽象，提出模型，通过编 程让计算机实现自动化处理。这是一个螺旋式上升递 进的过程。教学策略的开发围绕这样得一个过程展开 探索。研究方法行动研究法本课题负责人在2012年出版的Scratch创意动 画设计教材和课题组成员参编的深圳市信息技术 教材中的Scratch部分，我们已经积累的多年的教学 经验，从计算思维的角度，这些内容需要做一定的改 编，和需要设计新的课程单元。行动研究就是通过改 编和开发新的课程单元，观察学生学习的情况，通过 多轮的不断改进，获得有效的策略。技术路线和实施步骤1 .

9、确定计算思维培养的具体目标2 .根据对计算思维的理解，修改已有课程单元和 开发新的单元3 .用行动研究法对课程单元开展多轮实验。本校 一个年级有6个班，完全可以满足行动研究的多轮实 险探索的要求4 .在第一学年形成初步的教学策略，为下一学期 的进一步实验打下基础5 .在第二学年实验推广初步的教学策略，通过反 馈不断改进6 .形成课程单元样本和计算思维的教学策略论文课题可行性分析已取得的相关研究成果1. 2014年以“为创作而教：小学信息技术课程与教学的新探索” 为题，获评为教育部颁发的首届国家教学成果二等奖。2. 2013年创建了革新信息技术教育的“儿童数字文化创作课程”, 获得第八届广东省基

10、础教育教学成果一等奖。3. 2012年在华南理工大学出版社出版的教材Scratch创意动画 设计获得美国麻省理工媒体实验室Scratch小组负责人写序推荐, 是国内最早推广普及Scratch的教师之一。4. 王继华.抽象：计算思维培养的关键J.中小学信息技术教育, 2016 (03).5. 王继华，吴向东.计算思维在儿童数字文化创作课程中的地位 及培养J.中小学信息技术教育,2012 (01).主要参考文献1李锋，王吉庆.计算思维：信息技术课程的一种内在价值J. 中国电化教育，2013(8).2钟柏昌，李艺.计算思维的概念演进与信息技术课程的价值追求J.课程教材教法,2015 (7).3周以真

11、.徐韵文，王飞跃译.计算思维J.中国计算机学会通 讯，2007(11).4周以真.计算思维DB/0L.http:/csta. acm. org/Curr icuIum/sub/CurrFiIes/WingCTPrez. pdf.5 K-12教育中的“计算思维”的操作性定义.DB/0L http:/www. i ste. org/Li brar i es/PDFs/Operat ionaI_Def i n it ion_o f Computat i onaI_Th i nk i ng. sfIb. ashx6牛杰，刘向永.从ICT到Computing：英国信息技术课程变革 解析及启示J.电化教育

12、研究,2013(12).7王继华.抽象：计算思维培养的关键J.中小学信息技术教育, 2016 (03).8王继华，吴向东.计算思维在儿童数字文化创作课程中的地位 及培养J.中小学信息技术教育,2012 (01).9吴向东，王继华.儿童数字文化创作课程的目标体系J.中小 学信息技术教育,2010 (9).10 Jackson J. and Moore L. The Ro I e of Computat i ona I Th i nk ing i n the 21 st Century DB/OL. http:/www. appropr i f iIes/Papers_Green_Economy_

13、and_lnnovat i on. pdf, 2013-05-10.1 Car I os A. Sco lari. Med i a Eco I ogy: Exp I or i ng the Metapho r to Expand the Theory J. Commun i cat i on Theory, 2012, (22) : 214- 215.12 Fred Mart i n, Computat iona I Thi nk i ng for Youth DB/OL. http:/itestIrc. edc. org/sites/itestIrc. edc. org/f iIes/Com

14、put at i ona I_Th i nk i ng paper. pdf, 2013-05-16.13 Haro I d Weng I i nsky. Us i ng Techno I ogy Wi se I y M. Teacher Col lege, Co I umb i a Un i ver s i ty, NewYork. 2005. 17.14 ACM&CSTA. Runni ng On Empty:The Fai lure to Teach K 一 12 Computer Science in the Digital Age (2010) DB/OL. http:/www .acm. org/runn i ngonempty/, 2013-05-15.15 ACM&CSTA K-12 Computer Science Standards (2011) DB/OL. http:/csta. acm. o rg/Curr i cuIum/sub/CurrResources. htm1, 2013-05-15.主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构本课题负责人具有丰富的课题研究经验，曾经主持过两项广东省教育科学规划课题，研究成果系统性强，获得了广东省教学成果一等 奖一次和国家教学成果奖一