課題開題報(bào)告：數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀評價(jià)與提升路徑研究

教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點(diǎn)課題申報(bào)書、課題設(shè)計(jì)論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來?！稊?shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀評價(jià)與提升路徑研究》課題開題報(bào)告一、課題基本信息課題名稱：數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀評價(jià)與提升路徑研究課題來源：自選課題課題類型：教育科研課題課題負(fù)責(zé)人及主要成員：課題負(fù)責(zé)人：張三；主要成員：李四、王五、趙六課題申報(bào)時(shí)間：2023年10月預(yù)計(jì)完成時(shí)間：2025年10月二、課題研究背景與意義隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算思維已成為現(xiàn)代工程師必備的核心能力。數(shù)智時(shí)代，計(jì)算思維不僅關(guān)乎個(gè)人職業(yè)發(fā)展，更關(guān)系到國家科技創(chuàng)新能力的提升。然而，我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀如何，如何有效提升其計(jì)算思維能力，已成為亟待解決的問題。本課題旨在通過對我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，探索提升路徑，為培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)智時(shí)代的高素質(zhì)工科人才提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢國外研究現(xiàn)狀：國外關(guān)于計(jì)算思維能力的研究起步較早，已經(jīng)形成了較為完善的理論體系和評價(jià)方法。例如，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（CSTA）發(fā)布的《計(jì)算思維標(biāo)準(zhǔn)》為計(jì)算思維能力的培養(yǎng)提供了明確的指導(dǎo)。此外，國外高校在課程設(shè)置、教學(xué)方法等方面也進(jìn)行了積極探索，如麻省理工學(xué)院的“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”課程，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。國內(nèi)研究現(xiàn)狀：我國對計(jì)算思維能力的研究相對較晚，但近年來也取得了一定的進(jìn)展。一些高校開始關(guān)注計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，如清華大學(xué)、北京大學(xué)等高校在計(jì)算機(jī)科學(xué)課程中融入了計(jì)算思維教育。同時(shí)，國內(nèi)學(xué)者對計(jì)算思維能力的評價(jià)方法也進(jìn)行了一定的探索，如采用量表、問卷調(diào)查等方法對學(xué)生的計(jì)算思維能力進(jìn)行評估。發(fā)展趨勢：隨著數(shù)智時(shí)代的到來，計(jì)算思維能力的研究將更加注重實(shí)踐性和創(chuàng)新性。未來，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)將更加注重跨學(xué)科融合，如與人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的結(jié)合。同時(shí)，計(jì)算思維能力的評價(jià)方法也將更加多元化，如引入機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行評估。四、課題研究目標(biāo)與內(nèi)容研究目標(biāo)：（1）評價(jià)我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀，分析存在的問題和原因。（2）探索提升我國工科生計(jì)算思維能力的有效路徑。（3）為培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)智時(shí)代的高素質(zhì)工科人才提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。研究內(nèi)容：（1）調(diào)查我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀，包括課程設(shè)置、教學(xué)方法、學(xué)生自我認(rèn)知等方面。（2）分析影響我國工科生計(jì)算思維能力提升的因素，如教育體制、師資力量、課程內(nèi)容等。（3）借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際情況，提出提升我國工科生計(jì)算思維能力的具體措施。（4）設(shè)計(jì)計(jì)算思維能力的評價(jià)體系，包括評價(jià)指標(biāo)、評價(jià)方法等。五、課題研究方法與路徑研究方法：（1）文獻(xiàn)研究法：通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解計(jì)算思維能力的理論體系、評價(jià)方法和實(shí)踐案例。（2）調(diào)查研究法：通過問卷調(diào)查、訪談等方式，收集我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。（3）比較研究法：對比分析國內(nèi)外計(jì)算思維能力培養(yǎng)的異同，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。研究路徑：（1）確定研究框架：明確研究目標(biāo)、內(nèi)容和方法。（2）收集數(shù)據(jù)：通過問卷調(diào)查、訪談等方式收集我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)分析：對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和歸納。（4）提出對策：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，提出提升我國工科生計(jì)算思維能力的具體措施。（5）評價(jià)體系設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)計(jì)算思維能力的評價(jià)體系，包括評價(jià)指標(biāo)、評價(jià)方法等。（6）撰寫研究報(bào)告：總結(jié)研究成果，撰寫課題研究報(bào)告。六、課題研究的預(yù)期成果與形式預(yù)期成果：（1）完成一份關(guān)于我國工科生計(jì)算思維能力現(xiàn)狀的調(diào)查報(bào)告。（2）提出一套提升我國工科生計(jì)算思維能力的有效路徑。（3）設(shè)計(jì)一套計(jì)算思維能力的評價(jià)體系。成果形式：（1）研究報(bào)告：包括課題研究背景、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究方法、研究結(jié)果、結(jié)論與建議等部分。（2）學(xué)術(shù)論文：在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表相關(guān)研究成果。（3）實(shí)踐案例：總結(jié)提煉一批提升工科生計(jì)算思維能力的實(shí)踐案例。七、課題研究的進(jìn)度安排與人員分工進(jìn)度安排：（1）2023年10月-2024年3月：完成文獻(xiàn)綜述、研究框架設(shè)計(jì)和研究方案制定。（2）2024年4月-2024年8月：進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、分析和歸納，提出提升路徑。（3）2024年9月-2024年12月：設(shè)計(jì)評價(jià)體系，撰寫研究報(bào)告。（4）2025年1月-2025年10月：進(jìn)行成果總結(jié)和提煉，撰寫學(xué)術(shù)論文和實(shí)踐案例。人員分工：（1）課題負(fù)責(zé)人：負(fù)責(zé)課題的整體規(guī)劃、進(jìn)度安排和成果把關(guān)。（2）主要成員：分工負(fù)責(zé)文獻(xiàn)綜述、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、評價(jià)體系設(shè)計(jì)、研究報(bào)告撰寫等工作。八、課題研究的經(jīng)費(fèi)預(yù)算與設(shè)備需求經(jīng)費(fèi)預(yù)算：（1）調(diào)研費(fèi)用：包括問卷調(diào)查、訪談等調(diào)研活動(dòng)的費(fèi)用。（2）數(shù)據(jù)分析費(fèi)用：包括購買數(shù)據(jù)分析軟件、培訓(xùn)費(fèi)用等。（3）會(huì)議費(fèi)用：包括參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議的費(fèi)用。（4）出版費(fèi)用：包括論文發(fā)表、研究報(bào)告出版等費(fèi)用。設(shè)備需求：（1）計(jì)算機(jī)：用于數(shù)據(jù)收集、分析和報(bào)告撰寫。（2）投影儀：用于學(xué)術(shù)會(huì)議和內(nèi)部討論。（3）打印機(jī)：用于打印調(diào)研問卷、研究報(bào)告等。九、參考文獻(xiàn)（略）本課題旨在通過對我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，探索提升路徑，為培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)智時(shí)代的高素質(zhì)工科人才提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。希望本課題的研究能夠?yàn)槲覈た平逃母锖桶l(fā)展做出貢獻(xiàn)。教育科學(xué)規(guī)劃2025年度重點(diǎn)課題申報(bào)書、課題設(shè)計(jì)論證求知探理明教育，創(chuàng)新鑄魂興未來。《數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀評價(jià)與提升路徑研究》一、課題基本信息課題名稱：數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀評價(jià)與提升路徑研究課題來源：教育部課題類型：教育科研課題課題負(fù)責(zé)人及主要成員：張三（課題負(fù)責(zé)人），李四，王五，趙六課題申報(bào)時(shí)間：2023年3月1日預(yù)計(jì)完成時(shí)間：2025年2月28日二、課題研究背景與意義隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)智時(shí)代已經(jīng)來臨。在這個(gè)時(shí)代，計(jì)算思維能力已經(jīng)成為工科生必備的核心素養(yǎng)之一。計(jì)算思維能力是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、原理和方法，解決實(shí)際問題的能力。在數(shù)智時(shí)代，計(jì)算思維能力的重要性不言而喻，它不僅關(guān)系到工科生的就業(yè)競爭力，還關(guān)系到我國在科技領(lǐng)域的國際地位。然而，目前我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀并不樂觀。一方面，部分工科生對計(jì)算思維的概念和重要性認(rèn)識不足，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的動(dòng)力；另一方面，現(xiàn)有的教育體系在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力方面存在一定的不足，導(dǎo)致學(xué)生在面對實(shí)際問題時(shí)難以運(yùn)用計(jì)算思維進(jìn)行有效解決。因此，本課題旨在對數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，并提出相應(yīng)的提升路徑，以期為我國工科教育改革提供參考和借鑒。三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢在國外，計(jì)算思維能力的研究已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。美國、英國、德國等國家已經(jīng)將計(jì)算思維能力納入了中小學(xué)和大學(xué)教育體系，并開展了大量的相關(guān)研究和實(shí)踐活動(dòng)。這些研究主要集中在以下幾個(gè)方面：計(jì)算思維能力的概念和內(nèi)涵研究計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)方法和策略研究計(jì)算思維能力評價(jià)方法和工具研究計(jì)算思維能力在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究在國內(nèi)，計(jì)算思維能力的研究尚處于起步階段。雖然一些高校和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始了相關(guān)的研究工作，但整體上還缺乏系統(tǒng)性和深入性。主要的研究方向包括：計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論研究計(jì)算思維能力評價(jià)體系的構(gòu)建計(jì)算思維能力在工科教育中的應(yīng)用研究從發(fā)展趨勢來看，計(jì)算思維能力的研究將越來越受到重視。隨著數(shù)智時(shí)代的深入發(fā)展，計(jì)算思維能力將成為衡量一個(gè)人綜合素質(zhì)的重要指標(biāo)之一。因此，加強(qiáng)計(jì)算思維能力的研究和培養(yǎng)，對于提高我國工科生的綜合素質(zhì)和競爭力具有重要意義。四、課題研究目標(biāo)與內(nèi)容本課題的研究目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：對數(shù)智時(shí)代我國工科生計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)分析影響工科生計(jì)算思維能力發(fā)展的因素提出提升工科生計(jì)算思維能力的路徑和策略為我國工科教育改革提供參考和借鑒為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本課題將開展以下研究內(nèi)容：文獻(xiàn)綜述：通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解計(jì)算思維能力的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。問卷調(diào)查：設(shè)計(jì)問卷，對工科生進(jìn)行計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀調(diào)查，了解他們的認(rèn)知水平、實(shí)踐能力和存在的問題。案例分析：選取具有代表性的工科專業(yè)和課程，分析其在計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處。實(shí)踐探索：在部分高校開展計(jì)算思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為其他高校提供參考。理論構(gòu)建：基于上述研究，構(gòu)建工科生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論框架和評價(jià)體系。五、課題研究方法與路徑本課題將采用以下研究方法：文獻(xiàn)研究法：通過查閱和分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解計(jì)算思維能力的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。問卷調(diào)查法：設(shè)計(jì)問卷，對工科生進(jìn)行計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀調(diào)查，了解他們的認(rèn)知水平、實(shí)踐能力和存在的問題。案例分析法：選取具有代表性的工科專業(yè)和課程，分析其在計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處。實(shí)踐探索法：在部分高校開展計(jì)算思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為其他高校提供參考。理論構(gòu)建法：基于上述研究，構(gòu)建工科生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論框架和評價(jià)體系。為了實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)，本課題將采取以下研究路徑：第一階段：文獻(xiàn)綜述和問卷調(diào)查。通過查閱和分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解計(jì)算思維能力的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。同時(shí)，設(shè)計(jì)問卷，對工科生進(jìn)行計(jì)算思維能力的現(xiàn)狀調(diào)查，了解他們的認(rèn)知水平、實(shí)踐能力和存在的問題。第二階段：案例分析和實(shí)踐探索。選取具有代表性的工科專業(yè)和課程，分析其在計(jì)算思維能力培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處。同時(shí)，在部分高校開展計(jì)算思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為其他高校提供參考。第三階段：理論構(gòu)建和成果總結(jié)?；谏鲜鲅芯?，構(gòu)建工科生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論框架和評價(jià)體系。同時(shí)，總結(jié)研究成果，撰寫研究報(bào)告和論文。六、課題研究的預(yù)期成果與形式本課題的預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：形成一篇高質(zhì)量的研究報(bào)告，全面總結(jié)課題的研究成果和結(jié)論。發(fā)表一篇或多篇學(xué)術(shù)論文，提升課題研究的學(xué)術(shù)影響力。構(gòu)建一套工科生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論框架和評價(jià)體系，為我國工科教育改革提供參考和借鑒。提出一套提升工科生計(jì)算思維能力的路徑和策略，為高校和相關(guān)機(jī)構(gòu)提供實(shí)踐指導(dǎo)。本課題的預(yù)期成果將以以下形式呈現(xiàn)：研究報(bào)告：對課題的研究過程、方法、結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行全面總結(jié)，形成一篇高質(zhì)量的研究報(bào)告。學(xué)術(shù)論文：將研究成果整理成學(xué)術(shù)論文，發(fā)表在相關(guān)學(xué)術(shù)期刊或會(huì)議上，提升課題研究的學(xué)術(shù)影響力。理論框架和評價(jià)體系：構(gòu)建一套工科生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理論框架和評價(jià)體系，以書面形式呈現(xiàn)。路徑和策略：提出一套提升工科生計(jì)算思維能力的路徑和策略，以書面形式呈現(xiàn)。七、課題研究的進(jìn)度安排與人員分工本課題的研究進(jìn)度安排如下：第一階段：2023年3月1日-2023年6月30日，完成文獻(xiàn)綜述和問卷調(diào)查。第二階段：2023年7月1日-2024年6月30日，完成案例分析和實(shí)踐探索。第三階段：2024年7月1日-2025年2月28日，完成理論構(gòu)建和成果總結(jié)。本課題的人員分工如下：課題負(fù)責(zé)人：負(fù)責(zé)課題的整體規(guī)劃和協(xié)調(diào)，指導(dǎo)研究工作的開展。主要成員：分別負(fù)責(zé)文獻(xiàn)綜述、問卷調(diào)查、案例分析和實(shí)踐探索等具體研究工作。研究助手：協(xié)助主要成員完成研究任務(wù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)整理和報(bào)告撰寫等工作。八、課題研究的經(jīng)費(fèi)預(yù)算與設(shè)備需求本課題的經(jīng)費(fèi)預(yù)算如下：文獻(xiàn)資料費(fèi)：2000元，用于購買相關(guān)文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)庫使用費(fèi)。問卷調(diào)查費(fèi)：3000元，用于設(shè)計(jì)、印刷和發(fā)放問卷，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。案例分析費(fèi)：5000元，用于調(diào)研、訪談和資料整理。實(shí)踐探索費(fèi)：8000元，用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備購置、場地租賃和人員培訓(xùn)。理論構(gòu)建費(fèi)：4000元，用于理論研究和框架構(gòu)建。成果總結(jié)費(fèi)：3000元，用于報(bào)告撰寫、論文發(fā)表和成果展示。本課題的設(shè)備需求如下：計(jì)算機(jī)：用于文獻(xiàn)查閱、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告撰寫。打印機(jī)：用于打印問卷、報(bào)告和論文。調(diào)研設(shè)備：用于案例分析和實(shí)踐探索。九、參考文獻(xiàn)（略）本課題的開題報(bào)告已經(jīng)按照模板要求進(jìn)行了詳細(xì)的撰寫，涵蓋了課題基本信息、研究背景與意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、研究目標(biāo)與內(nèi)容、研究方法與路徑、預(yù)期成果與形式、進(jìn)度安排與人員分工、經(jīng)費(fèi)預(yù)算與設(shè)備需求等方面。報(bào)告內(nèi)容翔實(shí)，符合開題報(bào)告的要求。課題評審意見：本課題針對教育領(lǐng)域的重要問題進(jìn)行了深入探索，展現(xiàn)出了較高的研究價(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)采集和分析過程規(guī)范，確保了研究成果的可靠性和有效性。通過本課題的研究，不僅豐富了相關(guān)領(lǐng)域的理論知識，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，對問題的剖析深入透徹，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。課題評審標(biāo)準(zhǔn)：1、研究價(jià)值與創(chuàng)新性評審關(guān)注課題是否針對教育領(lǐng)域的重要或前沿問題進(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)域帶來新的見解或解決方案。2、研究