第 1 章 绪论
1.1 研究背景与问题提出
1.1.1 研究背景
(一)社会形式变化与实践研究的需要
在学生 21 世纪核心技能中，计算思维（Computational Thinking）同批判性思维和问题解决能力（Critical Think and Problem solving）、创造性和创新能力(Creativity and innovation)、沟通交流能力、合作能力一样，都是每个人应该具备的基本能力。伴随着人工智能对人类生活的嵌入和冲击，充分运用计算思维来应对生活中的种种问题已经成为人类的共识。信息技术的迭代是超级快的，新的设备与新的技术，还有新的工具软件层次不穷，系统与软件的版本也在不断地更新变代，因此在信息技术课程的内容中不应该重点关注是信息技术它本身，而更应该更多的关注在信息技术课程的学科思维-计算思维。像科技与技术这类的应该是科学家探索研究的内容，在教育领域，我们应该研究如何让学生像科学家那样思考，像计算机那样准确的思考，站在实践研究的基础上也就是我们应该如何培养学生的计算思维。如今国内外有大量计算思维的研究，尤其是国外的探索研究远远比国内多，国内研究主要在理论上有大量产出，少有经典的实践案例研究，我们只有把理论研究和实践研究相结合，将研究成果付出实践并进行验证，在能切实的培养学生的计算思维，提高学生思维的敏锐性。
（二）计算思维是新一代的基本生存能力
自从 2006 年，Garnegie Mellon University (美国卡耐基梅陇大学)的周以真教授提出计算思维这个概念，就引发了国内国外教育界对它的广泛探究和讨论。如今科技飞速变革的时代，我们无论是在工作生活上还是在学习方式上都发生了翻天覆地的变化，这样子依托于信息技术学科计算思维的重要性就显的格外重要，计算思维就成了科技化时代的一种普遍实用的能力。信息技术不应该仅仅是一种技术工具，也应该重塑我们思维方式的变化，计算思维作为一种解决问题的技能，会增强我们在信息社会的适应和创造能力，这对我们生活质量的提高有很大的意义，基于项目学习的教学模式来培养学生的计算思维，更加生活化实际化，对学生在未来社会的发展大有裨益。
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1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
在《上海市中小学信息科技课程标准》的课程理念中提到：“中小学信息科技课程是培养青少年具有能适应信息社会需要的信息素养的主要渠道，它主要包括三方面的要求：第一必备的信息知识与技能；第二使用信息技术解决各种问题的能力；第三重要的德育因素。以灵活多样的课程内容和形式实现课程目标。”虽然没有明确的提出要培养青少年的计算思维，但已经体现了计算思维的内涵，
用信息技术解决问题的能力，并且要以灵活多样的形式来实现课程目标，这就为项目学习来培养学生计算思维奠定基础。在初中信息科技课程(华东师范大学出版社)中虽然有每章最后一节都是个小项目，但这个小项目目的只是用来综合所学知识，巩固知识而已，而非明确涉及到计算思维的某些方面。2013 年。南安普敦大学的 Cynthia Selby 博士和 John Woollard 博士提出计算思维包括五个方面的要素：分解、抽象、模式识别、算法、评估。如何把计算思维五要素融入到初中信息技术课堂上，并构建出教学模式和实践可行的教学执行方案，为教学一线老师提供参考，落到实处的培养学生的计算思维，是本研究的主要目的， 通过对初中信息技术课堂的实践研究，探索以综合应用为主的信息技术课堂中如何使用和优化项目学习的教学策略，以及在项目学习中怎样具体的培养学生的计算思维能力，使得学生计算思维水平的提高，形成一套可推广的项目学习教学模式的培养初中生计算思维的教学实践体系，并进行效果验证，基于计算思维的项目学习教学模式的有效性和可行性。在此教学模式上，使得学生能在熟练使用现代技术的环境和条件的基础上，有发表自己想法的能力和途径，并相互或集体进行思想的沟通，开展合作，在培养计算思维的目的下，学生可以分析解决学习和生活中出现的一些实际问题。
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第 2 章 文献综述及理论基础
2.1 文献综述
在 20 世纪下半叶就已经出现了计算思维（Computational Thinking）这个概念，因此这个并非是一个新概念，不过那时候的研究者认为的是计算思维和计算机编程密不可分，将计算思维等同于算法思维或程序思维，这就是计算思维的萌芽状态。自从 2006 年美国卡内基梅隆大学周以真教授重新提出这个概念并对其进行完整定义以来，国际上便掀起了一股培养学生计算思维的热潮，周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。在此之后研究的学者们大概从两类视角来解读计算思维的内涵：一类是“思维技能”派，主张计算思维是一项思维技能，侧重于对思维能力的培养。例如，海门丁杰（Hemmendinger,2010）、曼尼拉(Manila et al,2014)、美国国际教育技术协会（ISTE，2015）等都认为计算思维是解决问题的一系列心智的集合，是多种思维技能的排列组合；另一类是“过程要素”说，主张计算思维是思考过程，可分为几种不同的阶段。保持此中观点的有许多例如，计算机教师协会（CSTA）、美国教育技术协会（ISTE,2011）、王飞跃（2013）。伴随着时代的进步和研究的发展，周以真教授又在 2011 年的时候提出了一个新的定义：“计算思维是制定问题解决方案所涉及的思想过程，以便解决方案以可由信息处理代理有效执行的形式表示。”在这个定义中可以分析到有两方面特别重要，一个是计算思维是一种思想过程，因此它是独立于技术，站在人本身的角度出发的；另一个是计算思维是一种特定类型的解决问题的方法，能够设计可由计算机、人类或两者的组合执行的一种问题的解决方案。
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2.2 建构主义学习理论
建构主义学习理论是在行为主义到认知主义的进一步发展，一般会认为是由维果茨基和皮亚杰等学者奠定的理论基础，这种理论在世界范围内很流行并产生较大的影响。建构主义学习理论认为，学生的学习活动，是一个有意义的自我建构的过程。北京师范大学的何克抗教授对建构主义的教育思想提出了新的观点：它应该是“主导与主体相结合”，而不应该是“以学生为中心”的；应该是主客观相统一的，不应该是主观主义的。由于现代的科学技术也就是多媒体和网络为建构主义学习理论的学习与教学环境提供了强有力的物质支持，才使其在当代兴起，并与信息技术课程相结合，成为其最重要的理论基础，这正也让建构主义学习理论走出心理学家的象牙塔，在全球范围内产生巨大的影响。
建构主义学习理论主要是从三方面进行阐述：(一) 在知识观方面，建构主义对知识的确定性和客观性提出了质疑，强调知识的动态性。知识它是不断发展的，并不是最终答案，他是一种假设、一种解释，不同的学习者对同一命题会有不同的理解，知识应用在现实世界中，需要具体问题针对具体情境进行在创造。（二）在学习观方面，学生不是被动的知识的吸取，而是主动的意义建构，学习不应该是老师向学生传授知识，而是学生对自身知识的一个构建过程，这个构建过程只能由自己完成。学习强调学生主动建构性，以自己的原有体系建构自己的理解。学习有社会互动性，需要学生之间沟通交流、共同分享学习资源。学习也应该与情景化的社会实践活动相结合，因为知识只能通过实际的应用才能被学生理解。（三）在教学观方面，，俗话说，每个“顽童”都有一个七彩的经验世界，学生并不是空着脑袋进入教室的，教学不能无视学生在日常生活中、学习上形成的经验，而应该是把她当作新知识的增长点，为学生创设合适的学习情境，提供适当的信息资源和工具，促进学生之间的合作，激发学生分析推理思维，促进学生本身积极的意义建构。
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第 3 章 初中生信息技术学科面向计算思维培养的项目学习的教学模式构建.... 14
3.1 初中信息技术课程标准与教材分析 ............................. 14
3.1.1 初中信息科技课程的教材分析(华东师范大学出版社) ........................ 14
3.1.2 初中信息科技课程标准中计算思维的价值 ........................ 14
第 4 章 初中生面向计算思维培养的项目学习的教学实践......................... 23
4.1 前期的调查与准备 ................................... 23
4.1.1 学习者分析 ........................... 23
4.1.2 教学环境分析 ............................................ 23
第 5 章 教学实施的效果分析................................ 32
5.1 面向计算思维培养的初中信息技术项目学习效果及分析 ................................ 32
5.1.1 计算思维培养的测试分析 ................................ 32
5.1.2 学生作品分析 ............................ 34
第 5 章 教学实施的效果分析
5.1 面向计算思维培养的初中信息技术项目学习效果及分析
5.1.1 计算思维培养的测试分析
本论文选择上海市实验学校初中部中一年级两个班的学生进行了教学实践。依托于学校现有的信息技术课程为载体；首先测试全部学生的前测水平，选取某班级为实验班（约 40 人），再挑选前测水平相当的班级作为对照组。在对照组开设课程标准所规定的信息技术课程，实验组则基于项目学习的模式开展教学。在教学实践前，使用问卷形式的计算思维水平测试卷（前测/附录）进行测试；在一学期的教学实践后，使用计算思维水平测试卷（后测/附录）进行测试；在教学过程中，学生会产出具体的计算思维分解的前设计方案，来过程性判断学生的思维状况。测试题目来源于计算思维的测试，如国际计算思维能力检测Bebras 和 Román-González, Marcos， Pérez-González 等人提出的计算思维水平测试题 Computational Thinking Test (CTt)，根据前测与后测的学生的实际状况来选取安排这些题目。
5.1.1.1 计算思维前测数据分析
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第 6 章 总结与展望
6.1 研究结论
本课题研究通过阅读大量文献，比较国内外计算思维现状，结合信息技术学科教学内容，以上海市实验中学中一年级两个班为实验对象，采用实验研究法探索基于计算思维培养的初中信息技术项目学习教学模式在《网络与生活》部分的应用效果。经过教学实践后，采用问卷调查法，分析学生反馈数据和学生作品，最后得出采用项目学习的教学模式应用到初中信息技术学科培养计算思维是可行且有效。
（一）在教学设计方面
在创设符合学生认知并且有趣的项目主题，才能激发学习者的学习兴趣和创造力。在笔者实验中《网络与生活》的主题是行万里路，这是很融入生活，接地气，这意味着主题设计不仅要来自真实生活，又能让学习成果在生活中应用。具体项目学习方案主题让学习者参与设计和确定，这样子在课堂导入环境更容易激发学生的学习兴趣引发学生强烈的探索欲。项目主题应该是真实有用学生感兴趣可以实践，给学生提供自己创造的机会，帮助学生练习多领域的能力，让学生在动手实践和实际应用中发掘解决问题的策略，活学活用信息技术技能与知识。
在项目学习教学设计中每个环节之间应该层次递进，由浅入深，学科知识融入其中，是学生在活动中易于学习。项目学习有固定的步骤，但是不能简单的执行，应按照认知结构和教学内容进行教学设计，使得项目内容符合学生的学习特点。教师要指导学生把项目学习的问题分解开来，同时把分解的内容与单元学习知识点结合，有步骤分阶段完成任务。
在课堂教师提供学生更多的交流与评价时间，可以增强学生的课堂参与度，促进教学顺利进行。初中学生有较强自主性，愿意表达自己想法，在相互交流时，激烈的讨论可以提高学生互帮互助，促进学生共同进步，学生之间可以取其精华，相互借鉴，更加优化自己的想法和方案。
参考文献（略）