【摘 要】
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人工智能技术的飞速发展与广泛应用,拥有“计算思维”已成为智能化时代人才的重要能力之一,中学信息技术课程也将“计算思维”列为核心素养之一而备受关注。开源硬件作为信息技术课程中人工智能的基础课程,目前在许多的中学已开设,但教学中多以模仿为主,并没有关注学生计算思维的提升。初中阶段是“筑基础、打地基”的阶段,是发展学生计算思维的关键阶段,更多的应该是强调学生在实践中体验借助计算机解决实际问题的过程。在“
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人工智能技术的飞速发展与广泛应用,拥有“计算思维”已成为智能化时代人才的重要能力之一,中学信息技术课程也将“计算思维”列为核心素养之一而备受关注。开源硬件作为信息技术课程中人工智能的基础课程,目前在许多的中学已开设,但教学中多以模仿为主,并没有关注学生计算思维的提升。初中阶段是“筑基础、打地基”的阶段,是发展学生计算思维的关键阶段,更多的应该是强调学生在实践中体验借助计算机解决实际问题的过程。在“开源硬件”教学中,将计算思维能力融入到开源硬件教学各环节当中,让学生体验发现问题、分析问题;抽象建模、算法设计;形成方案、优化迁移的问题解决过程,达到发展计算思维的目的。研究在“做中学”理论、活动理论、情境认知理论和体验式学习理论指导下,结合初中生信息技术教学特点和心理发展阶段特点,进行融入计算思维提升的“开源硬件”教学设计,并将其应用在教学实践当中。研究主要采用行动研究,以培养学生计算思维能力为主线,充分挖掘其培养目标与“开源硬件”培养目标的一致性和相同点,构建适用于“开源硬件”教学的一般流程并且应用于教学实践中。研究通过三轮实证,每轮教学过程中保证“开源硬件”一般教学流程不变,根据教学中学生真实反馈情况,调整教学策略,改变教学方法,以实现计算思维提升的教学目标。对学生的计算思维能力量表、行动研究辅助测量问卷、课堂观察情况及作品完成情况反馈的数据进行分析,从而得出:课程教学基本实现了课程目标,学生基本掌握了电路知识,初步形成算法设计和编程能力,计算思维能力普遍有所提升。论文主要分六个部分阐述研究的设计、实施和结果分析。“开源硬件”教学的设计与实施,丰富了信息技术教学资源,有利于信息技术课堂教学的有效开展,为形成“开源硬件”教学模型提供了实践参考,促使“开源硬件”教学更加关注学生计算思维的培养。
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