人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)正在改變?nèi)祟惿鐣?huì)活動(dòng),從小培養(yǎng)年輕一代的計(jì)算思維成為信息技術(shù)時(shí)代新的要求。計(jì)算思維的培養(yǎng)受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重視,但由于存在內(nèi)容抽象化、學(xué)習(xí)門檻高、不易理解等難點(diǎn),長期困擾眾多一線教育工作者。由于市面上針對3～6歲兒童計(jì)算思維教育的教學(xué)工具較少,啟蒙該年齡段兒童的計(jì)算思維教育時(shí),如何設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)路徑、降低學(xué)習(xí)門檻,成為教學(xué)者們亟待解決的問題。本文以實(shí)物機(jī)器人編程為依托,為教師設(shè)計(jì)一款可視化、動(dòng)態(tài)化的編程教學(xué)工具。首先總結(jié)計(jì)算思維的培養(yǎng)方法,依據(jù)計(jì)算思維教學(xué)軟件的整體框架與可視化特點(diǎn),設(shè)計(jì)教學(xué)軟件的資源庫;然后基于點(diǎn)擊、拖拽等交互方式,設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)中動(dòng)態(tài)化的互動(dòng)形式,并結(jié)合過程性評(píng)價(jià)指標(biāo),實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的評(píng)價(jià)功能;最后以“拔蘿卜”為案例,討論并分析了該軟件在計(jì)算思維教學(xué)中的成效。具體研究內(nèi)容主要包括:(1)以幼兒計(jì)算思維的培養(yǎng)為目的,調(diào)研實(shí)物機(jī)器人編程套件,并分析其計(jì)算思維培養(yǎng)方法。針對實(shí)物機(jī)器人授課過程中存在的演示與講解困難,設(shè)計(jì)一款可視化教學(xué)軟件,支持教學(xué)場景搭建,動(dòng)態(tài)過程展示及個(gè)性化評(píng)價(jià)。(2)可視化編程場景設(shè)計(jì)。首先根據(jù)繪本故事庫設(shè)計(jì)場景地圖,并實(shí)現(xiàn)地圖... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｐｒｏｊｅｃｔ?Ｂｌｏｋｓ控制模塊??當(dāng)前編程教學(xué)工具存在三種形式：以傳統(tǒng)Ｃ、Ｃ＋＋等編程語言為代表的文本編??

碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＥＲ?Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??的基于塊的實(shí)物編程語言，比如Ｋｉｂｏ；年齡再大些的孩子能夠構(gòu)建和編制自己的??機(jī)器人套件，例如大眾所熟悉的ＬｅｇｏＭｉｎｄｓｔｏｒｍｓ［２１＾ＢＬｉｔｔｌｅＢｉｔｓ［２２］。??機(jī)器人編程教育能夠幫助學(xué)生理解復(fù)雜概念，培養(yǎng)學(xué)生高級(jí)思維能力。西方發(fā)??達(dá)國家推出了一系列的兒童編程學(xué)習(xí)軟件，例如蘋果發(fā)布了?ｉＰａｄ版本的Ｓｗｉｆｔ??Ｐｌａｙｇｒｏｕｎｄｓ應(yīng)用，是一款門榲很低的教學(xué)軟件［２３］。Ｇｏｏｇｌｅ?（谷歌）推出的Ｐｒｏｊｅｃｔ??Ｂｌｏｋｓ，是一個(gè)開放硬件平臺(tái)，能夠支持各類實(shí)物編程玩具［２４］。如圖１．１所示，它??由三種部件組成，這些部件連接到一起，會(huì)形成一系列指令，再通過ＷｉＦｉ或藍(lán)牙??發(fā)送至玩具、平板電腦等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。??＾ＱＱＯｔａＳＢ。??□?〇??圖１．１?Ｐｒｏｊｅｃｔ?Ｂｌｏｋｓ控制模塊??當(dāng)前編程教學(xué)工具存在三種形式：以傳統(tǒng)Ｃ、Ｃ＋＋等編程語言為代表的文本編??程方式，以Ｓｃｒａｔｃｈ等編程軟件為代表的圖形化編程以及以積木塊為代表的實(shí)體編??程［２５］。目前，圖形化編程已被廣泛應(yīng)用于６歲以上的少兒編程中；實(shí)體編程作為??一種面向低齡兒童的特殊編程形式，采用塊、按鈕和卡片等指令形式（如圖１．２所??示）。實(shí)物編程與玩具、機(jī)器人的結(jié)合，幼兒可以直接用手操作實(shí)物材料，過程不??需要電子屏幕，也不需要擁有較強(qiáng)的文字閱讀能力，可構(gòu)建符合蒙特梭利教育理念??的編程學(xué)習(xí)工具，這類變形的實(shí)物編程教具可以用于教育學(xué)前兒童編程，協(xié)助他們??學(xué)習(xí)解決問題的方法。??（參??圖１．２芒果樂聯(lián)實(shí)物編程指令??３??

＃碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＥＲ?Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??一?黲屬??ｍ?．．．．??＇募?ｌ?’?（?：?：?８??？３＾－＊＊＊＾＾?—Ｓ—＜■?，ＪＳ＾??（ａ）瑪塔實(shí)物編程機(jī)器人?（ｂ）?ｐｒｉｍｏ?ｔｏｙｓ??圖２．１常見的機(jī)器人編程套件??孩子們可以通過編程套件中提供的指令塊（如圖２．２）控制機(jī)器人完成移動(dòng)、唱??歌、繪畫等多種動(dòng)作，豐富了實(shí)物編程的操作過程，提高了生動(dòng)性和趣味性。??疆資?３?Ｊ：??圓?Ｊｊ?多？＾１３２？＿＿??ｉｄ迦⑩Ｊ圔??ｉ??Ｓ?園?ｄ?ｉ?？?２??Ｓ?」隱?ｄｆｌ?Ｂ??圖２．２實(shí)物編程指令塊??利用這些實(shí)物機(jī)器人編程套件中的指令模塊，兒童可以控制機(jī)器人完成一系??列任務(wù)，例如尋路（圖２．３?（ａ））、繪畫（圖２．３（ｂ））等。兒童們通過自己的邏輯思維、??創(chuàng)造思維及算法思維完成指令的編排，不斷調(diào)試，完成這些任務(wù)［２８］。在這個(gè)過程??中，兒童的計(jì)算思維能得到充分的培養(yǎng)和鍛煉。??Ｗ－?ＳＥ２？?＾??（ａ）尋路?（ｂ）繪畫??圖２．３培養(yǎng)計(jì)算思維的任務(wù)??２．１．２實(shí)物機(jī)器人編程中的計(jì)算思維培養(yǎng)??雖然實(shí)物機(jī)器人可以作為計(jì)算思維培養(yǎng)的載體，但是計(jì)算思維的培養(yǎng)不能無??的放矢，而是應(yīng)當(dāng)依據(jù)計(jì)算思維的基本概念開展。本文基于Ｂａｒｅｆｏｏｔ的計(jì)算思維??７??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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