基于数据可视化的高中生计算思维表现性评价研究

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一、引言

A. 研究背景和意义

计算思维作为信息技术教育的核心素养之一,对于培养学生的逻辑思维、问题解决和创新能力具有重要意义。随着高中信息技术新课标的实施,计算思维的培养已成为教育领域的一个重要议题。然而,当前对于计算思维的评价仍然存在一定的局限性和挑战。传统的评价方法往往只关注学生的知识掌握程度,忽视了计算思维的发展和应用能力。因此,对于如何准确、全面地评价学生的计算思维表现,提供有针对性的教学支持具有重要意义。

B. 国内外研究现状分析

在国外,许多学者已经对计算思维的评价进行了深入研究,并提出了不同的评价框架和标准。例如,美国计算机科学教育协会(CSTA)提出了计算思维的核心概念和能力要求,为教师提供了评价学生计算思维的参考标准。此外,还有一些研究通过开发评价工具和使用数据可视化技术,实现了对学生计算思维表现的精确评估和可视化展示。

在国内,虽然也有一些研究探讨了计算思维的评价问题,但仍然存在评价指标不够明确、评价方法不够有效的问题。因此,有必要结合国外相关研究成果,构建适用于高中信息技术新课标的计算思维评价框架,以促进计算思维教育的发展。

C. 研究目的和方法

本研究旨在构建适用于高中信息技术新课标的计算思维评价框架,并开发相应的评价工具,以实现对学生计算思维表现的准确评估和发展轨迹的可视化展示。具体来说,本研究将借鉴国外相关研究成果,以高中信息技术新课标对计算思维核心素养的具体表现为基础,构建由“问题分解、抽象与建模、方案设计、效率优化、迁移运用”构成的计算思维表现性评价维度。然后,我们将从表现性评价的视角,建立以“维度—水平—表现描述”为主干的评价标准设计框架。最后,基于数据库和可视化技术,我们将开发数字化评价工具,通过雷达图、折线图等方式呈现学生计算思维表现水平和发展轨迹,以支持教师诊断学生计算思维的发展和开展循证导向的个性化教学。

通过本研究的开展,我们将为高中信息技术教育的计算思维评价提供一种科学、有效的方法和工具,为教师提供准确的评估结果和个性化教学支持,从而促进学生计算思维能力的全面发展。二、计算思维表现性评价维度构建

A. 高中信息技术新课标对计算思维核心素养的界定

高中信息技术新课标对计算思维核心素养的界定是本研究构建计算思维表现性评价维度的基础。根据高中信息技术新课标的要求,计算思维是指学生利用信息技术工具和方法解决问题的思维方式和能力。计算思维的核心素养包括问题分解、抽象与建模、方案设计、效率优化和迁移运用。

问题分解是计算思维的重要组成部分,指学生将复杂的问题分解为更小、更可管理的子问题的能力。学生需要能够识别问题中的关键要素,并将其分解为更小的子问题,从而更好地理解和解决问题。

抽象与建模是将问题中的实际情境转化为数学或计算机科学的符号和模型的能力。学生需要能够将问题中的实际情境进行抽象,并将其转化为计算机可处理的形式,以便进行进一步的分析和解决。

方案设计是指学生根据问题的特定要求和限制,设计出解决问题的具体方案的能力。学生需要能够结合问题的实际情境和计算机科学的知识,制定出解决问题的详细步骤和方法。

效率优化是指学生在解决问题过程中,通过调整算法、数据结构和参数等方式,提高解决问题的效率和性能的能力。学生需要能够评估和比较不同的解决方案,选择最优的方法和策略。

迁移运用是指学生能够将计算思维和解决问题的方法运用到其他领域和情境中的能力。学生需要能够将所学的计算思维方法和技巧应用到其他学科和实际生活中,解决各种不同的问题。

内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 供详细的反馈和评价。教师可以根据评价结果,及时调整教学策略,帮助学生更好地发展计算思维能力。

通过教师的诊断和个性化教学支持,学生的计算思维能力得以发展和提高,教学效果得到有效的提升。

【参考文献】

1. Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. Basic Books.

2. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35.

3. Grover, S., [文章尾部最后300字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]

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