论文题目：融入计算思维的高中数学教学模式的构建与研究
摘要：随着信息时代的高速发展,计算思维作为一种有效分析解决问题的思维方式,已成为每个人应该具备的基本技能,其重要性不言而喻。至2016年,计算机科学教师协会指出计算思维应从计算机学科范围推广至其他学科范围,为各学科解决相关问题提供方法指导,随后计算思维不断呈现出跨学科发展的趋势。而在PISA2021数学测试框架中,首次引入了计算思维,并指出计算思维应作为数学教学的一部分。如何将计算思维融入到高中数学教学,引起了笔者的关注与思考,为此,笔者试图构建融入计算思维的高中数学教学模式,旨在将计算思维纳入数学教学,实现计算思维与数学思维的结合,为数学教学实践添加新的内容,也为广大一线数学教学教师在计算思维融入数学教学中提供参考。本研究的具体过程分为如下几部分:第一,笔者在梳理、总结计算思维相关文献的前提下,对计算思维概念进行了分析与界定,理清了计算思维与数学思维、数学运算之间的内在逻辑。第二,以山东省菏泽市某中学为例,从高一高二高三每个年级选取一个重点班和两个普通班,共计450人,开展有关高中生数学计算思维现状的调查研究,分析了当下高中生在数学学习中的计算思维具体表现,探讨了高中生数学计算思维水平与数学学习情况的关系,并指出了目前高中生可能存在的问题;第三,结合调查现状及相关理论,构建了融入计算思维的高中数学教学模式。第四,以上述模式为基础开展教学实验,通过实验班与对照班的对比分析,检验了融入计算思维的高中数学教学模式的教学效果。通过上述研究,得出如下结论:第一,目前高中生在数学学习过程中所表现的计算思维总体水平不高,且具有显著的性别差异,男生的计算思维表现要高于女生。第二,高中生在数学学习中的计算思维表现与其数学学习成绩在一定程度上呈现出正相关关系,一般情况下,学生的计算思维水平越高,可能其数学学习成绩就越好,但并不绝对。第三,相比于传统教学而言,融入计算思维的高中数学教学模式具有更好的教学效果,学生的数学成绩表现相对更高,而且在一定程度上学生的计算思维得到提升。总之,本文所构建的融入计算思维的高中数学教学模式具有一定的参考价值和实践意义;当然,由于笔者自身教学条件的限制,在教学实践部分仅对两个平行班开展了三周的教学对比实验,在教学范围周期等方面有待后续优化。
关键词：计算思维;高中数学;教学模式;教学效果
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究内容
1.3 研究意义
1.4 研究方法
1.5 研究框架
第2章 文献综述与理论基础
2.1 计算思维的研究进展
2.1.1 国外计算思维的研究进展
2.1.2 国内计算思维的研究进展
2.1.3 关于计算思维的研究评述
2.2 计算思维与数学思维、数学运算的概念区分
2.2.1 计算思维的概念界定
2.2.2 计算思维与数学思维的关系
2.2.3 计算思维与数学运算的关系
2.3 融入计算思维的高中数学教学的理论基础
2.3.1 班杜拉的观察学习理论
2.3.2 杜威教学理论
2.3.3 建构主义学习理论
2.4 本章小结
第3章 高中生数学计算思维水平的现状调查研究
3.1 高中生数学计算思维的现状调查研究设计
3.1.1 研究目的
3.1.2 研究对象
3.1.3 研究内容
3.1.4 研究工具
3.1.5 调查问卷的编制及计分方法
3.2 高中生数学计算思维的现状调查的数据分析
3.2.1 信效度分析
3.2.2 描述性分析
3.2.3 差异性分析
3.2.4 相关性分析
3.3 高中生数学计算思维现状调查的结果分析
第4章 融入计算思维的高中数学教学的模式构建
4.1 融入计算思维的高中数学教学理念
4.2 融入计算思维的高中数学教学原则
4.3 融入计算思维的高中数学教学流程
4.3.1 数学问题的发现与提出
4.3.2 数学问题的分析与解决
4.3.3 数学问题的反思与总结
第5章 融入计算思维的高中数学教学模式的实践研究
5.1 基于融入计算思维的高中数学教学模式的教学案例
5.1.1 关于《不等关系与不等式》的教学案例
5.1.2 关于《基本不等式》的教学案例
5.1.3 关于《一元二次不等式的解法》的教学案例
5.2 基于融入计算思维的高中数学教学模式的教学实验
5.2.1 实验目的及对象
5.2.2 实施过程
5.2.3 实验结果及成效分析
第6章 结论与反思
6.1 研究结论
6.2 研究反思
6.2.1 研究的创新之处
6.2.2 研究的不足之处
6.2.3 对未来研究的展望
参考文献
致谢