本文是一篇计算机论文范文，本研究是在对编程教育现状进行分析的基础之上，利用不插电的学习活动，培养学生的计算思维。通过建构小学编程教育中不插电活动的流程，研发了不插电的活动案例进行课堂实践，并且取得了良好的学习效果。
第一章绪论
第一节研究背景
一、儿童编程教育成为智能教育的新内容
2017年7月8日国务院公开发布了《新一代人工智能发展规划》，该规划中明确提出人工智能将成为引领世界的新热点，强调全民应该开展智能教育，提出要“广泛开展与人工智能有关的活动，在中小学阶段设立与人工智能课程，将编程教育推广到位”①，对一些教学软件和编程游戏的开发持积极鼓励的态度，并且国内外现在将目光放得更长远，鼓励孩子从小开始接触编程知识，将编程教育正式引入学生的学习生活中。2020年11月6日，教育部对《关于稳步推动编程教育纳入我国基础教育体系，着力培养数字化人才的提案》进行了回复，答复函中提出在中小学正式开展编程教学，以增进学生的信息意识、发展其计算思维、提高数字学习与创新的能力以及树立正确的社会价值观和责任感②。在快速发展的人工智能时代，作为新时代的未来儿童，不仅要学习基础的数学、物理以及工程等学科知识，还要掌握计算机的基本运行过程，社会的需求与教育的供给不断进行结构性改革和调整，儿童编程教育已经成为智能教育领域面向未来社会、追求科学发展的新内容③。各国政府都在积极开展智能教育，在中小学课程中开展编程教学，教师应该对儿童编程教学的活动形式进行多样性的探索，将有助于学生更好的掌握编程知识，真正做到未来人工智能时代的新生儿。许多国家已经将编程作为一门必修课程，例如英国已经开始在小学接触编程教学，这一做法为未来的智能教育导向奠定了基础。
二、不插电活动成为计算思维培养的新途径
2006年，美国卡梅隆大学的周以真教授提出：计算思维是一种适合人类普遍技能，我们每个人都应该热衷于它的学习和应用，从此计算思维成为极具影响力的概念并得到了国内外各个国家的关注。计算思维体现为“按具体流程考虑问题并将其解决”，是描述我们解决具体问题的一种过程性思维。计算思维与计算机科学相连相通，与算法思维和编程思维在本质上是一脉相通又是相互促进的关系，即通过流程化的学习方式，来提高学生的思维能力。纵观国内外关于学生核心素养的构成，计算思维已经成为重要的组成部分。国内学者也展开了关于计算思维培养的实证研究，但在不插电活动的设计实施方面，国外是站在研究前沿的。
第二节问题提出
在人工智能快速发展的今天，编程教育已经正式纳入中小学课程，国内已经有学校设计开发了基于编程的课程，以便在学习过程中逐步提高学生的计算思维能力。尽管计算机编程学习对计算思维的培养有积极效果，但在实际教学活动中仍存在许多不足。例如，编程教学对计算机相关硬件设备要求较高，硬件资源无法满足学生使用的需求；同时，有些老师的教学方法单一化和机械化，导致学生对编程学习的积极性不高。而且，小学阶段的学生对编程是处于认知水平阶段，学生的思维状态比较发散，需要教师来引导，因此可以将不插电活动作为小学编程的启蒙教育，以不插电活动的方式培养学生的计算思维，为后续开展插电的编程教学提供良好的基础。
小学编程教育中的不插电活动是在上机活动之前提供无设备活动，用有形的材料和娱乐化活动来培养他们的编程能力，例如通过拼图、卡片等有形材料培养计算思维，以乐高、积木和序列故事培养动手能力，通过提供词汇构建歌曲、通过卡片引导游戏和井字游戏，在视觉和语言上向学生介绍必要的编程语言等。在小学编程教育中通过不插电活动让学生创造出属于自己的项目小游戏，培养学生的创新、创造思维，提高学生的问题解决能力，提升少儿编程的培养效果。那么小学编程教育中不插电活动应该如何设计？不插电活动应该如何应用？不插电活动有什么样的教学效果？这就成为了本研究需要解决的问题。
第二章概念界定与理论基础
第一节概念界定
一、编程教育
编程简单来说就是编写代码程序，是计算机专业的一定术语，就是让计算机通过编写代码来解决某个需要解决的具体问题，将具体问题以计算机可以理解的形式传达给计算机，使得计算机能够根据具体的指令进行运算，最终去完成特定任务，确切来说编程就是计算机和人类进行语言交流的一种特定语言。当编程与“编程教育”这个概念相联系时，它已经不是计算机科学专业的相关名词，而其中应该包含教育的概念，编程教育是计算机教育的一个分支，它能够帮助学生理解抽象的计算机概念，是培养学生计算思维发展的有效途径，教授给学生与编程相关的基本知识技能，帮助学生学会构建编程思维，培养学生编程能力的一般过程。
进入人工智能时代，编程教育作为培养学生数字技术手段、计算思维的一种重要方式，成为教育改革与深耕的发力点①。2017年国务院公开发布《新一代人工智能发展规划》，该规划中明确提出人工智能已经成为国际研究的新热点，应逐步开展全民智能教育，在中小学阶段开设与人工智能相关的课程、逐步推进编程教学②。编程教学不是一定要用计算机编写代码，也不是像高等教育那样学习代码来编制一定的程序。小学阶段的编程是以学生发展理论为基础，制定贴合学生生活、符合学生思维方式、认知方式并能培养学生思维能力的课程活动③；利用所学知识设计一些培养学生思维能力的编程活动，例如游戏设计，通过游戏设计的过程培养学生的计算思维和创新能力。
第二节理论基础
一、活动理论
活动理论本身最早属于古典哲学的范畴，该理论经历了三代理论体系的发展，即以维果斯基的中间思想为代表的第一代活动理论体系、以列昂捷夫的活动等级为代表的第二代活动理论体系以及以恩格斯托姆的活动模型理论为代表的第三代活动理论体系①。其中恩格斯托姆把活动细分为六个要素，三个核心要素：主体、客体和共同体；三个次要素：中介工具、活动规则和活动分工，如图2-1所示，这六个要素相互关联、相互影响，并且指明主体在活动实践中起重要作用，可以促进师生、生生之间的协作关系。
在活动设计中，活动主体是整个活动的主动执行者，在小学编程教育不插电活动中通常是指学生个体，教师虽然参与整个活动过程，但教师只是作为学生学习过程的引导者，帮助学生实现一定的学习目标。活动客体是主体所要操作的对象，在小学编程教育不插电活动中指具体的活动学习内容，不仅仅是书面上的知识，还有能力的提升。活动共同体则是活动过程中主客体的总和，在小学编程教育不插电活动中共同体是整个班级群体以及具体的学习小组，这一点也与建构主义学习理论中学习者可以通过协作学习进行知识建构相结合。中介工具是指在活动过程中所需要的活动环境、活动资源以及学习工具的总和，在不插电活动中工具可以是学生本身的亲身体验，或者是具体的实物学习工具。活动规则是指在活动开展过程中，师生之间需要遵守的各种行为准则、学习规则以及活动策略等，在不插电活动中规则是指教师为确保不插电活动的有效开展而制定的相关要求、具体评价标准。
第三章小学编程教育中不插电活动的设计.................................21
第一节不插电活动的设计原则.............................21
一、科学性原则.........................................21
二、趣味性原则........................................22
第四章小学编程教育中不插电活动的设计实践....................................34
第一节行动研究概述.....................................34
一、总体规划.............................................34
二、研究对象............................................36
第五章总结与展望........................................80
第一节研究结论..........................................80
第二节创新点与不足...................................81
第四章小学编程教育中不插电活动的设计实践
第一节行动研究概述
本研究在小学编程教育不插电活动的实施过程中采用的研究方法是行动研究，行动研究的特点是“为行动而研究、在行动中研究、由行动者研究”①。以制定计划、活动实施、活动效果观察评价、活动反思与修正四个环节展开实施。如图4-1所示：
这四个环节是一个相互作用的流程。上一次研究结果中发现的问题是下一次研究的开始，由此循环②。“制定计划”是整个研究的开始，实施活动之前要对活动进行总体研究计划的准备以及资料的设计与搜集。“活动实施”是制定计划的具体实施过程，是研究者按照活动计划开展教学的活动过程。“活动观察”是研究者对整个活动开展过程的记录以及数据的收集，需要对行动的具体过程、学生的课堂表现以及行动的具体解决等进行观察。“反思修正”就是对该轮的数据和现象表现进行分析，对实践效果进行判断，对学生的行为表现进行分析，基于这些分析结果形成下一轮的具体行动计划。
第五章总结与展望
第一节研究结论
本研究通过分析国内外小学编程教育以及不插电活动的研究现状，以活动理论、建构主义学习理论、具身认知理论以及游戏化学习理论为理论基础，建构了小学编程教育中不插电活动的流程，该流程应该遵循科学性、趣味性、情境性、开放性、过程性以及发展性原则，要素包括学习者特征分析、活动目标、学习内容、活动任务、活动工具、活动策略、活动评价，活动流程应该遵循创设生活情境引出活动主题，展示基础作品发布活动任务，讲解不插电活动规则，小组具身体验相互协作交流，展示分享成果采取多元评价。在了解了实习单位三年级学生编程水平的基础上，利用不插电的活动形式设计了《移动轨迹绘制》、《小小舞蹈设计者》和《小蜜蜂采蜜》三个活动案例，在编程课堂中开展三轮行动研究，并且根据每一轮的活动实践反馈对活动流程进行反思与修正。这不仅为编程课程的开发提供了新的设计思路，同时也为开展编程教学的小学一线教师提供了可参考的活动实施流程。具体研究工作主要有以下内容：
（一）小学编程教育中不插电活动相关的理论梳理。通过对国内外编程教育研究现状的整理，总结了本研究的理论基础，为后续活动流程的构建以及不插电活动的设计与应用提供了基础。
（二）小学编程教育中不插电活动的流程设计。结合活动理论、建构主义学习理论、具身认知理论以及游戏化学习理论归纳出小学编程教育中不插电活动的基本要素，并在此基础上构建小学编程教育中不插电活动流程。
（三）小学编程教育中不插电活动的行动研究。不断解决教学实践中遇到的问题，修正完善小学编程教育中不插电活动流程设计。
参考文献（略）