毕业论文

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专 业： 教育学

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设计（论文）题目： 计算思维培养视角下的编程教育

课程设计与实践

20XX 年 10 月 18 日

I

摘 要

本研究旨在探讨计算思维培养视角下的编程教育课程设计与实践。首先，

通过分析研究背景和意义，明确编程教育在当代教育体系中的重要性以及计算

思维对培养学生解决问题能力的重要作用。接着，通过国内外文献的综述，梳

理当前编程教育研究的进展和挑战。研究方法上，采用理论与实践相结合的方

法，确保研究成果具有实用性和前瞻性。在理论基础部分，深入探讨计算思维

的概念、内涵及其在编程教育中的作用，并提出计算思维的培养目标和策略。

课程设计方面，从理念到内容框架，再到教学方法与评价体系的构建，形成一

套完整的编程教育课程体系。实践探索环节，则着重于实践教学环境的搭建、

活动案例的开发以及教学效果的评估，并对实践中遇到的问题和挑战进行分析。

最终，研究得出一系列有助于提升编程教育质量和学生计算思维能力的教育策

略和建议。

关键词：计算思维；编程教育；课程设计；实践探索

II

目 录

摘 要............................................................I

一、引言............................................................1

二、计算思维培养的理论基础..........................................1

（一） 计算思维的概念与内涵.........................................1

（二） 计算思维在编程教育中的作用...................................2

（三） 计算思维的培养目标与策略.....................................2

三、编程教育课程设计................................................3

（一） 课程设计理念.................................................3

（二） 课程内容框架.................................................3

（三） 教学方法与手段...............................................4

（四） 课程评价体系构建.............................................4

四、编程教育的实践探索..............................................5

（一） 实践教学环境搭建.............................................5

（二） 实践活动案例开发.............................................5

（三） 实践教学效果评估.............................................6

（四） 问题与挑战分析...............................................6

五、结论............................................................7

参考文献............................................................8

致 谢..............................................................9

1

一、引言

随着信息技术的迅猛进步，计算机科学已融入现代社会的各个角落。在此

背景下，计算思维作为解决复杂问题的一种重要方法，逐渐受到重视。它不仅

能够帮助人们更深入地理解问题本质，还能提升创新与实际操作能力。因此，

将计算思维纳入编程教育，并着力培养学生这一能力，已成为当今教育界面临

的关键任务。尽管计算思维的培养对于编程教育至关重要，但在我国的教育实

践中仍存在诸多挑战。教师们在教学中往往过分强调知识传授，而忽略了计算

思维能力的培育；同时，现有编程课程设计 普遍缺乏 对计算思维培养的系 统 性

考 虑 和实践机会。这 些 问题的存在不仅 削弱 了编程教育的成效，还 限制 了学生

综合 素 养的提升。 鉴 于此，本文致力于探索在编程教育中有效培养计算思维的

方法，以 期 对我国编程教育质量的提升提 供 有价 值 的 见 解和策略。计算思维的

培养对编程教育至关重要，它不仅提升学生对编程基础的理解与 掌握 ，而 且增

强了解决问题的能力。这种思维方 式鼓励 学生从不同角 度审 视问题， 激 发创新

思维，进而提升实践技能。通过培养计算思维，学生能够发展出 严密 的 逻辑 思

维和 批判 性思考，这对 他 们的个人成 长 和 未来职业道路都极 具价 值 。在理论 层

面，研究计算思维的培养有助于深 化 我们对编程教育 核心 目标和本质的 认 识，

为教育 改革 提 供 理论 支持 。这 促使 我们从 全 新视角 审 视编程教育， 认 识到其在

培养学生综合能力方面的重要作用。因此，将计算思维融入编程教育不仅对学

生当前的学 习 有 益 ， 也 为编程教育的 长远 发展 奠定 了 坚 实的基础。

二、计算思维培养的理论基础

（一） 计算思维的概念与内涵

计算思维作为一种 跨 学科的思考方 式 ， 源自 计算机科学，并在多个 领域 得

到 广泛应 用。这一思维方 式 强调 逻辑 性、 抽象 性和算法 化 ，旨在通过明确问题、

抽象化 、算法设计和评价结果 等 步 骤来高 效地解决问题。其 核心 内容涵 盖抽象

化 、分解、 模式 识 别 、算法设计和评估与调 试等 关键 元素 。 抽象化是 提 取 问题

的关键要 素 并忽略 次 要 细 节的过程，有助于更 清晰 地理解问题本质。而分解技

巧 则将复杂问题 简化 成 小模块 ， 便 于逐一 攻克 。 模式 识 别 能力 允许 我们从 海 量

数据 中发现 规律 ，从而 揭示潜 在的 模式 。算法设计 涉 及 制定 一套 清晰 的、 可 操

作的步 骤 ，用于解决 特定 问题。最 后 ，评估和调 试 环节确保我们不 断优化 解决

方案，确保其有效性和 准 确性。在编程教育中，计算思维的培育至关重要。它

不仅帮助学生深入理解编程基础，提升编程技能，而 且锻炼 了 他 们的创新和问

题解决能力。通过将计算思维融入课程，学生能够更 加 系 统 地 掌握如何 分析问

题、设计解决方案，以及评估结果的方法论。这种能力的培养， 无疑 将对 他 们

在 未来职场 上的 竞争 力和 适应 力 产 生 积极影响 。

（二） 计算思维在编程教育中的作用

计算思维在编程教育中的重要性不言而 喻 。这一思维方 式 不仅帮助学生深

入理解编程的本质，而 且促 进了 他 们解决实际问题能力的提升。通过编程，学

生学会了将现实 世 界的问题 转化 为计算机 可 以理解和 执 行的 指令 ，这一过程 涉

及了 抽象化 、分解和 模式 识 别等 关键技能。这 些 技能的 训练 ， 使 学生能够更 清