編程軟件、學(xué)業(yè)水平對初中學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的影響研究

夏小剛?張文蘭?劉斌?郭建

摘 要：近年來，計(jì)算思維的培養(yǎng)受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，一線教師紛紛嘗試應(yīng)用各種編程軟件來發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。為了解不同編程軟件、學(xué)業(yè)水平對學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的影響，本研究以成都某初中七年級共187名學(xué)生為研究對象，進(jìn)行了為期3個(gè)月的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究，探討不同編程軟件、學(xué)業(yè)水平、學(xué)生性別等條件下學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的差異。研究發(fā)現(xiàn)：（1）不同學(xué)業(yè)成績水平的學(xué)生在編程軟件的選擇方面有不同的需求。對于學(xué)業(yè)成績水平較低的學(xué)生，可視化編程優(yōu)于代碼編程，而對于學(xué)業(yè)成績水平較高的學(xué)生，編程軟件的影響并不顯著。（2）學(xué)業(yè)成績水平對學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展有顯著影響，并呈較強(qiáng)的正向相關(guān)。（3）不同性別學(xué)生之間計(jì)算思維的發(fā)展并無顯著差異?；谶@些研究結(jié)果，本文針對初中編程教育，從編程軟件的選擇、教學(xué)策略的運(yùn)用、教學(xué)實(shí)踐的任務(wù)設(shè)置等方面提出了促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的三條建議。

關(guān)鍵詞：編程軟件;學(xué)業(yè)水平;可視化編程;計(jì)算思維;準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2096-0069（2020）02-0070-06

收稿日期：2019-11-13

作者簡介：夏小剛（1990— ），男，湖北荊州人，中學(xué)二級教師，博士研究生，研究方向?yàn)閯?chuàng)客教育、STEM教育;張文蘭（1968— ），女，浙江東陽人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教育應(yīng)用;劉斌（1984— ），男，湖南株洲人，講師，博士，研究方向?yàn)樾旅襟w與學(xué)習(xí)心理;郭建（1990— ），男，四川眉山人，中學(xué)二級教師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)器人教育。

引言

隨著人工智能時(shí)代的到來，計(jì)算和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算思維逐漸成為人們應(yīng)掌握的一項(xiàng)基本能力，計(jì)算思維在教育領(lǐng)域受到高度關(guān)注，越來越多的國家、國際組織和知名企業(yè)都在研究計(jì)算思維如何進(jìn)入中小學(xué)。2017年版《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：計(jì)算思維作為信息技術(shù)四大學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是信息化社會(huì)中數(shù)字公民所應(yīng)具備的基本素養(yǎng)[1]。同時(shí)，它也是學(xué)科核心素養(yǎng)的根基[2]。從內(nèi)涵上來看，計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[3]。從實(shí)踐過程來看，計(jì)算思維是一個(gè)問題解決的過程，包括以下特點(diǎn)：（1）制定問題;（2）組織和分析數(shù)據(jù);（3）建構(gòu)模型;（4）設(shè)計(jì)算法;（5）優(yōu)化方案;（6）遷移推廣。

在國內(nèi)外中小學(xué)教育教學(xué)實(shí)踐中，機(jī)器人教育、編程教育、STEM教育和工程教育是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的幾大主要方式。其中，編程教育因其開展成本低、操作方便，成為中小學(xué)教師廣泛選取的培養(yǎng)手段[4]。

目前編程教育主要包含兩種方式：代碼編程和可視化編程。代碼編程是傳統(tǒng)的編程方式，采用命令和函數(shù)等來執(zhí)行相關(guān)操作，學(xué)生應(yīng)用代碼編程之前，需要掌握相關(guān)的關(guān)鍵字、語法和函數(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，在具體的教學(xué)中以C、C++、Logo等為代表。可視化編程以“所見即所得”為原則，規(guī)避抽象、煩瑣的程序語言編寫，通過直觀的操作方式，像搭積木式地編寫出應(yīng)用程序的各種界面和邏輯，在具體的教學(xué)中以Scratch、App Inventor、Swift Playgrounds等為代表。在近幾年的編程教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)：代碼編程相對于可視化編程而言，由于執(zhí)行和反饋不能實(shí)時(shí)同步，沒有視覺上的反饋，使絕大部分學(xué)生感覺難度較大、學(xué)習(xí)興趣較低，學(xué)習(xí)效果并不理想。而可視化編程的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，可視化編程操作簡單，易于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;第二，封裝的代碼塊能降低調(diào)試的難度;第三，降低技術(shù)門檻，可有效聚焦于計(jì)算思維的培養(yǎng)[5]。但是，可視化編程相對于代碼編程也存在一些不足：學(xué)生只能淺層次地了解模塊之間的邏輯關(guān)系，并不知道具體代碼的運(yùn)行原理，而且不便于學(xué)生更加深入地學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。而蘋果公司推出的Swift Playgrounds是一款適用于iPad的創(chuàng)新App，采用游戲化闖關(guān)學(xué)習(xí)的方式，所編即所見，它不要求用戶具備編程知識(shí)，是一款典型的可視化編程工具。因此，本研究擬通過準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究，分析可視化編程和代碼編程在發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維上是否有顯著差異，同時(shí)，探究是否存在學(xué)業(yè)水平和性別方面的差異，如有差異，造成差異的原因又是什么，為深入推進(jìn)計(jì)算思維教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐。

一、研究現(xiàn)狀分析

計(jì)算思維是當(dāng)前國際計(jì)算機(jī)領(lǐng)域廣為關(guān)注的重要概念，也是信息技術(shù)教育中的研究熱點(diǎn)。世界上很多國家和地區(qū)都非常重視中小學(xué)計(jì)算思維的培養(yǎng)，紛紛在中小學(xué)計(jì)算科學(xué)教育的目標(biāo)任務(wù)中明確納入計(jì)算思維培養(yǎng)的內(nèi)容，并積極展開實(shí)踐探索。本研究在Web of Science和中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫上搜索近十年計(jì)算思維培養(yǎng)的相關(guān)研究文獻(xiàn)，梳理發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外關(guān)于中小學(xué)計(jì)算思維的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：

（一）中小學(xué)計(jì)算思維的培養(yǎng)研究現(xiàn)狀

在課程設(shè)置方面，不同國家和地區(qū)采取了不同的方式，有的替代已有的課程（如英國），有的開設(shè)全新的課程（如澳大利亞），而大部分是作為選修內(nèi)容添加，或與其他課程 （如STEM課程）進(jìn)行整合，貫穿在主題教學(xué)活動(dòng)中[6]。

在培養(yǎng)工具方面，可視化編程、基于Web的仿真創(chuàng)作工具、教育機(jī)器人及低成本開源硬件這四類，近年來常被作為計(jì)算思維培養(yǎng)的課程工具。其中，可視化編程更適合初學(xué)者，能幫助學(xué)生跨過代碼編程語法的障礙，更關(guān)注創(chuàng)造和思維本身。

在培養(yǎng)方式方面，目前主要聚焦在機(jī)器人教育、STEM教育和編程教育等方面。Berland（伯蘭）等比較了八年級學(xué)生中樂高機(jī)器人與虛擬機(jī)器人的影響，并使用偽代碼編程的前后測試測量了計(jì)算思維增益，研究表明，兩組學(xué)生的計(jì)算思維技能均有顯著提高，但兩組之間并無顯著差異[7]。Basu（巴蘇）等在STEM教育中發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維的初步研究證明，CTSiM能夠幫助學(xué)生克服困難，發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維[8]。Hutchins（哈欽斯）等人在物理課堂中測試男女生在計(jì)算思維學(xué)習(xí)過程中的自信水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在“抽象、控制流、分解和條件邏輯”四個(gè)維度上男生較女生的自信水平高[9]。

在評價(jià)方式方面，目前主要有三種：一是通過評價(jià)量表來測量，例如寧可為、郁曉華等根據(jù)計(jì)算思維的定義編制的量表[10][11];二是通過作品來分析學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展，例如Koh（科赫）提出CTP圖檢測計(jì)算思維能力的發(fā)展和Moreno-Leo?n（莫雷諾-利昂）等開發(fā)的Dr.Scratch項(xiàng)目;三是通過測試題的方式，測驗(yàn)學(xué)生計(jì)算概念、問題解決能力的發(fā)展，例如Roma?n-Gonza?lez（羅曼-岡薩雷斯）等提出的CTt測試題等[12]。

（二）關(guān)于編程教育培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的研究現(xiàn)狀

在上述主流的三種培養(yǎng)方式中，編程教育具有門檻低、操作簡單、容易在信息技術(shù)課程中實(shí)施的優(yōu)勢，一線教師紛紛嘗試應(yīng)用各種編程軟件來發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維。國內(nèi)外學(xué)者依托編程教育做了大量的實(shí)證研究。

在代碼編程方面，國內(nèi)外基于代碼編程培養(yǎng)中小學(xué)計(jì)算思維的研究相對較少。代碼編程通常與編寫指令、開發(fā)算法緊密聯(lián)系在一起，學(xué)生常常需要通過解決一些枯燥的數(shù)學(xué)題來學(xué)習(xí)編程。曹恒來進(jìn)行了基于BASIC語言和Logo語言培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的實(shí)踐。研究發(fā)現(xiàn)，基于代碼編程的方式，學(xué)生必須自己輸入指令，語法錯(cuò)誤往往導(dǎo)致學(xué)生寸步難行，大大延長了程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的時(shí)間，影響了程序設(shè)計(jì)能力的提高[13]。Keri Duncan（克里·鄧肯）基于Logo語言在小學(xué)五年級進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，研究表明編程教育不僅能發(fā)展學(xué)生的空間幾何能力，還能提高學(xué)生的計(jì)算素養(yǎng)[14]。

在可視化編程方面，Grover等為七、八年級學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)為期七周的基于Scratch的計(jì)算思維課程，研究顯示，混合式學(xué)習(xí)和面對面學(xué)習(xí)均能顯著提高學(xué)生計(jì)算思維[15]。寧可為等通過準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了App Inventor培養(yǎng)中學(xué)生計(jì)算思維的有效性，研究顯示，將App Inventor引入信息技術(shù)課堂，學(xué)生的計(jì)算思維能力及學(xué)習(xí)興趣得到了明顯的提高[16]。郁曉華等設(shè)計(jì)了基于App Inventor的計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐，從計(jì)算概念、問題解決兩個(gè)維度驗(yàn)證了可視化編程對于學(xué)生的意義[17]。

從編程工具方面來看，可視化編程最受計(jì)算思維教育工作者的歡迎，但是，在發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維方面，可視化編程是否優(yōu)于代碼編程還有待進(jìn)一步論證。在編程教育中，在什么學(xué)段選擇可視化編程或代碼編程？何時(shí)從可視化編程過渡到代碼編程？不同性別學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展會(huì)有差異嗎？這些問題都有待進(jìn)一步論證。

因此，本研究嘗試從評價(jià)視角出發(fā)，探究不同編程軟件和學(xué)業(yè)水平下學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展是否存在差異，以期為初中學(xué)生提供更有針對性的編程軟件選擇策略和計(jì)算思維課程。

二、研究設(shè)計(jì)

（一）研究假設(shè)

基于研究現(xiàn)狀的分析，本文提出如下研究假設(shè)：

假設(shè)1 可視化編程相比于代碼編程能更好地發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維;

假設(shè)2 兩種編程環(huán)境下，學(xué)生學(xué)業(yè)成績均與計(jì)算思維的發(fā)展水平有顯著相關(guān)性;

假設(shè)3 相同編程軟件環(huán)境下，不同性別學(xué)生之間的計(jì)算思維能力發(fā)展存在差異性。

（二）實(shí)驗(yàn)對象

為了解不同學(xué)業(yè)成績水平學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展?fàn)顩r和不同編程軟件在發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維方面是否存在差異，筆者根據(jù)不同學(xué)業(yè)成績水平，分別選取了兩個(gè)班級作為實(shí)驗(yàn)對象，采用雙因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體方案見表1。本次實(shí)驗(yàn)選取成都某初中七年級4個(gè)班級共187名學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對象。

通過對比總成績和數(shù)學(xué)成績，發(fā)現(xiàn)普通班2班、10班無顯著差異，提高班6班、8班無顯著差異，提高班學(xué)生總成績和數(shù)學(xué)成績顯著高于普通班。在入學(xué)之前，所有學(xué)生均沒有Swift Playgrounds和C++的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

（三）教學(xué)設(shè)計(jì)

為了排除學(xué)習(xí)內(nèi)容難度和進(jìn)度的影響因素，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，由教研組4位教師集體討論，確定內(nèi)容框架，并制定C++和Swift Playgrounds相關(guān)學(xué)習(xí)方案，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括5個(gè)主題，共12課時(shí)。

根據(jù)計(jì)算思維的定義和特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)流程，本研究構(gòu)建了如圖1所示的課程實(shí)施模式，主要包括五個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)：問題定義、解構(gòu)分析、模式識(shí)別、模式歸納、算法開發(fā)。通過該流程將真實(shí)世界中的問題轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的方案。

（四）研究工具

本研究中采用的主要研究工具是計(jì)算思維測試題（Computational Thinking tests，CTt）。CTt適用于12到14歲的學(xué)生。該測驗(yàn)α系數(shù)為0.79，可信度較高，通過分析該測驗(yàn)與基礎(chǔ)心理能力量表（PMA）、RP30問題解決能力測試的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果顯示CTt具有較高的效度[18]。該測驗(yàn)為在線測試，包括28道選擇題，題目編制依托Code.org的編程界面，題目設(shè)計(jì)重點(diǎn)考察學(xué)生應(yīng)用編程解決實(shí)際問題的能力。主要的題型包括序列解決問題、補(bǔ)全缺失語句、找出錯(cuò)誤語句三種。由于原測驗(yàn)語言為英語和西班牙語，筆者對該測試進(jìn)行了漢化，形成了本次實(shí)驗(yàn)研究的計(jì)算思維測評工具。

測評制作成功后，由信息技術(shù)教研組兩位老師分別進(jìn)行了試測，確保知識(shí)點(diǎn)上沒有歧義，并對題目排版進(jìn)行了優(yōu)化。隨后，筆者在七年級9班進(jìn)行了試測，對測試題進(jìn)行進(jìn)一步修正，便于學(xué)生理解題目的含義。

（五）實(shí)驗(yàn)流程與數(shù)據(jù)處理

2017年9月，本實(shí)驗(yàn)在七年級4個(gè)實(shí)驗(yàn)班級的信息技術(shù)課堂上同步進(jìn)行，課程周期為每周1節(jié)課（40分鐘），為排除教師的影響，4個(gè)實(shí)驗(yàn)班級由同一位教師授課。在進(jìn)行為期3個(gè)月的實(shí)驗(yàn)之后，筆者對參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行了計(jì)算思維測試。CTt依托問卷網(wǎng)測試平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，共回收178份答卷，回收率95.2%，有效率100%。同時(shí)，筆者在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后收集了4個(gè)實(shí)驗(yàn)班級的語文、數(shù)學(xué)、英語三門學(xué)科的期末成績。針對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出的假設(shè)，本研究重點(diǎn)分析4個(gè)實(shí)驗(yàn)班計(jì)算思維測試成績在各個(gè)維度方向的差異。本次實(shí)驗(yàn)采用IBM SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

三、研究結(jié)果分析

（一）不同編程環(huán)境下學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的對比分析

首先，以編程軟件為自變量，針對不同學(xué)業(yè)成績的兩個(gè)班級分別進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)普通班2班與10班之間計(jì)算思維測試成績存在顯著性差異，而提高班6班和8班之間計(jì)算思維發(fā)展水平無顯著差異。說明對于普通班的學(xué)生來說，可視化編程更利于計(jì)算思維的發(fā)展，而對于提高班的學(xué)生來說，編程軟件的不同對于學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展并無顯著影響。因此，研究假設(shè)1只是在特定條件下才能成立。

（二）不同學(xué)業(yè)水平下學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的對比分析

為了解不同學(xué)業(yè)成績水平下學(xué)生之間計(jì)算思維發(fā)展的差異，針對兩種編程軟件分別進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)兩種編程軟件環(huán)境下，學(xué)業(yè)成績較高的學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展均優(yōu)于學(xué)業(yè)成績較低的學(xué)生，證明了研究假設(shè)2學(xué)生學(xué)業(yè)成績與計(jì)算思維的發(fā)展水平有顯著相關(guān)性，而與具體編程軟件沒有關(guān)系。

（三）不同性別之間學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的差異分析

為了解不同性別的學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展水平差異，首先針對相同編程軟件、不同性別的兩組學(xué)生分別做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)男生計(jì)算思維成績均高于女生，無顯著差異。接著，針對不同性別、相同學(xué)業(yè)成績的兩組學(xué)生再次分別做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)男生計(jì)算思維成績均高于女生，無顯著差異。數(shù)據(jù)分析表明，研究假設(shè)3相同編程軟件對不同性別學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)存在差異性并不成立。但是，通過對比這兩次檢驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)針對不同性別的學(xué)生來說，學(xué)業(yè)成績的影響要大于編程軟件的選擇。

（四）計(jì)算思維與學(xué)業(yè)成績水平的相關(guān)分析

為了進(jìn)一步了解計(jì)算思維發(fā)展與學(xué)生學(xué)業(yè)成績水平的相關(guān)程度，通過皮爾遜（Pearson）相關(guān)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生計(jì)算思維得分與總成績、數(shù)學(xué)成績均具有較強(qiáng)相關(guān)性，尤其是數(shù)學(xué)成績與計(jì)算思維發(fā)展水平的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.559，支持了研究假設(shè)2學(xué)生學(xué)業(yè)成績與計(jì)算思維的發(fā)展有顯著相關(guān)性。

四、研究結(jié)論與建議

本研究采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究方法探究不同編程軟件和學(xué)業(yè)成績水平在發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維方面的差異。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以得出如下結(jié)論：（1）不同學(xué)業(yè)成績水平的學(xué)生，在編程軟件的選擇方面有不同的需求：其中，對于學(xué)業(yè)成績較低的學(xué)生，可視化編程軟件比代碼編程更有利于學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展，而對于學(xué)業(yè)成績較高的學(xué)生，兩種編程軟件對學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的影響并不顯著;（2）學(xué)業(yè)成績水平對學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展有顯著影響，并呈較強(qiáng)的正向相關(guān)關(guān)系：兩種編程軟件環(huán)境下，學(xué)業(yè)成績較高的學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展均優(yōu)于學(xué)業(yè)成績較低的學(xué)生，計(jì)算思維的發(fā)展水平與學(xué)生總成績的相關(guān)系數(shù)為0.518，與數(shù)學(xué)成績的相關(guān)系數(shù)為0.559;（3）不同性別學(xué)生之間計(jì)算思維的發(fā)展并無顯著差異：兩種編程軟件對不同性別學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的影響均無顯著差異，數(shù)據(jù)上顯示男生的計(jì)算思維成績要略高于女生，可能的原因是男生對于計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)興趣要高于女生。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)，3班作為普通班，剛開始學(xué)習(xí)編程時(shí)使用的是代碼編程，但是隨著學(xué)習(xí)的深入，部分學(xué)生感覺學(xué)習(xí)困難大、進(jìn)度慢，最后不得不換成了可視化編程。通過訪談學(xué)生，筆者了解到：部分學(xué)生對于符號(hào)的識(shí)記比較困難，同時(shí)，語法的嚴(yán)格要求降低了程序設(shè)計(jì)的成功率，打擊了部分同學(xué)的積極性。雖然在數(shù)據(jù)上呈現(xiàn)出來的是代碼編程和可視化編程在成績上并無顯著差異，但是在實(shí)際教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)可視化編程班級的學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿明顯會(huì)更強(qiáng)，而且在課后更愿意嘗試新的內(nèi)容。

根據(jù)以上結(jié)論，本研究針對初中編程教育提出以下三條建議：

第一，在編程軟件的選擇方面，對于學(xué)業(yè)成績水平較低的學(xué)生來說，建議選擇可視化編程軟件，弱化語法的學(xué)習(xí)，而對于學(xué)業(yè)成績水平較高的學(xué)生，可以選擇先使用可視化編程，逐漸過渡到代碼編程的方式，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維、提高學(xué)生編程技能，為學(xué)生進(jìn)一步的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

第二，在教學(xué)策略的運(yùn)用方面，教師要遵循計(jì)算思維教學(xué)的一般流程，注重學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模式識(shí)別，嘗試用算法解決真實(shí)問題。讓學(xué)生及時(shí)發(fā)布和分享自己的學(xué)習(xí)成果，能更有效地促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。同時(shí)，在初中階段，要注意關(guān)注女同學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理女同學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的相關(guān)問題。

第三，在教學(xué)實(shí)踐的任務(wù)設(shè)置方面，教師要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維解決實(shí)際生活中的問題，將計(jì)算思維的學(xué)習(xí)與學(xué)生生活相結(jié)合有助于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度。選擇學(xué)生感興趣的主題，吸引學(xué)生的注意力，增加學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性;同時(shí)，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開展編程教學(xué)時(shí)，學(xué)生會(huì)更愿意主動(dòng)接受新知識(shí)，敢于挑戰(zhàn)更難的編程任務(wù)，為發(fā)揮計(jì)算思維的作用奠定基礎(chǔ)[19]。

編程軟件的選擇只是工具層面，在教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施中，教師要注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。計(jì)算思維來源于計(jì)算，在基礎(chǔ)教育階段，數(shù)學(xué)課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算的主要陣地，因此，在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的抽象、計(jì)算、建模等基本能力。在后續(xù)的研究中，尤其要關(guān)注其他學(xué)科學(xué)習(xí)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)中計(jì)算思維的培養(yǎng)，以及如何更好地發(fā)揮可視化編程和代碼編程的優(yōu)勢，提高初中學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)效率，拓寬其培養(yǎng)途徑。

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2017（72）：678-691.

（責(zé)任編輯 孫興麗 孫志莉）

Abstract： In recent years，the cultivation of computational thinking has gained a widespread concern at home and abroad.The first-line teachers try to utilize all kinds of programming software to develop studentscomputational thinking.In order to understand the influence of different programming software and academic levels on the development of studentscomputational thinking，this research has done a three-month experimental research，taking 187 grade seven students of a Chengdu secondary school as research object，and discussed the differences of the development of studentscomputational thinking under conditions like different programming software，academic level，and students sex.Research has found out that：a.students of different academic levels have different needs in the choices of programming software.As to the students of relatively low academic level，visualized programming is better than code programming;as to the students of relatively high academic level，the influence of programming software is not so obvious.b.the level of academic achievement has a great influence on the development of studentscomputational thinking，and presented a rather powerful forward related.c.students of different sexes do not have any obvious differences in the development of computational thinking. Based on these research results，this paper，aiming at the programming education of secondary schools，has put forward three suggestions of promoting studentsdevelopment of computational thinking from the following aspects，namely，the choice of programming software，the application of teaching strategies，and the task settings of teaching practices.

Key words： programming software;academic level;visualized programming;computational thinking;experimental research