課題申報(bào)書(shū)：本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)研究

教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點(diǎn)課題申報(bào)書(shū)、課題設(shè)計(jì)論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來(lái)。本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)研究課題設(shè)計(jì)論證目前研究多基于國(guó)外文化背景和教育體系，缺乏本土化考慮。本課題旨在構(gòu)建本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系，具有重要現(xiàn)實(shí)意義?？蔀榻逃块T(mén)提供參考，幫助教師了解學(xué)生計(jì)算思維水平，為企業(yè)招聘和培訓(xùn)員工提供依據(jù)?，F(xiàn)有的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系大多是基于國(guó)外文化背景和教育體系而建立的，缺乏對(duì)本土化文化背景的考慮。例如，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有指標(biāo)體系的比較和分析，發(fā)現(xiàn)本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證中指出，現(xiàn)有指標(biāo)體系未能充分考慮本土的文化背景、教育體系和社會(huì)需求。我國(guó)已將計(jì)算思維納入中小學(xué)課程實(shí)踐中，但因缺乏有效評(píng)價(jià)，計(jì)算思維教育實(shí)踐效果并不清晰。文章選取近五年中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的47篇實(shí)證研究文獻(xiàn)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示我國(guó)計(jì)算思維實(shí)踐正在中小學(xué)積極開(kāi)展，但評(píng)價(jià)緊扣計(jì)算思維的三維框架，使用多種計(jì)算思維評(píng)價(jià)方法來(lái)驗(yàn)證，大多數(shù)評(píng)價(jià)了算法、抽象、問(wèn)題分解、概括能力，但能否應(yīng)用到中小學(xué)課程中還需大量驗(yàn)證。隨著信息技術(shù)發(fā)展，計(jì)算思維培養(yǎng)愈發(fā)重要。構(gòu)建本土化評(píng)價(jià)體系，能更好地適應(yīng)本土教育和社會(huì)需求，推動(dòng)計(jì)算思維教育發(fā)展。在當(dāng)前信息化社會(huì)，計(jì)算思維已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。初中階段是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵時(shí)期，因此需要構(gòu)建評(píng)價(jià)體系來(lái)衡量和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。例如，計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)體系構(gòu)建背景中提到，計(jì)算思維是21世紀(jì)必備技能之一，能夠幫助學(xué)生更好地理解和解決問(wèn)題，而初中階段是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵時(shí)期。隨著科技革命的不斷推進(jìn)，計(jì)算思維在STEM教育中的應(yīng)用正日益擴(kuò)展其影響力。例如，“第八屆計(jì)算思維與STEM教育國(guó)際會(huì)議”在北京開(kāi)幕，與會(huì)者深入探索計(jì)算思維和STEM教育的新視角與新趨勢(shì)，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算思維的培養(yǎng)和STEM教育的融合將為學(xué)生搭建起一座高效、全面的認(rèn)識(shí)世界的橋梁。二、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、重要觀點(diǎn)1.構(gòu)建本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)與內(nèi)容目標(biāo)：本研究的目標(biāo)是構(gòu)建本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系，旨在培養(yǎng)學(xué)生改造世界的能力。通過(guò)將信息科技課程中的“科學(xué)原理”本質(zhì)還原為算法，實(shí)現(xiàn)從“認(rèn)識(shí)原理（認(rèn)識(shí)世界的能力）”向“創(chuàng)造算法（改造世界的能力）”的轉(zhuǎn)變。內(nèi)容：確定指標(biāo)：參考本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索，充分考慮本土文化背景、教育體系和社會(huì)需求，確定包含多個(gè)層級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。例如，可以提出一個(gè)包含四個(gè)一級(jí)指標(biāo)、十個(gè)二級(jí)指標(biāo)和二十個(gè)三級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，涵蓋問(wèn)題解決能力、邏輯思考能力、抽象思維能力和算法設(shè)計(jì)能力等多個(gè)方面。進(jìn)行樣本分析：選擇一定數(shù)量的學(xué)生作為樣本，如本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索中選擇了1410名高中生，使用構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)他們的計(jì)算思維進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)分析樣本數(shù)據(jù)，驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的信度和效度，了解學(xué)生在計(jì)算思維各方面的優(yōu)勢(shì)和不足。探索實(shí)踐應(yīng)用：將構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系應(yīng)用于教育實(shí)踐中，為教育部門(mén)提供參考，幫助教師了解學(xué)生的計(jì)算思維水平，為計(jì)算思維的培養(yǎng)提供指導(dǎo)。同時(shí)，也可以為企業(yè)招聘和培訓(xùn)員工提供依據(jù)。2.以“歸于算法，始于算理”為核心的教學(xué)方法解決“教什么”與“如何教”問(wèn)題：通過(guò)將科學(xué)原理還原為算法，“歸于算法”面向教學(xué)目標(biāo)，解決科學(xué)原理“教什么”的問(wèn)題。提煉出算法中蘊(yùn)含的“大方法”作為教學(xué)過(guò)程的聚焦點(diǎn)，將課程核心目標(biāo)（計(jì)算思維）指向?qū)W生解決問(wèn)題（改造世界）的能力?！笆加谒憷怼泵嫦蚪虒W(xué)過(guò)程，還原算法的生成情境，解決科學(xué)原理“如何教”的問(wèn)題，可細(xì)化為“問(wèn)題分析—算法創(chuàng)造（探究）—應(yīng)用遷移”三個(gè)階段。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性探究能力：這種教學(xué)方法使信息科技課程中的“科學(xué)原理”的教學(xué)彰顯出不同于科學(xué)類(lèi)課程的學(xué)科本質(zhì)特征。在教學(xué)過(guò)程的角度，從始于現(xiàn)象觀察的“認(rèn)識(shí)性探究”轉(zhuǎn)變?yōu)槭加趩?wèn)題分析的“創(chuàng)造性探究”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性探究能力。例如，在信息科技課程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生像在“動(dòng)動(dòng)有獎(jiǎng)”APP的獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)分析中一樣，通過(guò)抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、描述算法等過(guò)程，體驗(yàn)使用算法解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。三、研究思路、研究方法、創(chuàng)新之處1.研究思路與方法研究思路：本研究首先進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，梳理國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維的相關(guān)研究成果，尤其是現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn)與不足。在此基礎(chǔ)上，確定本土化的計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系的指標(biāo)，通過(guò)對(duì)樣本進(jìn)行分析和驗(yàn)證，不斷完善指標(biāo)體系。最后，對(duì)研究進(jìn)行總結(jié)展望，為未來(lái)的計(jì)算思維教育提供方向和建議。研究方法：文獻(xiàn)研究：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于計(jì)算思維的文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告等，了解計(jì)算思維的概念、特點(diǎn)、評(píng)價(jià)方法等。參考《論計(jì)算思維——計(jì)算思維的科學(xué)定位、基本原理及創(chuàng)新路徑》《李鋒等丨計(jì)算思維學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的內(nèi)容構(gòu)建與方法設(shè)計(jì)——文獻(xiàn)比較研究的視角》等文獻(xiàn)，深入分析計(jì)算思維的科學(xué)定位和評(píng)價(jià)內(nèi)容體系。樣本分析：借鑒《本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證》，選擇一定數(shù)量的學(xué)生作為樣本，使用構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)他們的計(jì)算思維進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)分析樣本數(shù)據(jù)，驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的信度和效度，了解學(xué)生在計(jì)算思維各方面的優(yōu)勢(shì)和不足。實(shí)踐應(yīng)用：將構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系應(yīng)用于教育實(shí)踐中，觀察其在實(shí)際教學(xué)中的效果。例如，在烏魯木齊縣“紅山教育”的教學(xué)研討活動(dòng)中，教師們通過(guò)生動(dòng)的教學(xué)案例，將計(jì)算思維的培養(yǎng)融入到信息科技課程中，提升了教育質(zhì)量。2.創(chuàng)新之處本土化評(píng)價(jià)體系：現(xiàn)有的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系大多基于國(guó)外文化背景和教育體系建立，缺乏對(duì)本土化文化背景的考慮。本研究構(gòu)建的本土化計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系，充分考慮本土的文化背景、教育體系和社會(huì)需求，為計(jì)算思維教育提供了更適合本土的評(píng)價(jià)工具。“歸于算法，始于算理”教學(xué)方法：提出“歸于算法，始于算理”的教學(xué)方法，解決了科學(xué)原理“教什么”與“如何教”的問(wèn)題。在教學(xué)目標(biāo)上，將科學(xué)原理還原為算法，指向?qū)W生解決問(wèn)題（改造世界）的能力；在教學(xué)過(guò)程中，還原算法的生成情境，細(xì)化為“問(wèn)題分析—算法創(chuàng)造（探究）—應(yīng)用遷移”三個(gè)階段。這種教學(xué)方法使信息科技課程中的“科學(xué)原理”的教學(xué)彰顯出不同于科學(xué)類(lèi)課程的學(xué)科本質(zhì)特征，從“認(rèn)識(shí)原理（認(rèn)識(shí)世界的能力）”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)造算法（改造世界的能力）”，從始于現(xiàn)象觀察的“認(rèn)識(shí)性探究”轉(zhuǎn)變?yōu)槭加趩?wèn)題分析的“創(chuàng)造性探究”。例如，在信息科技課程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生像在“動(dòng)動(dòng)有獎(jiǎng)”APP的獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)分析中一樣，通過(guò)抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、描述算法等過(guò)程，體驗(yàn)使用算法解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。同時(shí)，結(jié)合《信息科技課程中“科學(xué)原理”的核心教學(xué)方法：歸于算法，始于算理》的研究成果，深入闡述這一教學(xué)方法的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用。四、研究基礎(chǔ)、條件保障、研究步驟研究基礎(chǔ)：現(xiàn)有計(jì)算思維評(píng)價(jià)體系研究：目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)計(jì)算思維的研究取得了一定成果，但現(xiàn)有的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系大多基于國(guó)外文化背景和教育體系建立，缺乏對(duì)本土化文化背景的考慮。例如，本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證中指出，現(xiàn)有指標(biāo)體系未能充分考慮本土的文化背景、教育體系和社會(huì)需求。相關(guān)課題立項(xiàng)：天津師范大學(xué)馮友梅老師的《本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)研究》獲批全國(guó)教育科學(xué)規(guī)劃教育部重點(diǎn)項(xiàng)目，為課題研究提供了有力的支持。同時(shí)，學(xué)校在科研方面的投入和管理辦法，如天津師范大學(xué)“課題培育工程計(jì)劃”實(shí)施辦法和天津師范大學(xué)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目管理辦法，為課題研究提供了良好的科研環(huán)境和保障。條件保障：專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)：依托天津師范大學(xué)的科研實(shí)力和資源，擁有一支專業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員涵蓋了教育學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的專家和學(xué)者，具備豐富的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)檎n題研究提供專業(yè)的理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。豐富的數(shù)據(jù)來(lái)源：可以從多方面獲取豐富的數(shù)據(jù)來(lái)源。一方面，可以借鑒本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證中的數(shù)據(jù)收集方法，選擇一定數(shù)量的學(xué)生作為樣本，進(jìn)行計(jì)算思維評(píng)估。另一方面，可以通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研究，如我國(guó)中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀研究-基于CNKI的文獻(xiàn)分析、從調(diào)研數(shù)據(jù)出發(fā)探究計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)策略等，了解計(jì)算思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，為課題研究提供理論依據(jù)。研究步驟：構(gòu)建體系：首先進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，梳理國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維的相關(guān)研究成果，尤其是現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn)與不足。在此基礎(chǔ)上，確定本土化的計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系的指標(biāo)，參考本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證，提出一個(gè)包含多個(gè)層級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。然后，對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行樣本分析和驗(yàn)證，選擇一定數(shù)量的學(xué)生作為樣本，使用構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)他們的計(jì)算思維進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的信度和效度，了解學(xué)生在計(jì)算思維各方面的優(yōu)勢(shì)和不足。驗(yàn)證體系：將構(gòu)建好的評(píng)價(jià)體系應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，觀察其在實(shí)際教學(xué)中的效果。可以通過(guò)與學(xué)校、企業(yè)等合作，將評(píng)價(jià)體系應(yīng)用于教育實(shí)踐和企業(yè)招聘培訓(xùn)中，收集評(píng)價(jià)信息，對(duì)信息化教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行全面分析。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)，找出信息化教學(xué)質(zhì)量的影響因素，為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量提供依據(jù)?？偨Y(jié)應(yīng)用：對(duì)研究進(jìn)行總結(jié)展望，為未來(lái)的計(jì)算思維教育提供方向和建議?？偨Y(jié)本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索的意義和價(jià)值，指出未來(lái)的研究方向?？梢赃M(jìn)一步探討該指標(biāo)體系的適用范圍和適用性，以及如何更好地應(yīng)用于教育和實(shí)踐領(lǐng)域。同時(shí)，結(jié)合“歸于算法，始于算理”的教學(xué)方法，為教育部門(mén)提供參考，幫助教師了解學(xué)生的計(jì)算思維水平，為計(jì)算思維的培養(yǎng)提供指導(dǎo)。也可以為企業(yè)招聘和培訓(xùn)員工提供依據(jù)?？傊?，通過(guò)明確的研究基礎(chǔ)、有力的條件保障和科學(xué)的研究步驟，確保本土計(jì)算思維描述框架及評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)研究能夠順利進(jìn)行，為推動(dòng)計(jì)算思維教育的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。（全文共4148字）課題評(píng)審意見(jiàn)：本課題針對(duì)教育領(lǐng)域的重要問(wèn)題進(jìn)行了深入探索，展現(xiàn)出了較高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。研究目標(biāo)明確且具體，研究方法科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)采集和分析過(guò)程規(guī)范，確保了研究成果的可靠性和有效性。通過(guò)本課題的研究，不僅豐富了相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)，還為教育實(shí)踐提供了有益的參考和指導(dǎo)。課題組成員在研究中展現(xiàn)出了扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，對(duì)問(wèn)題的剖析深入透徹，提出的解決方案和創(chuàng)新點(diǎn)具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性。此外，本課題在研究方法、數(shù)據(jù)分析等方面也具有一定的創(chuàng)新性，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了新的思路和視角?？傊@是一項(xiàng)具有較高水平和質(zhì)量的教科研課題，對(duì)于推動(dòng)教育事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。課題評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)：1、研究?jī)r(jià)值與創(chuàng)新性評(píng)審關(guān)注課題是否針對(duì)教育領(lǐng)域的重要或前沿問(wèn)題進(jìn)行研究，是否具有理論或?qū)嵺`上的創(chuàng)新點(diǎn)，能否為相關(guān)領(lǐng)域帶來(lái)新的見(jiàn)解或解決方案。2、研究設(shè)計(jì)與科學(xué)性課題的研究設(shè)計(jì)是否合理，研究方法是否科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)收集與分析過(guò)程是否