（一）课题的核心概念及其界定

1.思维导图

思维导图的概念由心理学家东尼·博赞在20世纪60年代首次提出，它是一种思维工具，可以将头脑中不同的想法通过直观形象的图表展现。将绘制者的想法和分析过程可视化表示，它具有发散性、层次性和直观性的特点。并指出思维导图偏向于指导实践应用型的知识。思维导图的最终目的是在相关和不相关的想法之间找到内部联系并建立外部联系。

思维导图本质上是一种绘图工具。当学生试图在学习过程中理解和应用知识时，只能通过理解知识本身和在自己的意识中处理教学内容来实现。将复杂的知识以图表的形式进行简化和结构化，可以引导学生从肤浅的听、记和机械的练习转向更深层次的思维发展。

   2.计算思维

在《普通高中信息技术课程标准（2017版）》将计算思维明确定义为计算思维是指个人在形成问题解决方案的过程中，应用计算机科学领域的思想和方法所发生的一系列思维活动。

（二）国内外同一研究领域现状与研究的价值

1.研究现状

思维导图的前身是概念图，最初将其作为一种儿童新旧知识之间连结的工具来展开教学实践研究。最早真正研究思维导图的是英国心理学家东尼·博赞，他提出思维导图是人体放射性思维的体现。英国的研究者在实验中发现思维导图能够让被试者思维扩散的过程中建立知识之间的连接，向读者验证了思维导图的有效性。Abi-El-Mona和Adb-El-Khalick用一项实验研究表明，学生使用思维导图学习的科学概念明显多于使用传统的笔记总结方法。Ismail，Ngah和Umar发现，在学习计算机时，通过应用思维导图可以更好提高学生编程、解决问题等能力。MarkJohn  Somers 通过实验表明，学生能够很好地理解并成功地应用思维导图的概念，能够使学生整合和综合知识。

相比于国外思维导图研究情况，国内在教学领域应用思维导图的研究起步较晚。2000年王功玲第一次介绍了思维导图在教学中使用的方法。国内的研究者们将思维导图与教育教学进行融合，创造性地提出了“学科思维导图”的理念，且对教育教学中出现的若干问题进行了归纳和总结，这让很多教学工作者将“学科思维导图”引入多门学科的教学环节中，其中一些信息技术学科教师开始将思维导图投入信息技术教学。2019 年，赵国庆、杨宣洋等人基于“核心素养”的概念对信息技术教学改革进行详细的解读，强调了可视化工具的作用机理就是帮助学生分担认知负荷，以便更好地让一线教师把握促进学生思维的着力点。

综上所述，自从国内研究者们将思维导图融入实际的教学实践中，思维导图在高中学科教育中的应用范围逐渐扩展，但信息技术学科中的应用依然比较少，可以将思维导图与信息技术学科的知识加以融合，应用在教学的各个环节中，引导学生课程预习、课程学习和课程总结，能够有效培养学生的计算思维。

2.研究价值

在高中信息技术课程复习中使用思维导图，一是帮助教师梳理教材，理清思路，形成相应的知识结构体系，二是帮助学生课堂中更加集中注意力，课后便于自我总结和评估。帮助教师更加深刻的理解教法，学生串联课程内容、加深知识的有效记忆，形成思维逻辑框架，降低“低阶知识”掌握的时间和难度。

（三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点

1.研究目标

高中信息技术教师、高二学生

2.研究内容

（1）高中生计算思维现状与思维导图使用情况调查

通过明确调查目的，确定调查对象及环境，设计调查问卷，整理调查结果，最终生成调查结论，了解高中生计算思维相关方面的基本素养现状，明确学生对使用思维导图进行教学的态度。

（2）基于思维导图的教学实践

对照组和实验组根据Python教学内容进行为期半学期的课程复习，对照组进行普通的课程教学，实验组进行基于思维导图培养计算思维的课程教学。在教学实践过程中及时收集相关数据，对学生计算思维能力发展进行实证研究。

（3）基于思维导图的教学实践评价

以计算思维评价模式为标准，在实践教学中完成学生数据收集，验证以信息技术课本为基础、基于思维导图培养计算思维的教学实践的有效性和在实验组教学实践下学生计算思维水平变化与传统教学下学生计算思维水平变化的差异。

3.研究重点

本研究中的重点在于思维导图在信息技术课程复习中的应用效果，以及是否能够提升学生的计算思维水平。

（四）研究的思路、过程与方法

1.研究思路与过程

（1）收集有关计算思维、信息技术课程和教学中的应用计算思维的理论和实践研究信息。为后续的教学实践和教学评价提供参考。

（2）调查学生计算思维现状和思维导图使用的现状。

选定高二两个选科类型相同且班级人数接近的班级作为对照试验对象，对两个班级中的学生进行计算思维现状和思维导图使用情况的问卷调查。

（3）构建基于思维导图培养计算思维的高中信息技术教学设计。

根据学生的学情，结合思维导图的优势，结合计算思维的评价标准，设计Python主题的教学案例。

（4）开展实践行动研究并进行教学实践效果分析。

依照实验组与对照组的教学计划，应用于实践教学。通过为期半学期的实践教学，通过计算思维测试题、思维导图设计水平变化、学期后学生访谈等多个方向收集并分析教学评价数据，从数据分析的成果中验证思维导图对学生计算思维发展的有效性。

2.研究方法

（1）文献研究法

通过对计算思维和思维导图在教学中的应用和实践等相关的主题的文献研究，梳理国内外的研究现状和研究价值，构建基于思维导图的教学模式。

（2）行动研究法

首先通过问卷调查，熟知学生的计算思维水平现状和思维导图的应用现状和对思维导图的态度，为学情分析做准备；其次从相关文献中，设计基于思维导图的教学模式。最后在教学实践后的教学评价中，分析学生在实验前后的计算思维的变化情况、对思维导图应用程度的变化，并通过访谈、观察思维导图在信息技术复习中的教学效果

（3）问卷调查法

制定调查问卷，发放、回收、分析调查问卷，调查教学实践前高中学生的计算思维现状、对思维导图应用的态度。以及教学实践后学生对思维导图应用的想法、计算思维能力等方面的变化。

（五）主要观点与可能的创新之处

1.通过构建基于思维导图的教学模式，验证教学设计培养计算思维的可行性和有效性。

2.研究成果可以为教师使用思维导图应用教学提供借鉴和思考。

3.研究成果可以为一线教师培养学生的计算思维提供方向。

（六）预期研究成果

成果名称

成果形式

完成时间

阶段成果（限5项）

思维导图在高中信息技术复习的展示课

视频

2024.11

最终成果（限3项）

思维导图在高中信息技术复习中的应用论文

论文

2024.12

（七）完成研究任务的可行性分析（包括：①申报人除外的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果；②研究基础，包括围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等；③完成研究任务的保障条件，包括研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。）

本课题组成员由信息技术教研组9位老师组成，课题组成员有丰富的课题研究经验和教学经验，有主持省课题、市课题研究并发表数十篇论文的教师，有多次开设市、校级公开课的教师，是一支具有较强研究能力的教学科研队伍。

本课题准备前期查阅、整理大量的期刊论文资料，将它们用于课题方案的设计和研究理论的方面的指导。

课题组将广泛开展研讨活动，积极做好前期准备工作，并定期根据研究阶段内容进行总结、反思、交流，积极引导、控制研究方向和进度。学校积极重视教师队伍的课题研究工作，并给予研究经费、研究人员等诸多方面的支持，确保课题研究的正常开展。