GIS专业本科生计算思维能力调查与分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着信息技术的迅速发展以及21世纪技能运动的普及，社会对人才的培养提出了新的要求，计算思维在国内外受到了广泛的关注，国际教育协会认为计算思维是所有学生高中毕业时应该具备的基本技能，我国也将计算思维列入了信息技术课程的核心素养之一，并且是信息技术学科核心素养培养的核心议题^[1]。作为信息技术中的一支的地理信息技术在这样的背景下同样离不开计算思维，现代测绘地理信息科学也是通过计算机模拟，对客观世界建模，对观测数据深入分析，实现科学探索的，同时随着新型智慧城市的建设和大数据时代的到来，人们更希望地理信息成果呈现在面前的不仅仅是“看到”，而是具有测绘语言、计算思维，满足智能需求的“可计算”成果，各行业对计算思维的地理信息需求日益强烈^[8]。目前我们还没有测量地理信息专业学生计算思维的量表，本次研究首先为了了解计算思维在地理信息专业体系中的意义和表现形式，其次是为了更好的培养地理信息专业学生的计算思维，提供一个对其计算思维进行评价的测量工具。

目前国内对于计算思维的研究还在初级阶段，计算思维的研究范围较为广泛，但是缺乏深度，在高等教育领域研究较多，基础教育领域较少，虽然在由理论研究向应用转换，但是未切中要害。国外对于计算思维的解读也是存在多样性的，对于计算思维的应用研究同样聚焦于计算思维的教育过程，但是主要集中在k-12阶段，在计算思维的教学问题上，国外的研究中心的工作重心已经转向如何促进和评估计算思维发展的实际问题上，为了充分了解学生计算思维的现状与不足，国外十分注重对计算思维评价，以期通过评价来促进计算思维教育的健康发展^[4]。国内目前还缺乏对于计算思维评价的关注，所以制定一个合理的、可操作的计算思维评价指标，诊断计算思维教育的问题所在，这些都是值得研究的重要问题。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究首先通过相关文献资料对计算思维的基本概念和如今的研究进展、发展状况做一个基本的了解，然后通过与国外的研究进展作对比，发现我们在计算思维研究进展上的不足之处，在了解到我们在计算思维的评价上还有很大欠缺的时候，拟建立一个合理、可操作的计算思维评价模型。研究将以武汉理工大学为主及其他高校的地理信息专业的学生作为研究样本收集数据，通过问卷调查的采样方式收集数据来完成本次研究。

计算思维的评估方法主要有四种，分别是量表评估、作品分析评估、访谈式评估以及题测评估，本次研究将采用量表评估的方式来测量gis专业学生的计算思维水平，根据2015年korkmaz等人提出的量表测量法，计算思维量表包括五个纬度：创造力，括新颖、深刻印象和遵从伦理道德三个基本要素；算法思维，涵盖了循环、并行、条件、实验、纠错、迭代等概念，通过程序实现问题的解决；批判性思维，表现为反思和逻辑思维，侧重于决定应该做什么和应该相信什么，包括判断、信息发展和提问三种结构；解决问题，遇到问题、解决问题是计算思维必不可少的部分；建立合作，协同性同样是计算思维必不可少的技能^[5]。计分方式拟采用李克特五点计分法。

该研究将结合地理信息专业的相关问题，建立一个适用于该专业学生计算思维能力测试评价的模型，并能够根据该评价体系的计算得分提出合适的计划，帮助gis专业的学生更好的掌握计算思维这项基本技能，为适应新时代技术发展做出更好的准备。

3. 研究计划与安排

3.25~3.26	结合查阅资料了解熟悉计算思维
3.27~3.28	筛选好评价指标，制作调查问卷
3.28~4.02	完成问卷的制作、发放、回收和数据整理
4.02~4.15	完成论文基本框架
4.15~5.25	完成全部论文

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. 白雪梅与顾小清, k12阶段学生计算思维评价工具构建与应用. 中国电化教育, 2019(10): 第83-90页.

[2]. 马波, 从算法思维到计算思维. 软件导刊(教育技术), 2019. 18(05): 第71-73页.

[3]. 殷望红, 多途径切入计算思维培养. 百科知识, 2019(09): 第49-50页.