【摘 要】
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计算思维作为人工智能时代人才必备的重要素养,近年来,一直备受各国教育领域的关注与重视,围绕着发展计算思维的策略探讨是研究领域的重点之一。随着K12阶段人工智能课程的全面布局,给计算思维的培养带来了新的机遇与途径。在人工智能课程中发展计算思维水平的效果受到多方面因素的影响,已有研究表明个体特征与教学方法会对学生计算思维发展产生较大影响,然而针对人工智能课程中计算思维影响因素的研究尚未得到重视。基于此
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计算思维作为人工智能时代人才必备的重要素养,近年来,一直备受各国教育领域的关注与重视,围绕着发展计算思维的策略探讨是研究领域的重点之一。随着K12阶段人工智能课程的全面布局,给计算思维的培养带来了新的机遇与途径。在人工智能课程中发展计算思维水平的效果受到多方面因素的影响,已有研究表明个体特征与教学方法会对学生计算思维发展产生较大影响,然而针对人工智能课程中计算思维影响因素的研究尚未得到重视。基于此,本研究结合质性与量化的研究方法,探究人工智能课程中学生计算思维的影响因素及其作用机制,旨在为K12阶段人工智能课程有效培养学生计算思维提供策略与建议。在理论研究阶段,主要采用了文献研究法、半结构化访谈法、扎根理论、解释结构模型开展研究,主要研究内容如下:（1）通过文献研究法,梳理归纳了 22项计算思维的影响因素;（2）采用半结构化访谈法获取人工智能课程中影响学生计算思维的因素,基于扎根理论分析访谈资料后总结人工智能课程计算思维影响因素29项;（3）结合课程教师与领域专家建议,筛选得到20项因素,并基于解释结构模型构建了 18项非人口因素的层级模型。在实证研究阶段,主要采用了问卷调查法、结构方程模型开展研究,研究内容如下:（1）选取武汉市J区四所人工智能试点校五六年级学生,采用《我国小学生计算思维量表》调查,分析学生计算思维现状,并探讨不同人口变量及学习经验分组中计算思维现状的差异性;（2）在已有成熟量表的基础上,编制人工智能课程计算思维影响因素调查问卷,选取同一批学生进行调查,共回收有效问卷397份;（3）采用结构方程模型分析方法检验人工智能课程计算思维影响因素解释结构模型的合理性与适切性。研究结果发现:（1）学生整体计算思维水平较高,但问题解决能力及算法思维水平较薄弱,男生在算法思维维度上水平显著高于女生,六年级学生在问题解决能力和批判性思维两个维度上水平显著高于五年级学生,有学习经验学生在创造力、问题解决能力和算法思维三个维度上水平显著高于无学习经验的学生;（2）教师教学是影响计算思维发展的根本因素,能力基础、思维风格、认知负荷间接影响计算思维的发展,自我效能感与学习心态直接影响计算思维的发展;（3）不同性别学生在自我效能感和编程兴趣上具有显著性差异;（4）不同年级学生在教师教学与思维风格（执法型）上具有显著性差异;（5）不同学习经验水平学生在能力基础（信息素养、动手实践能力、认知能力）、学习心态（编程兴趣、学习态度）、思维风格（立法型）上具有显著性差异。结合研究结果,研究提出人工智能课程有效提升学生计算思维的建议如下:聚焦框架开发,建设人工智能课程群;构建教研共同体,促进教师观念转变与能力提升;提升学习体验,保障设备资源配置;弥合性别差距,提升女生科技类课程信心;关注思维风格,强化学生主体地位。本研究围绕着人工智能课程计算思维影响因素开展了理论与实证方面的研究,研究结论对人工智能课程中培养计算思维的教学设计与课程实施具有一定的参考与借鉴意义。
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