基于工程设计的STEM教学培养学生计算思维的研究与实践

STEM课程是培养学生计算思维的重要载体,计算思维则可促成学生在真实情景下多元能力的发展。在新工程教育背景下,本研究提出以工程设计循环组织教学过程、以史密斯框架五要素创建支持学生运用计算思维的STEM教学活动设计框架。并以小学“船模”课程为例,进行具体的活动设计与实施。本研究采用单组前后测实验,通过为期九周的跟踪,同时辅以任务单,探究课程实施对小学生计算思维能力与计算思维实践的影响。结果表明,课程教学对小学生计算思维能力有促进作用;认知网络分析结果表明,课程实施推动了学生计算思维实践,船模制作完成后,学生的算法思维有明显发展且各要素连接更紧密。