STEM課程中DBL教學培養小學生計算思維的研究

張屹 王玨 張莉 朱映暉 周琬琦 王宇悅

[摘? ?要] STEM課程具有跨學科特性和問題解決導向，是培養學生計算思維的重要載體。研究提出STEM課程基于設計的學習（DBL）培養小學生計算思維的教學模型，在對跨學科內容分析的基礎上，通過DBL教學，促進小學生計算思維的培養。以“會打招呼的機器人”為STEM課程案例，進行具體的教學設計與實施。研究采取單組前后測實驗，通過一學期的長時跟蹤，同時輔以開放性問題、訪談探究STEM課程中DBL教學對學生計算思維的影響。研究表明，DBL教學對小學生計算思維的培養具有顯著的促進作用，但在性別上的影響不顯著。對創造力、批判性思維、問題解決、協作學習分維度均具有顯著的促進作用，但對邏輯思維分維度的影響不顯著。基于研究結果，提出STEM課程中DBL教學的優化建議。

[關鍵詞] STEM; DBL; 小學生; 計算思維

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 張屹（1967—），女，湖北武漢人。教授，博士，主要從事智慧教育、計算思維教育、教育信息化測評與發展戰略、教育信息化技術標準研究。E-mail：zhangyi@mail.ccnu.edu.cn。王玨為通訊作者，E-mail：wangjue@zjhu.edu.cn。

一、引? ?言

近年來，國際上將培養學生的計算思維作為重要的研究與教學實踐內容。2018年，美國頒布的《ISTE教育者計算思維能力標準》，要求教育工作者應作為設計師致力于創造有意義的學習模式和環境，促進學生計算思維的培養[1]。STEM教育是以現實問題解決為目標導向的跨學科教育模式?；谠O計的學習是STEM 教育中的創新性教學，幫助學生主動學習、探究、協作和創造，培養溝通和協作技能，拓展對計算科學的認知，使學生意識到計算機作為創造性工具的效用[2]。因此，探究在STEM課程中基于設計的教學能否有效地促進小學生計算思維培養的問題，具有重要的理論與現實意義。

二、文獻綜述

（一）STEM課程教學

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）學科融合的領域，廣義的STEM還包括人文、藝術等學科的融合。STEM課程的核心特征是跨學科性[3]，教師教學的重心放在特定問題上，以多學科融合來促進學生解決實際問題能力的提高。因此，涉及問題解決過程中多門課程的共享概念，美國科學教育將其稱為跨學科概念（Crosscutting Concepts），它提供了將學科核心概念聯系的方法和工具[4]，形成對跨學科的整體認識，見表1。STEM跨學科概念是對學科領域知識共通性的高度凝練，將其引入STEM課程教育中，可以打破學科間的壁壘，實現課程的深度融合和創新教學。

（二）DBL教學

“基于設計的學習”（Design-based Learning，DBL或Learning-by-design，LBD）[2，5]是通過課程和項目學習使學生學會設計，是以問題解決為目標的學習模式。DBL為學生學習學科基本知識和技能提供了工具和技術，并要求學生綜合應用多學科知識，通過協作完成設計任務，培養學生學會推斷、提升協作學習、問題解決、批判性思維等高階思維[6]，從而提高學生的創新能力[7]。

相關學者提出了DBL的教學模型，如尼爾森（Nelson）提出了逆向思維模式，從推理思維逆向開展教學，強調設計在實踐中的重要性，證明設計的合理性并經過多次迭代改進[8]。克羅德納（Kolodner）提出基于設計的科學探究循環模型，由設計/再設計和調查/探索兩個循環組成[9]。福特尤斯（Fortus）和德爾希曼（Dershimer）開發了“基于設計的科學學習循環模型”，以學生設計制品為活動主線，關注學生的科學推理能力，強調通過物化制品及反饋使學生的推理過程具體化，讓學生掌握問題解決及設計技能[10]。在DBL教學中，研究者關注真實情境創設、問題導向、協作學習、迭代設計、學習反思等教學策略的設計[5]。通過設計真實、劣構問題，提供動態、不確定性和挑戰性的學習進程，對問題解決方案進行評估與完善，創設真實作品[8]。

（三）計算思維的內涵與評測方式

計算思維是用計算機科學實現的一種解決問題的方法和思維過程，支持信息技術、數學、科學和人文等所有學科的問題解決，力量和作用遠遠超出了任何一門學科[11]。在STEM課程中，學生學習如何基于現實世界的問題解決，系統掌握計算思維概念和實踐，有助于在跨學科領域內形成問題解決方案，發展學生協作、反思、創造等高階思維能力。Korkmaz，？覶akir和？魻zden基于文獻將創造力、算法思維、批判性思維、問題解決、合作學習作為計算思維的核心技能[12]。

在評測學生的計算思維層面，比較常見的評測方法是使用量表/問卷。Korkmaz等人編制量表，通過數據分析與建模驗證，形成評測計算思維的通用量表[12]。顧小清團隊對該量表進行了本土化應用，基于中學生樣本進行量表的構建，驗證了其具有良好的結構效度和信度[13]。張屹研究團隊對其進行改編，在STEM課程中對學生計算思維進行評測[14]，因此，Korkmaz等人編制的量表對我們評價小學生的計算思維具有參考價值。同時，結合訪談等對量化數據進行補充。Brennan和Resnick提出評估計算思維的三維框架（計算概念、計算實踐和計算觀點），通過訪談了解學生的計算觀念[15]。

三、STEM課程DBL教學培養小學生

計算思維的教學模型

本研究深入分析跨學科STEM教學內容，參考DBL相關教學模型，結合與實驗學校合作開發STEM課程的實際經驗，在理解計算思維內涵的基礎上，構建STEM課程DBL教學培養小學生計算思維的教學模型，從教學內容設計到教師的教學，再到學生的學習，最后內化為學生計算思維培養的邏輯順序逐次展開，具體如圖1所示。第一層是STEM教學內容層，學科內容體現跨學科性，通過跨學科概念體現解決問題的共享模式。第二、三層分別是DBL教學與學習層，建構教學流程和策略，形成多輪迭代的學習循環。第四層是計算思維目標層，最終達到培養小學生計算思維的目標。

（一）STEM教學內容

STEM教學內容的設計強調跨學科知識的整合，既保留單一學科的特點，對STEM教學內容進行有效分解，確保設計的問題和項目對學科基礎性知識結構的全面、均衡覆蓋，又對各學科進行深度融合，將分學科的知識按問題或項目邏輯進行跨學科重組，綜合應用所有關聯的STEM學科知識，通過跨學科概念的橫向聯結，建立多學科問題解決的共享模型。從STEM學科核心內容、跨學科核心概念對STEM教學內容進行細化分析，建立教學目標類目表。其中學科核心內容從STEM主體課程出發（但不局限于此），用英文首字母輔以數字序號的方式，細化該學科涉及的具體知識點。如科學（S）用S1、S2等符號分解知識點?？鐚W科概念可加強學科之間的聯系，凝練核心概念（如圖示與模式等），建立其在問題解決過程中的具體表征。

（二）DBL教的流程

DBL教學中指導教師如何教和學生如何學，包含五個主要步驟：（1）確定主題、講授新知。教師從現實生活中確定主題，并找出與之對應的關鍵問題，問題的有效鑒定是設計問題解決方案的基礎。創設挑戰，并向學生講授背景知識和新知識，為后續學習做好知識準備。（2）描述任務、評估分工。在此階段，教師需要詳細了解每個小組的人員構成，對小組進行目標評估，基于評估結果對人員進行調整。（3）建立標準、提供支架。教師根據教學目標設計評價標準，提供教學支架，如通過圖形、圖紙等非語言的模型[7]，幫助小組在DBL的設計環節提供具體、可操作的學習支架。（4）監督觀察、適時指導。教師對整個學習過程進行巡視和監控，對學生在設計過程中出現的問題進行指導，了解小組學生制作進展，保證各組按照預定的時間完成設計作品。（5）評價成果、教學反思。教師組織小組進行作品展示，全面了解學生作品的實現程度，并對下一輪的改進提出教學建議，進入迭代過程。

（三）DBL學的流程

DBL學習流程是指導學生如何開展學習，包含五個對應的步驟：（1）理解挑戰，習得新知。（2）小組分工，明確任務。（3）頭腦風暴，設計作品。頭腦風暴是針對設計前的個體意見與集體意見的充分整合，進一步厘清設計思路和實現目標。根據教師給予的評價標準和學習支架，學生進行圖紙（或模型）的設計。（4）原型制作，調試修改。原型制作是將設計想法具體化，它并不是最終的問題解決方案，通過原型制作，快速構建作品。調試是對原型的優化，重新定義、檢測、調整初始觀點或方案。（5）展示評價、迭代改進。最后，學生通過作品展示，進行解釋和交流，促使學生的學習反思與作品迭代設計。

（四）計算思維培養目標

綜合Korkmaz等[12]的相關文獻，構建包含創造力、邏輯思維、批判性思維、問題解決、協作學習的計算思維核心能力。創造力體現思維的靈活性、深刻性和縝密性;邏輯思維包含定義問題、分解與抽象問題、對數據進行分析建模、建立算法步驟等邏輯化步驟。批判性思維包含學習者整合他人理解，對問題進行理解、表達的能力，以及對學習的自信心等;問題解決包含對問題的分類，對解決方案的闡述和應用，使用科學的實驗方法與分析方法等，體現實現問題解決的一系列過程;協作學習能力包含小組學生之間進行觀點、建議和經驗的交流能力，向同伴學習的能力與貢獻、評價觀點、意見的能力。建立計算思維的類目表，以英文字母加數字序號表示細化目標，如創造力用C1、C2等符號表示。

四、“會打招呼的機器人”STEM課的

教學設計與實施

（一）教學內容分析

本次課學習主題為“會打招呼的機器人”，主要實現利用舵機、超聲波和蜂鳴器搭建硬件，用程序實現當機器人看到人時播放提示音并招手，沒有人時靜止的功能。教學內容是跨學科STEM課程，科學涉及理解舵機、蜂鳴器和超聲波的工作原理、功能等;信息技術涉及蜂鳴器、舵機、超聲波等硬件知識，上傳與固件調試，循環、條件判斷語句的編程應用等;工程涉及設計圖的繪制、機器人結構搭建、程序結構的迭代優化;數學涉及舵機轉動角度、等待時間的選擇，超聲波測距的計算;藝術涉及機器人的外觀形態、裝飾?？鐚W科概念涉及“具體與抽象”等的概念。

（二）學習者分析

教學對象是一到五年級的35名學生，其年齡跨度較大。和其他常規班學生相比，學習STEM課程的學生對機器人編程學習與實踐更感興趣，大部分已有一定的編程基礎和較強的動手能力。

（三）教學目標

“會打招呼的機器人”課程案例的教學目標分為STEM學科核心知識、跨學科概念與計算思維培養目標，具體見表2。

（四）教學設計與實施

該課的教學設計與實施如圖2所示，分為DBL學習流程、師生活動、資源與工具和計算思維培養目標，如圖2所示。

教師創設真實情境任務：“新西蘭中小學校長們將于近期參觀學校，我們要用自己設計的Arduino機器人歡迎他們”，主題內容來源于現實生活，能讓學生面對真實的任務解決問題，體驗學習的挑戰性。教師

展示機器人，引導學生從不同角度思考機器人功能，同時講授舵機、蜂鳴器和超聲波等硬件工作原理，幫助學生了解生活中舵機與超聲波的功能與作用等背景知識。在習得新知后，教師對設計任務作詳細的解釋和描述。教師展示流程圖，如圖3所示。本例中如果超聲波檢測到的人距離機器人的范圍在0～20厘米之間，則播放提示音，手臂轉動重復執行3次并最后回正;如果超聲波檢測范圍大于等于20厘米，則手臂回正。

學生根據任務要求進行自由分組，初步分配任務。教師則根據學生的組隊與分工情況，進行評估與調整。教師提供思維導圖，引導學生“頭腦風暴”。各小組通過畫思維導圖找出機器人存在的問題，如圖4所示：如有學生認為機器人存在“聽不見、費口舌、不可愛、不自動”等問題，提出讓機器人“全自動、可愛、可測距、有聲”等改進要點。學生畫出作品設計圖，并提出問題解決的要點與實施方案，如小組認為搭建分為“超聲波、舵機、蜂鳴器”，編程分為“設置變量、調試和順序”，對編程提出“要調試、模塊化”。

學生根據教師提供的Arduino 套盒材料，搭建機器人，體驗真實的設計感，完成機器人主控板、主體、手臂、電池托盤和底板等的搭建，最后形成整體搭建，如圖5所示。

教師在編程部分引導學生分步驟、分模塊進行程序調試與編制。調試部分涉及連接到電腦、進入調試模式、超聲波測試、舵機測試、程序編寫與調試、程序上傳、離線運行等。其中超聲波模塊是利用發出和收到超聲波的時間間隔進行測距，學生通過機器人判斷距離，理解條件判斷語句和循環語句的應用。超聲波的測試代碼如圖6所示，實現的功能有對手臂（舵機）的初始化、來回擺動和回正的效果。調試好各個主要模塊以后，進入正式的編程，通過模塊化編制程序并進行調試。

學生以小組為單位展示設計作品，反思存在的問題。通過教育云平臺對小組進行投票，選出設計、結構與功能實現最優的小組作品。同時，教師對學生在設計過程中表現出的優秀品質，如在編程中有自己的想法、思維清晰、敢于創新等進行及時反饋與表揚。針對真實任務，通過課外拓展讓學生迭代設計：如進一步簡化程序、讓音樂更豐富、增加按鈕控制機器人的啟動或動作、用英語匯報展示等。學生在后續的迭代優化中，在教師、家長的支持與指導下，不斷優化作品設計。在新西蘭代表團觀摩學生展示課時，學生很投入地思考、設計、建構和編程，協作完成任務。學生能積極大方地、用流利的英語與代表團進行交流，得到了代表團的高度贊許。

五、實驗研究設計與結果分析

（一）問卷設計

研究基于Korkmaz等人的計算思維量表[12]和Miller等人的創造力量表[16]改編問卷，共分5個維度。其中，創造力、邏輯思維、批判性思維3個維度分別包含5個題項，問題解決維度包含6個題項，協作學習維度包含8個題項，共29個題項。每個題項采用李克特五點（從非常不同意到非常同意）計分。由于STEM課程班學生人數少，隨機在兩個編程教學班中進行問卷預測試，有效作答85份，得到問卷總體維度的Cronbach系數為0.952，創造力維度為0.877，邏輯思維維度為0.880，批判思維維度為0.829，問題解決維度為0.838，協作學習維度為0.872，問卷具有良好的信度。

（二）研究過程與數據分析

在學期開始與結束時，組織學生進行前后測，采用網絡問卷的方式進行問卷的發放與回收，研究時間為一學期。參與課程學習前后測試且配對成功的學生共19人，其中男生11人，女生8人。對數據進行非參Wilcoxon檢驗，對問卷前后測整體維度和各維度的均值進行了比較，如圖7所示，學生在計算思維整體維度，創造力、邏輯思維、批判思維、問題解決、協作學習五個分維度，后測均值均比前測有較大的提升。

圖7? ?計算思維整體及分維度前后測均值比較

計算思維整體維度（p=0.004<0.01），表明學生經過一個學期STEM課程的DBL學習，計算思維得到顯著提升。其中在創造力（p=0.010）、批判性思維（p=0.040<0.05）、問題解決（p=0.005<0.01）、協作學習（p=0.010）維度上均得到顯著提升，在邏輯思維（p=0.074>0.05）維度上未產生顯著影響。為進一步驗證學生計算思維發展狀況，在后測問卷中設置了開放性題目。在創造力方面，學生在編程時“按照自己的想法來，不參考老師思路”（43.75%），“參考老師的思路，但會與自己思路結合”（50% ），“完全參照老師的思路”（6.25%）。在設計能力上，擅長編程（50%），擅長搭建（18.75%），編程和搭建（6.25%），畫設計圖（6.25%），表達清晰的思維過程（6.25%），調試、改進錯誤（6.25%），制作作品（6.25%）。在學習結果的產出中，學會編程（50%）;畫設計圖/思維導圖（31.25%）;制作作品（12.50%）、新知識（5.56%）、與人協作（5.56%）、創新（12.5%）、提升學習興趣（5.56%）和提升思維（12.5%）。

對不同性別學生的計算思維發展作MannWhitney檢驗，其中男生（M前測=4.01），女生（M前測=4.06），p=0.840>0.05;男生（M后測=4.51），女生（M后測=4.30），p=0.351>0.05，說明學習前后不同性別學生在計算思維上均沒有顯著差異。其中，男生計算思維的前測均值低于女生，但經過一個學期的學習后，后測均值要比女生高，說明男生在STEM課程學習之后的計算思維發展整體高于女生。

（三）討論與分析

1. STEM課程DBL教學能顯著提升小學生的計算思維和問題解決能力

DBL是一項高度綜合的學習活動，學習者針對現實世界中的問題或挑戰完成學習任務，它為學生與真實世界提供了連接的途徑，信息技術則為學生搭建模塊化、智能化的平臺，將創意通過實踐加以快速實現[17]，有助于提高計算思維和問題解決能力。DBL為學生提供了科學且有效的學習方法，使學生更加接近現實、增強個性，為學習和解決問題提供了充足的動力，通過激發學生的抽象思維來提高學生的計算思維[2]。本實驗學生計算思維（M前測=4.03，M后測=4.42，p=0.004<0.01），問題解決（M前測=4.00，M后測=4.42，p=0.005<0.01）。學生ZJC（男）：“我覺得這次收獲特別大，因為我之前沒有上過編程課，從這里我可以學到很多的東西”，該生第一次參加社團，就入選參加2019年武漢市中小學機器人、無人機展示等活動，獲得優異成績。

2. DBL教學能顯著提升小學生的創造力

創造力（M前測=4.15，M后測=4.56，p=0.010），DBL教學鍛煉了學生的動手實踐能力，能顯著提高小學生的創新意識與能力。一學期參加社團的35名學生，一共有24名學生在省市級機器人創新比賽中獲得優異成績。HZY（男）為二年級學生，在省級中小學電腦制作活動中榮獲數字創作一等獎，并參加國際MakeX全球賽，他認為“學習到了很多編程知識和很多創造性知識”。GHR（男）認為學習需要靈活性，“你不要只從一個角度看問題，要換一個角度，直到換到對的角度為止。”

3. STEM課程DBL教學能顯著提升小學生的協作學習能力和批判性思維

協作學習（M前測=3.90，M后測=4.39，p=0.010），批判性思維（M前測=4.18，M后測=4.46，p=0.040<0.05），學生在學習中承擔的是極具挑戰性的任務，設計活動的協作性為學生的共同參與學習提供了機會，這就需要小組成員之間具備良好的溝通與協作能力，學會集體解決問題的技巧與方法，發展批判性思維。學生HYT（男）：“在這里認識了新朋友?！睂W生CYX（女）：“在這里學習，我知道了需要和別人團結?！盌BL的協作學習過程幫助學習者建立自信，提升自我效能感[2]。學生DMY（男）：“我覺得編程就是一種新的思路，可以用模塊組織自己的想法。我覺得很開心，因為我有了另一種體現思維的方法?！?/p>

4. STEM課程DBL教學對小學生的邏輯思維具有一定的提升作用

邏輯思維（M前測=3.93，M后測=4.27，p=0.074>0.05），DBL對小學生邏輯思維具有一定的提升作用，但未產生顯著影響。學生在學習中運用數學、編程等知識進行計算與分步驟、分模塊的編程設計，不僅幫助學生系統掌握編程知識與技能，同時也不斷提升邏輯思維。學生SJF（女）：“我從社團學習到了很多的編程知識，我的數學思維變好了?！睂W生WAQ（女）：“通過比賽學習到了很多，提升了自己的思維。”

六、STEM課程中DBL教學培養小學生

計算思維的教學啟示

（一）進行合理的小組組隊與分工，促進STEM課程DBL教學的順利開展

組隊與分工是DBL教學能否達成預期目標的重要保障。在該案例中，一是考慮組隊的合理性，每組保證有1名具有2～3年編程基礎的學生主導編程。學生能根據以往的經驗和思路快速適應新的編程任務。二是人員分工的合理性，教師對每個小組進行深入交流，幫助學生反思自己的優勢與不足，促使小組合理分配任務和緊密協作。由于有了良好的小組分工，DBL教學便能高效地開展，并達成預期目標。Koehler 和Mishra通過實驗發現，以小組的形式共同完成一個設計項目，將在很大程度上增強學生的學習動機和學習興趣，學生所掌握的知識也遠遠超過了課程知識范圍[18]。

（二）注重內容難度的升級并提供具體明確的教學支架，促進STEM課程DBL教學的深入實施

跨學科的STEM課程涵蓋多學科方面的知識，教師可創設不同難度的學習挑戰。本案例針對真實任務，教師對作品功能及其展示逐步增加設計難度。Jun、Han和Kim開展的實驗設計所選取的內容難度由易到難，逐步進階，經過實驗驗證學生的計算思維能力有了一定的提升[2]。謝作如主持“睡眠監測儀”創客項目，經過三輪的雙循環迭代，對睡眠檢測儀設計進行不斷改進，促進了學生對算法的深入理解[19]。

在DBL教學中，教學支架的引導和幫助成了破解教學重點、難點的關鍵所在。本輪教學中，教師向小組學生提供了思維導圖開展頭腦風暴，形成小組明確的設計思路和問題解決方案。在評價環節，制定清晰明確的評價量規，供學生進行組間互評。Mehalik認為，在DBL中為學生提供明確的教學支架可以鼓勵學生審查、反思并改進他們在早期階段得出的成果[20]。Hmelo-Silver認為，支架策略在復雜任務中可以幫助學生減輕認知負荷[21]。

（三）進行設計過程的學習反思，促進STEM課程DBL教學的不斷優化

反思是對設計過程進行全面而深入的思考和總結，包括設計得失、問題解決、學習目標實現等方面，使學習狀態更佳。在小組展示交流時，教師引導學生思考：如我在這個設計型學習中學到了什么？我們的方案是不是最優的？還有沒有改進的空間？如果有，如何修改？在本案例中，學生根據自身優勢與不足對小組分工進行任務審視;在產品設計與制作過程中，對問題與錯誤進行解決與調試;在展示分享過程中，對小組互評進行反思。如在投票階段，一個小組內部因“為什么投其他小組而不投自己組？”產生爭執，小組成員反思“因為我們小組確實沒有其他小組做得好”，最后進行了客觀公正的投票。Mouza等人在研究過程中認為，通過自我反思幫助學生梳理他們的經歷，整理遇到的困難，從而實現設計過程的優化[22]。

[參考文獻]

[1] TRUST T. 2017 ISTE standards for educators： from teaching with technology to using technology to empower learners[J]. Journal of digital learning in teacher education，2018，34（1）：1-3.

[2] JUN S J， HAN S K， KIM S H. Effect of design-based learning on improving computational thinking[J]. Behaviour & information technology，2017，36（1）：43-53.

[3] 余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-22.

[4] DUSCHL R A. The second dimension——crosscutting concepts： understanding a framework for K-12 science education[J]. Science & children，2012，49（6）：10-14.

[5] KOLODNER J L. Learning by design： iterations of design challenges for better learning of science skills[J]. Cognitive studies，2002（9）：338-350.

[6] 朱龍，饒敏，張華陽，等.美國中小學設計型學習新進展：案例與啟示[J].電化教育研究，2017（38）：114-120.

[7] 曹東云，邱婷.創造力發展：設計型學習的功能預見[J].電化教育研究，2018（3）：18-22，34.

[8] 秦瑾若，傅鋼善.面向STEM教育的設計型學習研究：模式構建與案例分析[J]. 電化教育研究，2018（10）：85-91，105.

[9] KOLODNER J L. Facilitating the learning of design practices： lessons learned from an inquiry into science education[J]. Journal of industrial teacher education，2002（39）：9-40.

[10] FORTUS D， DERSHIMER R C， KRAJCIK J， et al. Design-based science and student learning[J]. Journal of research in science teaching， 2004， 41（10）：1081-1110.

[11] YADAV A， HONG H， STEPHENSON C. Computational thinking for all： pedagogical approaches to embedding 21st century problem solving in K-12 classrooms[J]. Techtrends，2016，60（6）：565-568.

[12] KORKMAZ ？魻， ？覶AKIR R， ？魻ZDEN M Y. A validity and reliability study of the computational thinking scales （CTS）[J]. Computers in human behavior， 2017（72）：558-569.

[13] 白雪梅，顧小清.K12階段學生計算思維評價工具構建與應用[J].中國電化教育，2019（10）：83-90.

[14] 李幸，張屹，黃靜，張敏，張巖，王玨. 基于設計的STEM+C教學對小學生計算思維的影響研究[J].中國電化教育，2019（11）：104-112.

[15] BRENNAN K， RESNICK M. New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking[C]//Proceedings of the 2012 annual meeting of the American Educational Research Association， Vancouver： SAGE press，2012.1-25.

[16] MILLER， ANGIE L.A Self-report measure of cognitive processes associated with creativity[J]. Creativity research journal， 2014， 26（2）：203-218.

[17] 楊緒輝，沈書生.設計思維方法支持下的創客教育實踐探究[J].電化教育研究，2018（2）：76-81.

[18] KOEHLER M J， MISHRA P. Teachers learning technology by design[J]. Journal of computing in teacher education，2005（12）：94-102.

[19] 黃利華，包雪，王佑鎂，李偉.設計型學習：學校創客教育實踐模式新探[J].中國電化教育，2016（11）：18-22.

[20] MEHALIK M M， DOPPELT Y， SCHUUN C D. Middle-school science through design-based learning versus scripted inquiry： better overall science concept learning and equity gap reduction[J]. Journal of engineering education， 2008， 97（1）：71-85.

[21] HMELO-SILVER C E， DUNCAN R G， CHINN C A. Scaffolding and achievement in problem-based and inquiry learning： a response to Kirschner， Sweller， and Clark （2006）[J]. Educational psychologist， 2007，42（2）：99-107.

[22] MOUZA C， KARCHMER-KLEIN R， NANDAKUMAR R， et al. Investigating the impact of an integrated approach to the development of preservice teachers' technological pedagogical content knowledge （TPACK） [J]. Computers & education， 2014（71）：206-221.