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1.1影响认知结构的根本因素是计算思维
学习迁移的目标是处理问题、解决问题能力的培养。计算思维强调的是问题模型化的能力,将问题逐步分解抽象成计算机能够自动处理的能力。计算思维是信息时代人们学习的基本素质,是应用计算机技术解决问题的客观思维模式。人们运用计算机来解决问题是对人类活动过程的抽象模拟。人类往往是先提出问题、明确问题,然后提出假设、检验假设。而计算机解决问题则是从具体的问题抽象出一个适当的数学模型,设计算法,然后编码执行,验证结果。计算思维能力要求学生具有层次抽象的能力以及层次细化的能力,这决定着学生在信息领域发展的空间和深入的程度。
1.2计算机硬件学习过程的
3个阶段计算机是由硬件、软件系统构成的复杂数字系统。硬件教学的目标在于数字系统的设计。EDA(elec-tronicdesignautomation,电子设计自动化)技术将传统的手工布线式电子电路设计方式改为计算机自动地完成。设计者完全从系统布局、器件连接布线、调试与仿真等工作中解放出来,工作重心集中在设计上,即从系统分析、算法、协议等开始利用设计数字系统,具有可以通过软件编程对硬件结构和工作方式进行重构特点的可编程逻辑器件,使得硬件的设计就像软件设计一样便捷。在虚拟仿真实验环境中,如果没有器件管脚、信号、布线、电路图等基本概念就直接面对EDA设计数字系统,也会由于理论与实践的跨度太大而无从下手,难以应付,根本谈不到理论的应用,更谈不到对学科的认知。依据教育部计算机教指委制定的专业指导规范,IEEE-CS及ACM指导计划,硬件课程设置包括“数字逻辑与数字系统”、“计算机组成”、“汇编语言程序设计”、“计算机接口技术”、“计算机维护”、“计算机体系结构”。要求结合数字电路的发展史,遵从循序渐进、逐步深入的原则,将3个学期要求的能力培养目标按抽象化程度分成3个阶段实现,依次是:要求学生掌握数字系统的电路原理图设计;利用可编程逻辑器件软件化设计;利用集成芯片实现设备扩展。这3个阶段分别对应数字系统设计的3种方法,虽各有特点但互不冲突,原理图非常直观,便于学生建立硬件系统的感官认识和体系模型,有利于组件式软件技术开发的转型。
2基于学习迁移的计算机硬件教学改革
计算机硬件教学要求学生利用软件技术设计出能运行自己系统的计算机。这个任务要求学生自主完成,通过学习迁移,激发学生的潜能。学生自主完成学习的迁移,需要对计算机硬件教学进行改革
2.1以学生“计算思维”为核心的教学体系构建
计算思维强调的是计算模型的抽象以及计算过程的自动化,因此,硬件的“计算思维”也就体现在问题求解的部件及计算模型建立和自动处理序列的实现。这种能力的迁移离不开科学的教学体系支持,离不开教学过程诸要素,也离不开知识结构、教学内容、教学方法、教学过程设计和教学效果评价的有机结合。第一,授课前,细化课程间的教学脉络,抽象出技术应用模型、问题求解可计算性模型和规范化的方法论,突出教学层次性,修订了教学大纲、教学内容和实践环节。第二,授课中,规范课堂教学中选用的例子,将抽取的数字系统设计与分析的方法融入每一个实例,有意地训练学生硬件级进行问题描述、设计算法、评价结果的能力。实验教学中,开发实验素材采取验证性与设计性实验并举的教学模式。验证性实验引导学生掌握基本原理和基本技能,熟悉开发工具;设计性实验以项目驱动模式要求学生通过阅读文献,自己设计选题,写出设计方案,编写具体代码,自己调试并解释运行结果。第三,考核中,实验与综合题目相结合,考查学生的应用能力。
2.2以学生为中心的教学方法的改革
以学习迁移理论为指导,学生的学习过程是一个积极主动、自我迁移的过程。在教师的教授和学生的学习过程中,让学生做课堂的主人,积极参与知识传授的过程和学习迁移的过程,培养学生的自我学习能力,有助于学生掌握知识点,进行正确的迁移。
2.3注重实践教学
学习的目的在于应用,是把学习的知识、技能迁移到新的情境中解决问题,计算机硬件课程要求学生将课堂所学的理论、技能迁移到实际系统的研发中,达到学以致用的目标。以数字逻辑课程设计为例,首先,选取的题目全部来自现实生活,如多功能计算器、交通灯控制器、空调控制器、洗衣机控制器、自动售货机、电梯控制器等。其次,明确要求底层用硬件描述语言实现,顶层采用原理图实现。第三,指导教师督促学生按照软件工程的思想规范化地开展工作,从需求分析、功能模块划分开始明确任务、解决步骤、部件设计、原理图设计和成果验收。最后,学生撰写实验报告。
2.4构建多元化的教学评价体系
学生学习效果一方面来自实验的成功,另一方面来自教师客观、积极、肯定的评价。鼓励学生去挖掘自身的潜力、克服学习的困难是教学的首要基本点。科学的评价机制在客观评价学生能力的同时应鼓励学生的学习热情。教学中,采取理论考试、实验报告、科技作品等相结合的多元化教学评价策略,同时融入形成性评价并及时反馈给学生,通过学习态势的感知进行学习调整。
2.5鼓励学生积极参加第二课堂
第一课堂是基础知识的积累,第二课堂是基础知识的拓展与运用。计算机硬件的学习应当把课堂知识迁移到各种技能竞赛、作品设计等活动中,依托第二课堂的活动,为学生的技能展示提供一个平台,学以致用,用以创新。只有让学生将所学知识用于实践,才能达到学习迁移的目的。
3结束语
分层教学就是教师根据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体并区别对待,这些群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高。
二、实施计算机分层教学的必要性
首先,学生来源地域的差异是实施分层教学的客观要求。我们的学生来自全国各地,有城市有乡村。由于各地区提供的信息技术运用环境和信息技术教育的教学水平有显著的差异,故造成学生的信息素养有一定层次的不同,所以,我们在计算机教学中有必要按学生的知识水平分成不同的层次。其次,学生学习计算机知识的环境不同(条件不同)。也就是有的学生有自己的计算机,有的没有。原因单纯,但对计算机的学习和教学影响却很大。
三、计算机分层教学的原则
根据学生的计算机知识和能力水平,分成不同的层次,确定不同的教学目标,运用分组、案例等教学策略,辅以不同的训练、考核和辅导,借助学生各层本身的力量促进每一层次的学生都得到最好的发展。
四、计算机分层次、分组教学的模式
1.分层目标教学模式。保留行政班,但在实际教学中,根据学生的计算机知识和能力水平,确定不同层次的教学目标,进行不同层次的教学、考核和辅导。首先,学生根据自身的能力决定其学习层次,然后根据努力的情况及后续学习的现状,再进行阶段的调整,给学生自主选择权。再配合“分层测试评价”体系,“分层测试评价”体系,是在承认学生有差异的前提下,对学生进行多层面的、激励性评价,对每层次学生的进步给与相应的肯定和鼓励。实施这一评价手段,对较低层次测试应当重在计算机基本操作及应用检测,较高层次的学生则侧重于计算机应用开发能力的检测。
2.分组互助、分层互动学习模式
“分组互动”既是学习模式,也是课堂教学的一种策略或方法。“分组”是在分层过程的基础上,教师通过调查、摸底考试、提问和交流,进一步掌握班级内每个学生的学习态度、知识水平,将学生按高、中、低层次均衡组合,形成一个个学习小组。利用小组成员之间的合作和互帮互学形式,充分发挥学生之间、师生之间的互动、激励,为每个学生创造发展的机会。有利于培养成员协调发展的精神。
五、计算机分层、分组教学的实施
1.计算机分层、分组教学学生分层:根据学生的计算机知识基础、智力水平和学习态度等,将学生大致分成三个层次:A基础扎实,接受能力强,学习自觉,成绩优秀;B知识基础和智力水平一般,学习比较自觉,有一定上进心,成绩中等;C计算机基础、智力水平较差,接受能力不强,学习积极性不高,成绩欠佳。
2.分层备课
在学生分层的基础上,根据教材和大纲要求,以及各层次学生的水平,对各层次的学生制定不同的教学目标,根据不同层次的教学目标,设计好教学内容,课堂提问,技能训练并注意层次和梯度。
3.分层授课
分层授课,采取“大班导学,小组议学,个别辅导”相结合的方针。根据备课要求,授课着眼于B层中等学生,实施中速推进,课后辅导兼顾A、C优差两头,努力为差生当堂达标创造条件。具体做法是:上课时合为主,分为辅;课后分为主,合为辅;实习则以小组为单位,对所选案例集体探讨、共同商议、合作互动做到对A层学生少讲多练,让他们独立学习,注重培养其综合运用知识的能力,提高其解题的技能技巧;对B层学生,则实行精讲精练,重视双基教学,注重课本上的范例和习题的处理,着重在掌握计算机基础知识和计算机基本技能上下功夫;对C层学生教学则要求低,坡度小,放低起点,浅讲多练,查漏补缺,弄懂基本概念,掌握必要的基础知识和基本技能。
4.分层训练
分层练习是分层施教的重要环节之一。为了提高课堂教学效率,教师要随时掌握学生的学习活动情况,及时帮助学生克服学习过程中的困难。因此,教师要通过学习实践对学生学习进行监督,发现问题,及时矫正。教师在设计实习或布置作业时要遵循“两部三层”的原则。“两部”是实习或作业分为必做题和选做题两部分:“三层”是指教师在处理练习时要具有三个层次:第一层次为知识的直接运用和基础练习,使全体的学生的必做题:第二层次为变式题或简单综合体,以B层学生能达到的水平为限;第三层次为综合题或探索性问题。第二、三两层次的题目为选做题,这样可使A层学生有练习的机会,B、C两层学生也有充分发展的余地,都能享受到成功的喜悦,因而提高学习的积极性。
5.分层辅导
学生训练时,要做好课堂巡视,及时反馈信息,加强A、B层次学生的辅导。对A层次的学生课后尽可能进行对面的辅导,积极组织C层次的学生开展第二课堂活动,通过开展知识讲座,开拓学生视野,丰富学生的数学知识。平时的课堂训练,难度稍低的练习课由C层次的学生帮助A层次的同学,通过生生之间的互动,促进不同层次的学生的进步。
6.分层评价
分层评价也是分层教学过程中的一个重要环节,基本做法相似于分层练习。它是根据学生的知识水平金额学习能力的差异,实施分层考核办法,测验时试卷设计为必做题和选做题两卷。必做题属检测达标的基本要求,选做题则属较高要求,为加分题。这种设计方法可使A层次学生有更多的成功机会,进而增强其学习的积极性和自信心,同时也可使B、C两层学生不易满足,激发起求知欲。
六、实施异步分层教学法的优势
1.有利于所有学生的提高
分层教学法的实施,避免了部分学生在课堂上完成作业后无所事事,同时,所有学生都体验到学有所成,增强自信心。
2.有利于课堂效率的提高
首先,教师事先针对各层学生设计了不同的教学目标与练习,使得处于不同层的学生都能“摘到桃子”,获得成功的喜悦,这极大地优化了教师与学生的关系,从而提高师生合作、交流的效率;其次,教师在备课时事先估计了在各层中可能出现的问题,并作了充分的准备,使得实际施教更有的放矢、目标明确、针对性强,增大了课堂教学的容量。总之,通过这一教学法,有利于提高课堂教学的质量和效率。
3.有利于教师全面能力的提升
通过有效地组织好对各层学生的教学,灵活地安排不同的层次策略,极大地锻炼了教师的组织调控与随机应变能力。分层教学本身引出的思考和学生在分层教学中提出来的拓展都有利于教师能力的全面提升。学生在认识计算机发展现状及认识自我的基础上,将自身的条件与阶段目标科学地联系在一起,更有利于计算机知识和能力的“因材施教”。
4.促进“个别化”学习能力的提高
“个别化”学习实际上是一种基于网络的“个别化”化教学,是设计适合各类学生的,又方便学生自主选择教学内容、教学目标、训练材料及考评资料等素材。学生利用网络进行循序渐进的分层学习,每达到一个目标就自动进入下一个知识模块。由于计算机数据库存储了大量的教学信息,学生在教师的指导下选择学习进度,都能得到相应的提高。锻炼和提高学生自主学习、信息获取能力。
5.充分发挥资源性的学习方式、教学方式。网络上有丰富的教学资源,为教师的教、学生的学提供极大的方便,充分挖掘教师和学生的潜力。教师和学生首先通过计算机和网络工具获取相应的信息,对教学内容进行及时有效的补充和改进,以便提高教学质量,优化教学过程。提高学生一定程度的信息工具运用技能,信息化教育的资源闲置时一种巨大浪费,设备到位,只是物质条件具备了真正管好、用好、发挥巨大效益,关键在人,关键在师资队伍的素质,掌握现代教育模式、现代学习模式,帮助学生建立良好的学习方法,高效的获取知识。
6.发挥案例教学、分组研讨教学法的优势,互助式教学,按照项目要求,层层推进的学习方式,提高学习效率,打通了障碍,提升了学习空间,相互研讨切磋
7.促进信息知识呈现方式、教学方式的教学评价实质性的转变,深化教育理论。
七、分层教学应该注意的问题
分层教学虽然有很多的优点,但对其工作的难度应当有充分的估计,且认真加以研究,寻找有效的对策。就目前实施的情况看,有以下一些问题:
1.分层教学要解决分层的原则与分层的办法
分层教学的目的是“因材施教”,要确定“材”的素质和水平。目前,我们对学员的分层主要依据新生摸底的结果,但测查的内容、难易的程度、考察的结果等,是否科学、客观,有没有参考价值,这是个重要的问题。其次,分层要考虑学员的“出口”与“进口”的对接,“低进高出”虽然是努力方向,但不能成为考核学校及教员的依据。分层要使不同水平、不同需求在发展中柔性衔接,使学员从分层开始,就有了信心、有了动力、有了希望。
2.分层教学的动态管理
动态管理是对传统教务管理的挑战,学员不是在班主任的监控、“保护”之下,任课教员有不能保证全员性管理,学员将需要一段时间的适应。在动态管理中,不稳定因素会增大,管理的范围会拓宽,这就要求管理者、任课教员,“教书育人”尽到责任。新的分层管理中加入了动态调控,将淘汰制变成了自我选择制。
3.分层教学使学员的思想负担和家长的疑虑
分层对学员的心理冲击表现为“自卑”,对家长来说“没面子”。可见,做好学员及家长的工作尤为重要,在分层教学的实验之前一定要客观地宣传其有利的一面,同时提醒学员或家长,做好顶住压力的思想准备。分层应以学员能否取得进步为得失的标准。
4.分层教学对教员提出了新的要求
分层教学下教员不能再“拿一个教案到底”,而要精心地设计课堂教学活动,针对不同档次的学员选择恰当的方法和手段,了解学员的实际要求,关心他们的进步,改革课堂教学模式,充分调动学员的学习主动性,创造良好的课堂教学氛围,形成成功的激励机制,确保每一个学员都有所进步。
5.实施分层后的评价方法
教员分别承担不同基础学员的教学任务,他们所接的班不同,达到的质量目标也应不同。如何判定分层教学的工作质量和教学水平是一个大问题。
八、结束语
虽然分层教学也存在着这样或那样的问题,但它有着弥补班级授课制不足的天然特性,只要教育教学工作者认真研究分层教学,找出解决分层教学中出现的对策,就可以发挥两者优势,使分层教学在我愿转型时期做出最大的贡献。
〔1)初学者模式
本模式辅助初学者学习扬琴有关的基础音乐概念,他们可以学习扬琴的基础知识,如:音位排列、各调性、音名、节奏等等。我们通过一个非常简单而吸引人的模块设计,鼓励初学者与它进行互动,获得学习音乐的乐趣。同时可以通过鼠标或者键盘这种最简单的方法与软件界面进行交互,这样初学者仿佛拥有了一个扬琴。可以通过鼠标点击不同音符发出相应的声音,鼠标的光标形状就像是扬琴琴竹,当鼠标单击一下时,就显示琴竹应如何击打音符的动画效果。另外,当鼠标移过时,软件显示相应的位置及音符(高亮显示)。
(2)音符记忆模式
本模式主要是为学习扬琴不同调性的音位排列的各个音名的初学者准备的。同时可以被设计成一个互动的有趣的小游戏,提高扬琴认知的学习效率。首先进入记忆模式,在本模式中,他们可以看到一组逐个下落的音符卡片。点击每个卡片,初学者可以学习和记忆的音名、音符及音高。当鼠标点击卡片时,相应的音符、音位击弦点及音高会显示到扬琴上。然后进入训练模式,同样可以看到一组逐个下落的音符卡片。这组卡片与记忆模式卡片相反,它只显示音名,需要你在虚拟扬琴的界面去找到音符的相应的位置,随着难度的增加,出现音符的数量也依次增多,不同调性的不同音名也在不时的变化,在游戏中学会认知。这样对真实的扬琴学习就非常有利。
(3)视唱练耳模式
本模块帮助初学者提高扬琴音符的听力水平,通过有趣的游戏的方式来培养初学者试唱练耳模块。游戏开始后,随机播放一个扬琴的音符声音,学习者应尽快从音符卡中挑出相应的音符。根据用户答对的情况及答题速度,给予相应的分数。当学习者获得足够的分数时则进入下一关,难度也相应提高。例如第一部分练习单音符的听力,第二部分练习音程的听力等。答题过程中的错误情况和正确情况用直观的方式显示。例如答错时,红色卡片表示错误答案,绿色卡片表示正确答案。
(4)结语
1.1教师提问
教师在课程开始之前对学生进行一下整章知识的简介,告诉学生报表这这一章节主要的任务是什么,应该学习哪些内容,接着根据教学内容提出问题,比如报表这一章,前两节的内容是关于报表基本知识的介绍,包括报表的功能,报表的组成,报表的种类,报表的视图,以及如何创建报表.那么我们就可以结合这些内容提出综合性的问题,这些问题要包含这些内容,使得学生通过对问题的学习掌握这两节的知识.问题如下:
(1)采用自动创建报表的方式,以学生表为数据源创建纵栏式报表.
(2)利用报表向导,以学生表为数据源创建表格式报表,并且要求以专业为分组依据进行分组.
(3)以学生表为数据源,以柱形图显示出男女生人数的比例情况.
(4)以学生表为数据源,制作条形码标签,其中学号以标签形式打印显示.
(5)在设计视图中,以学生表为数据源,创建表格式报表.通过这些问题的学习,学生可以掌握五种创建报表的方法,并且学生可以认识报表的种类,如何采用合适的创建报表的方法创建不同种类的报表.在问题2中,通过分组,可以完整的认识报表的组成,创建好报表之后直接进入报表的打印视图,而要修改报表的话需要在设计视图中完成,这样学生也就掌握了报表的视图的用处.在这个环节中,如果教师在前一节课的结束时提出问题,学生带着问题在课外进行学习的话,效果就更好,可以节约课程的时间,课程开始时直接进入第二个环节,大大提高课堂的利用率.
1.2学生回答
在此环节中,学生作为主体参与者进行回答问题,在找学生进行回答问题的时候,要提前对学生有所了解,哪些学生基础好,哪些学生比较差,根据题目的难度,分别找相应的学生回答,这样通过学生的做题情况,可以了解大部分学生的掌握程度.然后教师在学生回答的过程中要关注学生的做题熟练程度和学生做题的操作过程,在哪一步越到问题,是否能解决,或者出现错误的时候,是什么原因引起的,这样在下一个环节中就可以进行分析讲解,并且根据学生的错误进行引导.
1.3教师讲解
在教师讲解这一环节,要根据学生的回答情况,了解学生的掌握情况,来重点讲解学生可能会遇到的问题,遇到什么样的问题,犯什么样的错误,怎么样避免这样的错误,如何进行修改.另外根据不同程度学生的掌握情况,分析大部分学生对知识的理解和掌握情况,要做到统筹兼顾,不仅让大部分学生掌握知识,而且让基础好的学生可以得到进一步的锻炼,可以达到自己分析解决问题或者是自己能够提出问题的程度.对于基础比较差的学生,要达到对基本知识的掌握.
2效果分析
通过本学期对access课程的教学方法改变之后,发现学生的自学能力得到了提高,学生可以自己提出问题,自己解决问题,在这个过程中,学生之间互相讨论,加强了合作关系.在最后的考核中,直接给学生一个实际的问题,例如医院病床管理系统的开发.从需求分析,实体之间的关系,数据表的建立,需要的查询,建立窗体,打印报表等,所有问题的解决均有学生自己完成,这个过程中,要求学生能够根据实际问题进行分析,提出问题,进行分析,彼此之间进行讨论,验证,把自己同时作为客户和开发者来考虑.
3教法评论
(1)转换信息指个体运用计算机转换信息呈现方式,以使其清晰呈献给特定观众群体和符合特定目的的能力,如用图表呈现系列数据、用动画图片来阐明系列事件等。
(2)创造信息指个体运用计算机设计和生产信息产品,以满足特定目的和特定观众群体需求的能力,如运用简单的图画程序设计生日贺卡、设计与制作报告解释历史事件的关键组成部分等。
(3)分享信息指个体对计算机如何及可能被使用的理解,以及个体运用计算机与他人通讯和交换信息的能力,如运用软件传播信息(如通过邮件发送文件)、创造或修改信息以使其适合特定人群或目的。
(4)安全和妥善的运用信息指个体从信息者及消费者角度出发,对信息通讯法律及道德维度问题理解的能力,如了解给定密码的强度、了解保护个人信息的方式、了解个人信息暴露的后果等。制造与交换信息强调地是个体对信息转换、创造、分享及安全使用的能力,属于较高级智能,是计算机与信息素养的高级组成部分。
二、计算机与信息素养国际测评设计
ICILS2013于2010年6月启动,2011-2012年开发测评工具并进行试测,2013年正式测评,2014年底分析数据与研究报告,2015年数据库及技术报告,历时5年。据统计,此次共有21个国家和地区参与了测评,分别为阿根廷(布宜诺斯艾利斯)、澳大利亚、加拿大(纽芬兰—拉布拉多省、安大略省)、智利、克罗地亚、捷克、丹麦、德国、中国香港、韩国、立陶宛、荷兰、挪威、波兰、俄罗斯联邦、斯洛伐克、斯洛文尼亚、瑞士、泰国、土耳其。参与测评的费用为每年15000美元或15000欧元,欧洲国家参与测评的经费由欧洲委员会教育与文化部(EuropeanCommission'sDirectorateGeneralforEducationandCulture)支付。
(一)测评对象
对中小学生身心发展成熟度、稳定性及是否有升学压力等因素进行综合考虑,选取年龄达到13.5岁的八年级学生为测评对象。由于入学年龄及教育体制的差异,挪威选取的是九年级学生。共有来自21个国家和地区3300所学校的6万名中学生、3万5千名教师以及若干教育技术人员、校长、研究人员等参与了此次测评。
(二)研究问题
本研究目的在于探究学生形成与发展该素养的路径,明确素养形成过程中各影响因素作用的大小,同时通过大规模跨国比较,寻找各国内部及各国之间可能存在的异同,具体的研究问题如下。第一,学生的计算机与信息素养在国家内部、国家之间存在何种差异?第二,学校与教育体系哪些方面与学生的计算机与信息素养成就存在相关关系?如学生接受计算机与信息素养教育的一般路径、与计算机与信息素养有关的学校及教学实践活动、教师对待计算机的态度及使用计算机的熟练程度、学校里接触信息通讯技术的路径、教师的专业发展及校内开展计算机与信息素养教育的项目等。第三,学生的背景、接触电脑的路径、对电脑操作的熟悉度、操作电脑的熟练度(自评)等特征是如何影响学生的计算机与信息素养成就的?如以上这些特征在国家之间及国家内部存在何种差异、计算机与信息素养的测评结果与学生自己报告的熟练度之间存在何种相关、这种相关程度在不同国家及不同的学生群体之间是否存在差异等。第四,学生的个人及社会背景(如性别、社会经济地位、语言背景)的哪些方面以及对电脑的熟悉程度与计算机与信息素养存在相关关系[10]?
(三)研究方法
此次测评主要采取了问卷调查法、背景调查法、文献分析法、统计分析法等多种类型的研究方法,从学生个体、学生家庭、班级/学校、宏观社区及国家、超国家及国际等层面对影响学生计算机与信息素养的各类因素进行了整体把握。
(四)测评内容及评价
对学生的计算机与信息素养测评通过计算机实现,测评题库由四个模块(课后活动、学校乐团竞赛、呼吸运动及其原理、学校远足活动)组成,每个模块的完成时间是30分钟,学生只需完成随机抽取的两个测评模块,耗时60分钟。每个模块由十个左右的小任务与一个大任务组成,每个小任务需1分钟时间完成,大任务需15-20分钟完成。具体而言,测评内容根据计算机与信息素养的内涵、结构设计而成,以模块任务的方式呈现。从任务考察的内容和任务呈现方式角度出发,可以划分为信息反馈型任务、技能型任务、创作型任务,每个模块都包含以上三种类型的任务。
(1)信息反馈型任务考察的是学生对给定信息的管理能力,主要以多选、简答的形式呈现;
(2)技能型任务考察的是学生对计算机指令的简单或复杂操作能力,如复制、粘贴、打开或保存文件;
(3)创作型任务考察的是学生对信息进行转换、加工的能力,如制作电子海报、制作网站等。以“课后活动”模块为例,该模块包含十一个小任务与一个大任务。其中信息反馈型任务有六个,如回答给定的邮件抄送对象是谁,在网络上暴露哪些个人信息最为危险,如何判断网络钓鱼邮件,在网络上公开个人邮箱的可能后果等;涉及计算机与信息素养中收集与管理信息的三个方面以及制造与交换信息中的安全与妥善运用信息。技能型任务有五个,如复制网站地址并对网站进行访问,收发电子邮件,打开新收到的电子邮件,打开邮件中给定的网站链接及所附的文件、修改文件阅读权限并分享给指定人员等;涉及收集与管理信息的三个方面及制造与交换信息中的分享信息。创作型任务为一个大任务,主要考察的是学生综合运用收集与管理信息以及制造与交换信息的能力,如根据给定的若干有关不同课后活动形式(瑜伽、远足、游泳等)的网站及材料,对信息进行评估、搜集、转换、创作,最终制作一份电子海报用于班级宣传。对小任务的评价主要是依据小任务的完成数量;对大任务的评价则较为复杂,不仅要考察完成的数量,也需要考察完成的质量,如海报制作需包含标题、课后活动的时间及地点、课后活动的规划、参加课后活动需准备的设备或服装等内容,同时也需要考察海报字体大小、图片选择、颜色选择、海报内容的适切度。测评小组根据项目反应理论(ItemResponseTheory,IRT)构建的测评模型,模型由若干个测评项目组成,每个测评项目对应一个或若干个任务,任务又按照题型、内容、难度及能力层次拟合成不同的模块。通过对学生任务完成的数量、质量、能力水平等进行综合评价,最终形成平均分为500,标准差为100的统计结果。结果分为五个等级,661分以上为等级4,达到该级表明学生具备高水平计算机与信息素养,能够批判性使用计算机和加工信息;577-661分为等级3,表明学生具备较高等级的素养,掌握了充足的有关计算机的知识与加工信息的能力;492-576分为等级2,表明学生具备中等水平的素养,掌握了基础性知识与能力;407-491分为等级1,表明学生具备基本水平的素养,对计算机与信息有基本了解;407分以下为等级1以下,表明学生不具备基本素养,对计算机使用与信息加工的能力有待提升。
三、计算机与信息素养国际测评结果
ICILS2013测评结果对国家之间、国家内部学生表现进行了比较,同时也对影响学生计算机与信息素养的各层面因素进行了探讨,有效地回答了测评项目组提出的研究问题。
(一)各国(地区)学生整体表现
学生平均分最高的国家分别是捷克、加拿大安省、澳大利亚、丹麦等国;学生得分前5%和最低5%之间平均差最小的分别为捷克、丹麦、斯洛文尼亚、挪威等;学生总体表现水平最好的分别为韩国、澳大利亚、波兰、捷克等国。泰国、土耳其两国在以上几个方面的表现均远远低于其他参评国家。
1.各国(地区)之间中学生计算机与信息素养均分存在较大差异参与测评的21个国家和地区的中学生在计算机与信息素养方面所得平均分为361-553分,均分在500以上的有16个国家和地区,捷克为最高均分553,其次分别为加拿大安省、澳大利亚、丹麦、波兰、挪威、韩国、荷兰、瑞士、加拿大纽省、德国、斯洛伐克、俄罗斯、克罗地亚、斯洛文尼亚、中国香港;400-500分之间的有三个国家和地区,分别为立陶宛(494)、智利(487)、阿根廷布宜诺斯艾利斯(450);低于400分的有泰国(373)、土耳其(361)。总计有16个国家和地区处于平均线(500)以上,表明绝大部分国家中学生计算机与信息素养得分都处于合格线以上。仅有5个国家和地区处于平均线以下,且均分跨越等级2、等级1以及等级1以下三个分数等级,说明各国和地区中学生计算机与信息素养平均分分布范围较广,表明各国和地区中学生在该领域的素养均分差异较大,最高分与最低分相差192分,几乎跨越两个标准差。其中尤其以泰国、土耳其中学生得分整体偏低,与其他国家和地区中学生得分差异较大。从洲别上来说,参评的欧洲国家中以土耳其为最低,亚洲以泰国最低,南美洲以阿根廷最低,北美洲和大洋洲国家均为500分以上。
2.各国(地区)内中学生计算机与信息素养得分也存在较大差异参与测评国家(地区)表现前5%和表现最低5%的学生得分的平均差是258,其中,平均差低于平均的有捷克(203)、丹麦(225)、斯洛文尼亚、挪威、瑞士、加拿大等10个国家和地区,平均差高于平均的有十一个国家和地区,如韩国、斯洛伐克、智利等,超过300的有中国香港(310)、阿根廷(312)、泰国(316)、土耳其(328)。各国(地区)前5%和后5%学生得分平均差越高,说明各国(地区)内部学生群体计算机与信息素养得分的数据分布离散度越大,学生群体之间的水平差异也就越明显,两级分化现象越为严重,在一定程度上凸显教育质量与教育公平问题。在各国(地区)学生得分等级方面,参评国家(地区)学生在总体上以等级2及以上居多,总共81%的学生达到了等级2及以上水平。如韩国、澳大利亚、波兰、捷克、挪威、加拿大安省等学生水平在等级2及以上的学生比重要大于等级2以下学生比重,斯洛伐克、俄罗斯、克罗地亚、德国等国学生大部分达到了等级1及其以上水平,而泰国和土耳其学生最高得分为等级2,87%和91%的学生为等级1及以下水平。因此,泰国和土耳其的学生在计算机与信息素养水平方面的总体表现要远远低于其他参评国家和地区。
3.各国学生得分受各国信息通讯技术发展状况影响各国学生的得分与各国信息通讯技术发展状况之间有较大的相关关系,具体表现在信息化发展指数(ICTDevelopmentIndex,IDI)和学生与电脑数量比重方面。结果表明,各国学生得分与IDI之间的皮尔逊相关系数为0.82(指数越接近1,表明正相关度越大),表明各国学生得分与本国IDI存在非常密切的正相关关系,即该国IDI越高,学生的得分也就越高。而在得分与学生/电脑比重方面,相关系数指数为-0.70,表明学生得分与学生/电脑比重之间存在较为密切的负相关关系,即该国学生/电脑比重越高,学生得分倾向于越低。
(二)学生个人及家庭背景对素养得分的影响
学生性别及家庭社会经济地位对素养得分影响较明显。
1.学生性别对素养得分影响较大参评国家和地区中女童平均分为509,男童为491,经检验,两组数据之间体现出显著性差异,表明女童整体表现要显著优于男童。
2.学生家庭背景对素养得分也有一定影响学生家庭背景主要指学生家庭的社会经济地位,这一变量主要体现为父母的受教育水平、职业、家庭素养资本(如藏书量、家庭电脑数量、是否有网络资源等)等指标,以上变量与学生素养得分之间的关系是当以上变量所处的水平越高,则变量与学生素养得分之间的关系就越显著。也就是说,学生家庭背景对学生得分有较大影响,而这种影响随着学生家庭背景的提升而不断增大。
(三)学生参与信息通讯技术对得分的影响
参与包含学生的行为参与和情感参与,行为参与指学生如何使用信息通讯技术及其使用频率;情感参与指学生对信息通讯技术的感知及态度。行为参与包含使用计算机的年限、频率等。情感参与包含学生使用信息通讯技术的自我效能感、使用计算机的兴趣及乐意程度等。自我效能感指学生对完成各项计算机任务的态度,从任务难度出发,划分为基础自我效能感和高级自我效能感。
1.学生计算机使用年限对素养得分有显著影响参评国家学生使用计算机的平均年限为6年,且使用年限与学生得分之间有显著相关,使用年限每多一年,得分就提高约9分。
2.学生的基础自我效能感与素养得分有密切关联学生素养得分与学生的基础自我效能感关系密切,而与学生的高级自我效能感、使用计算机的兴趣及乐意程度之间的关联度较弱。出现这一现象的原因主要在于此次测评主要考察学生使用计算机完成各项任务的基础技能,如复制、粘贴、保存、绘画、写电子邮件等,而非编制程序等高级技能。在性别维度,女童的基础自我效能感较高,男童的高级自我效能感及使用计算机的兴趣与乐意程度较高。因此,此次测评女童的平均得分在整体上要高于男童。
(四)学校层面因素对学生素养的影响
学校对学生素养得分的影响主要体现在两个方面:一个是计算机与信息资源;一个是人力资源。前者主要指各学校拥有的计算机数量、学生/电脑数量比重、拥有的网络资源等,后者主要指学校的教育技术人员与教师资源。
1.计算机与信息资源与学生素养得分关联较大各学校的计算机与信息资源越丰富,如计算机数量充足、学生/电脑比重低、网络资源充足等,学生的素养得分倾向于越高。由此可见,学校的社会经济背景,即学校在计算机与信息设备建设方面可享有的各类社会经济资源,对学生素养得分影响较大。
2.农村学校学生/电脑比低于城市学校参评国家学生/电脑比平均为18,即学校学生数量与电脑数量的比重关系为18:1,其中城市学校为20,农村学校为,农村学校学生/电脑比在整体上低于城市学校。具体到各国,除了澳大利亚、智利之外,其余各国农村学校学生/电脑比均低于城市学校。出现这一现象的原因主要在于农村学校学生规模相对较小、国家农村教育信息化政策及投资倾斜等。
3.人力资源对学生素养的影响要大于计算机与信息资源计算机与信息资源相当于学生素养培养和提升的硬件资源,人力资源相当于软件资源,主要包含教师的信息通讯技术、教师可用的备课时间、学校的教师专业发展资源、合格的教育技术支持人员等内容。在确保硬件设备资源充足的前提下,软件资源对学生素养的形成与发展的影响较大。
(五)教学层面因素对学生素养的影响
教学层面的因素主要包含教师使用信息通讯技术的经验、教师对待信息通讯技术的态度、教师使用信息通讯技术的自我效能感、教师对培养学生计算机与信息素养的重视程度等内容。据统计,大部分参评国家的教师都具备丰富的信息通讯技术使用经验,对课堂教学过程中使用信息通讯技术的利处也有一定认识。同时,教师使用信息通讯技术的自我效能感越高,就越倾向于关注和强调学生计算机与信息素养的发展问题;此外,学校氛围,如支持教师使用信息通讯技术等,对教师强调学生计算机与信息素养的重视度也有积极影响。
四、总结与启示
通过对ICILS2013首次国际学生计算机与信息素养大规模测评的内涵、框架及结果进行深入研究,能为我国深刻认识学生计算机与信息素养的培养问题,以更好地迎接大数据时代的挑战,同时积极参与大数据时代提供借鉴。
(一)鼓励我国参与大型国际测评项目
根据ICILS2013研究结果,当前世界各国之间中学生计算机与信息素养水平表现不一,且我国仅有香港特别行政区的中学生参与了此次测评。由于我国内地教育体制与香港特别行政区的教育体制存在较大的差异,香港特别行政区的中学生在测评中的表现不能反映我国内地中学生计算机与信息素养的水平,所以当前无法得知我国中学生计算机与信息素养水平在国际上处于何种水平。自上个世纪90年代末期以来,在我国政府的大力支持下,我国教育信息化进程取得了许多重要成果,但从国际化维度出发,我国教育信息化进程仍有进一步改进的空间。为此,我国教育部等五部门于2014年11月了《构建利用信息化手段扩大优质资源覆盖面有效机制的实施方案》,指出要加快教育信息化走出去的步伐,积极参与国际教育信息化论坛、研究、活动等,分享经验和做法,提升我国教育信息化的国际地位和影响力。IEA此次构建的计算机与信息素养国际测评平台在一定程度上可以为我国推进教育信息化国际参与进程提供路径。此外,我国具备中学生参与大型国际测评项目(如PISA)的经验,可以为我国拓展国际测评项目参与范畴提供基础,以促进我国教育信息化国际地位和影响力的提升。
(二)开发本土化中学生计算机与信息素养监测工具
ICILS2013测评系统在一定程度上为国际组织及各国政府提供了一套中学生计算机与信息素养监测工具。IEA已经了明确的研究计划,在ICILS2013测评活动结束后,立即对已有工具进行更新,并启动ICILS2018,以实现对国际中学生计算机与信息素养水平的动态、连续性监测,为各国教育决策提供参考。我国国情不同于世界其他国家,IEA开发的测评工具也不能为我国直接所用,为了全面了解我国中学生计算机与信息素养的发展状况,我国可以综合考虑本国实际情况,借鉴已有中学生计算机与信息素养国际测评工具,尝试开发本土化的中学生计算机与信息素养监测工具,以实现中学生计算机与信息素养监测工具国际视野与本土实践的融合,同时把该监测工具纳入国家基础教育质量监测指标体系中,真正落实我国教育信息化的国家战略。
(三)整合信息化资源促进协同发展
ICILS2013结果表明,中学生计算机与信息素养的形成与发展受多层次、多方面因素的影响,如国家和地区政策导向、家庭社会经济地位、学校社会经济地位、学生个体性别、教师教学等。可见中学生计算机与信息素养的形成与发展不是单一因素作用的结果,而是多方因素共同作用的结果,且各因素对学生计算机与信息素养形成与发展所起的作用各不相同。为了提升中学生计算机与信息素养整体水平,缩小不同中学生群体素养水平的差异,避免数字鸿沟,以教育信息化促进教育均衡化发展,有必要整合以上各因素,通过强化各主体、各因素的相互合作,实现协同发展。如根据测评结果,国家和地区层面的政策导向对学生计算机与信息素养发展影响较大,尤其体现在国家教育信息化基础设施建设与信息化发展指数方面;家庭层面对学生素养水平的影响则主要体现在家庭的社会经济地位方面,如家庭拥有的电脑数量、可供使用的网络资源,父母教育水平及社区环境等;学生个体层面的影响因素有学生性别、学生计算机的使用年限等;学校层面的影响因素包含教育信息化基础设施与教育信息化人力资源等方面;教学层面的影响则体现在教师的计算机使用经验、对待现代通讯技术的态度、可供使用的专业发展资源等。只有通过有重点、针对性的整合信息化资源,才能充分发挥不同层面因素的不同作用,为中学生计算机与信息素养的形成与发展提供良好的保障机制。
(四)重视教育信息化教师队伍资源建设