《基于STEM教育下Scratch在小学信息技术课堂教学实践研究》开题报告.docxVIP

立项号 课题名称 基于STEM教育下Scratch在小学信息技术课堂教学实践研究 课题研究的背景和意义 研究背景 2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。此次规划出台，将会加快编程培训进入中小学课堂的实施进度。无独有偶，2015年教育部发布《关于“十三五”期间 全面深入推进教育信息化工作的指导意见 》中鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式。互联网时代，计算机科学的普及，能更好的让中小学生找到更好的学习渠道，更好的认识世界。在人工智能时代，各行各业、各个领域都离不开计算机科学，计算机科学奖成为一项基本素养。 计算机科学包含许多分支领域，比如计算机图形学、编程语言、程序设计、人机交互等。其中，编程语言研究的是描述计算的方法，而程序设计则研究如何应用特定的编程语言来解决计算问题。因此，编程不仅是计算机科学的一个分支，也是计算机科学最重要的根基。所以，学习编程是学习计算机科学最直接、最有效的切入点。 综上所述，在即将到来的人工智能时代，创新型编程人才将更能适应社会的形态，从而拥有更美好的生活。 二、研究意义 为了在这样的大环境下给学生创设更有利发展的生活方式和学习方式，加强课程的综合性和实践性，培养学生独立思考和创新的意识，收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题、实际操作的能力等等。我们从学校特色、适应学生多样化发展的需求出发，以学生自主发展为目标，构建综合适合小学生的编程活动课程，以全面培养学生创新精神和实践能力，激发学生身心潜能，促进师生和谐发展。 我校有着先进的教育理念，能够意识到编程素养的重要性，同时也有着良好的硬件支持，但是学校缺乏完成的Scratch编程课程体系。因此，本研究以我校信息技术课程为载体，在分析国内外众多Scratch教学实践的基础上，以培养学生的创新编程素养为目标，探究基于Scratch的小学信息技术课程实践。 课题名称的界定和解读 1.可视化编程 “可视化”就是把数据、信息和知识等抽象的内容，通过直观可视的方式表达出来，从而对抽象的内容进行更深层次的认识和解读。“编程”则是计算机使用程序设计语言编写程序，并通过程序解决问题的过程。两者结合产生的“可视化编程”（Visual Programming Language）是以高级程序设计语言为基础的一种全新的编程方法，其核心思想是“所见即所得”，也就是通过一种可视化的方式，像搭积木一样地构建程序块。 2.Scratch Scratch 作为一款可视化编程工具，其优势具体包括： （1）操作方便。首先是安装方便，离线版只需一次性安装，不用安装其他软件。其次是使用方便，通过鼠标操作即可完成编程，不需要输入复杂的代码，很适合没有编程基础的中小学生使用，容易激发学生对编程的兴趣。最后是运行方便，只要点击“绿旗”就可以运行程序，发现错误时及时修改并完善作品。 （2）程序封装。Scratch 中所有的积木都是将原本枯燥的代码按照功能进行封装的。用户不需要学习程序设计的语法结构，不用编写代码，只要按照自己的创意，将不同颜色的积木拖到脚本区并组成不同功能的程序块，这样的编程方式与中小学生从具象到抽象逐渐过渡的思维特点相吻合。 （3）趣味体验。首先，Scratch 界面色彩丰富，不同功能的积木颜色、形状都不一样，学生拼接积木的过程既简单又有趣。另外，素材库拥有大量的素材，包括图片、声音等，用户还可以从本地上传素材，也可以根据创意自由绘制角色、背景、录制音频，这大大提高了学习者的学习动力。 3.游戏化学习理论 游戏化学习是指在课程内容中融入游戏的思维和机制，使学生在教师创造的游戏情境中，采用游戏化的方式自主探究、发现问题、解决问题，在此过程中重组旧知识、建构新知识，培养学生的主动性和创造性。游戏化学习具有以下特点： （1）趣味性：游戏化学习的核心是在娱乐中学习，其内容和形式具有极强的趣味性，可以有效提高学习者的学习兴趣、激发学习者的学习动力。 （2）任务性：游戏化学习的任务通过“关卡”的形式表现，学习者通过挑战进阶的关卡，最终完成任务，实现学习目标。 （3）探究性：游戏化学习是将需要解决的问题设计成游戏活动，要求学习者通过探究的方式逐步发现、解决问题，在此过程中不断探索、思考，提升相关技能。 （4）情境性：游戏通过炫酷的故事情境帮助玩家进入游戏状态。游戏化学习同样要通过真实的情境吸引学生的注意力，使其身临其境，快速进入学习状态。 （5）沉浸性：游戏化学习通过故事情境、挑战关卡等方式吸引学习者全身心地进行探索，进而忘记学习压力，专注于解决情境问题，容易使学习者沉浸到愉悦地课堂学习中去。 在