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关于初中生计算思维状况的调查报告

发表时间：2021/3/15 来源：《中小学教育》2021年3月2期作者：余家海

[导读] 随着信息技术学科2019年安徽省初中学业水平考试纲要(八年级)的制定和颁布，结合近几年安徽省信息技术学科优质课比赛对编程的要求，以及铜陵市2020年高中信息技术采用偏思维运算的上海科技教育出版社的教材，可以预见计算思维的培养越来越受到教育部门的关注。为了探讨如何更好的培养初中生的计算思维能力，本文以初中起始年级七年级学生为研究对象，从对计算思维的了解程度出发，以对计算思维的认识为线索，设计了与计算

余家海铜陵市第五中学 244000
【摘要】随着信息技术学科2019年安徽省初中学业水平考试纲要(八年级)的制定和颁布，结合近几年安徽省信息技术学科优质课比赛对编程的要求，以及铜陵市2020年高中信息技术采用偏思维运算的上海科技教育出版社的教材，可以预见计算思维的培养越来越受到教育部门的关注。为了探讨如何更好的培养初中生的计算思维能力，本文以初中起始年级七年级学生为研究对象，从对计算思维的了解程度出发，以对计算思维的认识为线索，设计了与计算思维具体应用相关的问卷，通过问卷调查分析初中学生的计算思维能力，并以此提出相应的教学建议，旨在为学生计算思维能力的培养提供参考借鉴。
【关键词】信息技术；中生；计算思维；调查；
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2021）03-007-02

        一、调查的背景与目标
        计算思维的概念是2006年3月由美国卡内基•梅隆大学计算机系主任周以真教授提出的。她认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
        本文试图基于笔者所在学校使用的科学出版社初中版的信息技术教材，借助学生对信息技术的基本了解和对计算思维的概念的初步认识来设计的测试问卷，以期了解初中生入学时的计算思维能力的现状。本次研究中问卷共涉及到全校所有128名初一新生的调查，最终形成针对128份有效问卷的结果分析。
        本研究中问卷所需要达到的目标，一方面是调查七年级学生的计算思维能力，另一方面是为今后的教师教学提供有效的意见和建议。问卷除对学生的性别和年级基本情况进行调查外，还包括学生对计算机基本知识的认识、学生对计算思维的认识、学生计算思维能力情况等相关的测试题目。其中“学生对计算机基本知识的认识”板块有五个小题，主要就是几个有关计算机的基本知识，有明确正确答案；“学生对计算思维的认识”板块有五个小题，主要调查学生对“计算思维”的个人理解；“学生计算思维能力情况”板块有十一个小题，这个板块主要从计算思维的角度考察学生具体的应用情况，对学生平时的学习情况做一个全面的了解。
        二、调查的过程与方法
        本次课题调查的对象为初中生，为了找到最合适的视角去看待“计算思维”这个问题，课题组选择了本校2019级初一的学生，全校共有4个初一班级，共128名学生，其中男生54名，女生74名，调查的面虽然有点小，但基本能达到调查目的。
        为了达到更好的效果，并且尽量不耽误同学们的学习时间，课题组三位老师结合初中教材以及查询网络资料，在总共一百多个调查题目中选择了最合适的23道选择题制作了一份调查表，并复印了128份。通过与班主任协商，最终选择了6月8日(星期一)下午的班会课统一在4个班由班主任监督完成调查。整个调查过程严格有序，无作弊抄袭等现象，调查结果真实可信。
        三、调查的结果与分析
        (一)学生对计算机基本知识的认识
        经调查得知，学生对计算机基本知识大多比较陌生，答对五题的没有，答对四题的只有7人，占比5.5%；答对3题的有20人，占比15.6%；答对2题有50人，占比39.1%；答对1题的有36人，占比28.1%；一题不对的有15人，占比11.7%。可以说通过本次调查可以发现，学生普遍对计算机的基本知识还没有一个系统的认识，比如答对“计算机系统由什么组成的“这个问题的学生只有24人，占比18.75%。因为调查是在初一下学期进行的，有些知识点是讲过的，可见大多数学生并未意识到信息技术课的重要性，课堂接收知识的效率还是不太高。在“计算机之所以能按照人们的意图自动进行操作，您知道主要原因是因为采用了什么吗？”这个题目中，答对的人数是44人，占比34.4%,比计算机系统组成的答对率还要高。这个结果反应了两个问题：1.学生对于计算机基本的知识认识还是不够；2.学生受周围环境影响，在潜意识中对计算机“存储程序控制”这种程序计算方面能力还是比较认可的。
        针对以上分析，可以得出学生还是需要一个好的环境去引导他们学习，从教学上更是需要想办法吸引学生参与课堂学习，从而提高课堂效率。当然从教育部门来说还是提高信息学科的学科地位，只有这样才能给学生一个更好的学习氛围。
        (二)学生对计算思维的认识
        这部分主要以调查学生对待计算思维的态度为主，借助部分切合实际的问题对学生计算思维方面的认识进行具体分析。在“您知道计算思维是什么吗？”的问卷中，有115人回答正确，正确率达到89.8%，接近90%，从结果来看，学生普遍对计算思维还是有所认识，至少大致知道这个概念，当然如果让他们说在信息技术课中的具体操作可能有点难。

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在“您觉得计算思维在您的学习和生活中是否重要呢？”的问卷中，有101人回答重要，占比78.9%，接近于80%，只有1人回答不重要。在“您认为有必要针对计算思维能力进行培养吗？”的问卷中，有74人回答有必要，占比57.8%，接近于60%，只有3人回答没有必要。
        由上所述，从整体来看，由于是选择题，学生可以通过排除法等方法去选择，所以可以知道什么是计算思维，这点不能否认，但对计算思维的看法还是能说明问题的，同学们还是认为有必要加强计算思维的训练的，也正是由于平时接受的训练不够，对计算思维的理解远远未达到课标的要求，因此确实有必要在后续的教学及研究中继续加强计算思维的训练。
        (三)学生计算思维能力情况
        这部分是对学生计算思维现状的调查了解，也是重点，题目有11个，有很多实际应用的问题。例如在“您会用什么方法计算1-2+3-4+…100的结果？“这个调查中，有55人选择了”循环算出“，占比43%，说明同学思维还是很灵活的；在”如果您有一份重要的纸质表格要填，但是手头只有一份表格，您怎么做？“这个调查中，有90人选择了”先复印一份表格，在复印表格上填好后，再填写到正式表格上“，占比70.3%，这也说明了同学们做题目时确实在思考，而不是囫囵吞枣。在”如果您作为邮递员，您会怎样投递物品呢？“这个调查中，有121人选择了”最优路径投递“，占比94.5%，说明学生都知道”优化“的重要性。这部分后面还有一些题目，这里就不一一列举了。
        从调查结果来看，学生在做问卷调查时确实在认真对待，也经过了思考的过程，确实对“计算思维”还是有一定的认识和基础，这也拓宽了教师的视野，可以更好地去引导学生利用计算思维解决一些实际问题。
        四、调查的收获与建议
        (一)教师在教学中，要注重基础知识的讲解
        信息技术课是一门“副课”，这也就意味着学生花在这门功课上的“心思”会少很多，所以正常来说听课效率会自然而然的下降。有时一些基础的知识点也许大家都认为很好理解和学习，但是作为老师，我们要随时把握课堂进度，掌握学生是否“认真听课”，否则学生可能课上完了，但啥知识也没学到。最好在每节信息技术课上或者课后都要布置相应的作业，以巩固教学内容，我们在谈“计算思维”之前，还是需要了解一些基本知识的，否则就是“空谈”。
        (二)教师在教学中，要注重计算思维的引导
        教师在教学过程中要重视计算思维的引导与培养，教师甚至可以用计算思维理念组织教学设计。在教学中积极挖掘有关计算思维的内容，并用生活实例来展现这些内容，让学生理解计算思维，更好地在问题应用中培养计算思维。针对不同的知识点，提炼计算思维的各要素。例如：分解思维、算法思维、评估思维等等。
        教师要勤于探索研究，选择恰当的方法培养学生的计算思维，在讲授知识点的同时最好要让学生学会自己探究，利用小组合作或者自身努力获取实际生活所需的知识技能，教学活动可以适当利用项目式学习来开展。通常以项目式学习法培养计算思维，更有利于提高学生的综合能力。
        (三)教师在实践中，要注重计算思维的调查评估
        计算思维的过程评价不仅会对学生的学习效果进行反馈，同时会指导教师及时改进教学中出现的问题，因此过程评价是非常重要的。如针对上面提到的项目式教学案例，通过项目作品综合评价、计算思维和算法等相关知识点测试来评价学生计算思维方面的学习成效。
        当然，有关计算思维的评价方式多种多样，单凭一种评价方法是不合理的，因此针对不同的教学情境可以选择不同的评价方式，如通过平时考试、过程性评价以及学生课堂交互观察等进行全程评价;设置模拟现实的游戏化情境，通过查看任务的完成情况或者执行过程中的心理状态等也可以对学生的计算思维能力进行评价。
        四、结语
        计算思维的培养作为当前教育教学改革特别是信息技术改革的焦点，对初中生的思维启发也非常关注，所以在教学中对计算思维的培养要循序渐进，注意学生的知识水平和接受能力。针对思维意识较强的头脑灵活一点的学生要有意识地提供一些难度较大的问题，来培养他们的思维能力;对于相对普通的学生可以以生活实践和启发为主，激发学生的主动性。通过实施灵活的教学手段，从而让不同的学生学会计算思维的方式，以培养学生灵活解决各种问题的能力。
参考文献:
[1]巴克教育研究所.项目学习教师指南:21世纪的中学教学法(第2版)[M].任伟，译.北京:教育科学出版社，2008.
[2]教育部.普通高中信息技术课程标准[M].北京:人民教育出版社，2017.