歐洲義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維的理論與實踐研究

朱珂 賈彥玲 馮冬雪

[摘? ?要] 計算思維被明確地視為21世紀必備的關(guān)鍵技能，已經(jīng)被業(yè)界推崇為和數(shù)學、讀寫能力一樣重要的基本技能。隨著人工智能時代的到來，計算思維得到了更加廣泛的關(guān)注。然而要將計算思維成功地納入義務(wù)教育中，仍然面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)。為提供關(guān)于計算思維的全面概述，讓學生更好地理解計算思維的核心概念和屬性，歐盟委員會聯(lián)合研究中心發(fā)布了《在義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維研究報告》。通過對《報告》的解讀及其重點關(guān)注領(lǐng)域、關(guān)鍵結(jié)論、研究成果等的梳理，結(jié)合我國在義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維的現(xiàn)狀和訴求，提出以下建議：達成對計算思維的共同理解;獲得社會各界的廣泛支持;制定全面整合計算思維的發(fā)展規(guī)劃;打造一體化教育生態(tài)系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞] 計算思維; 義務(wù)教育; 實踐研究; 21世紀技能; 人工智能

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 朱珂（1982—），男，河南南陽人。副教授，博士，主要從事學習分析、STEM教育和計算思維的研究。E-mail：ezhuke@qq.com。

一、引? ?言

隨著人工智能時代的到來，計算思維被明確地視為21世紀必備的關(guān)鍵技能，已經(jīng)被業(yè)界推崇為和數(shù)學、讀寫能力一樣重要的基本技能，是信息化社會中數(shù)字公民所應(yīng)具備的基本素養(yǎng)[1]。計算思維是信息學和計算機科學領(lǐng)域的關(guān)鍵思想和概念，是一種思維過程，它利用分析和算法的方法來制定、分析和解決問題，旨在培養(yǎng)學生的邏輯思維及問題解決的能力。在過去的十多年里，計算思維在教育領(lǐng)域引起了越來越多的關(guān)注，并產(chǎn)生了大量的學術(shù)論文及研究報告。然而，隨著計算思維的相關(guān)研究和實踐項目數(shù)量的持續(xù)增長，將計算思維成功地納入義務(wù)教育也面臨著諸多的問題和挑戰(zhàn)[2]：（1）計算思維的核心特征是什么？計算思維與義務(wù)教育中的編程、編碼的關(guān)系是什么？計算思維與數(shù)字能力的關(guān)系是什么？（2）如何使教師有效地將計算思維納入教學實踐？（3）計算思維是否應(yīng)在特定科目中發(fā)展？在義務(wù)教育中進一步推廣計算思維課程需要什么？為了給學生提供一個關(guān)于計算思維的全面概述，更好地理解計算思維的核心概念和屬性，了解發(fā)展計算思維技能對推動義務(wù)教育的潛力，歐盟委員會聯(lián)合研究中心發(fā)布了《在義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維研究報告》的科學政策報告（以下簡稱《報告》），對最近的研究成果及不同層面的政策措施進行了全面的概述和分析，以推動21世紀學生計算思維能力的發(fā)展[3]。文章主要通過對《報告》整體內(nèi)容的解讀及其重點關(guān)注領(lǐng)域、關(guān)鍵結(jié)論、研究成果等的梳理，進而挖掘歐洲義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維的政策和實踐意義，為我國義務(wù)教育階段計算思維教育的開展提供借鑒和參考。

二、《報告》的整體框架及重點研究領(lǐng)域

《報告》全面概述了學生的計算思維技能，包括近期的研究成果及相關(guān)的公、私政策措施，全面審查了計算思維技能的定義和框架，分析并綜合利用了影響校內(nèi)外學生發(fā)展計算思維技能的相關(guān)成果，旨在全面了解學生的計算思維能力，理解計算思維的核心概念和屬性及其在推動義務(wù)教育發(fā)展中的潛力。《報告》主要包括理論研究、教育部門調(diào)查、專家見解及關(guān)鍵數(shù)據(jù)整合四個主要部分。

理論研究部分主要是對相關(guān)文獻數(shù)據(jù)進行的研究綜述，該部分收集并分析了來源于政策報告、期刊、會議論文、網(wǎng)站、博客等的570多篇學術(shù)論文及研究報告;深度解析了英國、法國和芬蘭3國的國家核心課程，討論了4篇國家層面的政策文獻;詳細描述了7個已經(jīng)在歐洲地區(qū)實施的發(fā)展學生計算思維能力的措施;深入分析了與計算思維相關(guān)的20多門慕課課程。綜述還概述了當前關(guān)于計算思維的主要研究內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)及啟示，并對其進行了深入的分析和比較，確定了計算思維與編程、編碼及數(shù)字素養(yǎng)、數(shù)字能力之間的關(guān)系，并對計算思維現(xiàn)有的概念進行了重新的界定和分類。教育部門調(diào)查部分主要是為了對理論研究和專家訪談的結(jié)果進行補充，調(diào)查重點關(guān)注了計算思維研究的相關(guān)政策和文獻，內(nèi)容涵蓋了計算思維術(shù)語、課程整合、教師培訓(xùn)、評估策略、計算思維與數(shù)字素養(yǎng)和數(shù)字能力的關(guān)系以及計算思維與編程和編碼的關(guān)系等六大主題。專家見解部分主要包括9個國家的政策制定者、14個研究人員及從業(yè)者的半結(jié)構(gòu)化訪談內(nèi)容，訪談的主要目的是驗證和補充理論研究。關(guān)鍵數(shù)據(jù)整合部分主要包括總結(jié)理論研究、教育部門調(diào)查、專家見解的關(guān)鍵結(jié)論，形成5篇總結(jié)性的內(nèi)部報告，并在此基礎(chǔ)上得出最終結(jié)論。

《報告》重點關(guān)注了統(tǒng)一理解、綜合整合、系統(tǒng)推廣及政策支持四個重點領(lǐng)域，并對上述領(lǐng)域的具體實施措施提出了建議，如圖1所示。為了使計算思維在各級義務(wù)教育中得到全面整合，首先需要明確計算思維的定義以及如何進行語境化的共同理解，尊重教師以符合其學校背景的方式引入計算思維的自由，澄清計算思維與數(shù)字素養(yǎng)、數(shù)字能力之間的關(guān)系，吸取實踐經(jīng)驗和教訓(xùn)。其次，需要設(shè)定清晰的整合愿景及具體的實施目標，將計算思維所涉及的內(nèi)容納入課程，綜合考慮各種因素，確定最佳的課程內(nèi)容呈現(xiàn)方式。再次，為了能夠系統(tǒng)地推廣計算思維，可以采取整體引入的方法將計算思維納入義務(wù)教育，包括結(jié)合具體實踐的評估策略、教師培訓(xùn)等。另外，與政策制定者、基層民眾、研究人員及其他利益相關(guān)者的交流可以避免發(fā)生重復(fù)性的錯誤，促進實踐的進行，增加行動策略的價值。最后，還需要一個廣角監(jiān)測系統(tǒng)和分析策略來衡量實施行動的影響力及可持續(xù)性。

三、理解計算思維

（一）計算思維的核心概念和技能

2006年3月，周以真在《美國計算機協(xié)會通訊》（Communications of the ACM）專欄中介紹“計算思維”的概念時指出：“計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。”[4]這篇文章引發(fā)了關(guān)于計算思維本質(zhì)及其教育價值的國際討論，2010年，美國國家研究委員會（NRC）與包括周以真在內(nèi)的主要國際研究人員組織了一次“計算思維的范圍和性質(zhì)研討會”，由于參會者對計算思維的范圍和性質(zhì)都表達了不同的觀點，所以會議對計算思維的基本定義最終未達成共識[5]。2011年，周以真為了推動對計算思維定義的討論，提出了計算思維的新定義：“計算思維是涉及制定問題及其解決方案的思維過程，因此，解決方案以一種可以由信息處理代理（機器或人）有效執(zhí)行的形式表述出來?！盵6]這個定義中有兩個方面對義務(wù)教育特別重要，一是強調(diào)計算思維是一個思維過程，獨立于技術(shù);二是計算思維是一種特殊的解決問題的方法，需要不同的能力參與解決問題[7]。

《報告》梳理了不同文獻中對于計算思維技能特征的描述，見表1 [8-12]。

從表1中描述的條目可以概括出計算思維的特征，即計算思維描述了制定問題所涉及的思想過程，涉及抽象、算法思維、自動化、分解、調(diào)試及概念化的計算解決方案。具體的特征定義見表2。

《報告》指出，一些研究者認為計算思維不僅以技能為特征，也以態(tài)度或性格為特征，認為計算思維是一種能力，是知識、技能和態(tài)度的總和。具體要點見表3。

（二）計算思維與數(shù)字化學習的關(guān)系

2006年，歐洲議會和歐盟理事會就終身學習的關(guān)鍵能力提出了建議，確定數(shù)字化能力為終身學習能力的八種關(guān)鍵能力之一[20]。隨著在義務(wù)教育中整合計算思維的趨勢越來越明顯，探索計算思維與數(shù)字化能力的關(guān)系更具現(xiàn)實意義。

通過對《報告》中相關(guān)文獻的研究，發(fā)現(xiàn)只有少量文獻明確地探討了數(shù)字化能力與計算思維的關(guān)系，其中，最重要的貢獻來自于政策文件。挪威強調(diào)將計算思維作為一種了解“幕后”的手段并強調(diào)其工作原理，傾向于將學生培養(yǎng)成為一個有能力、安全的數(shù)字工具和資源的使用者，同時，特別關(guān)注解決問題的過程、方法及創(chuàng)造性解決方案。捷克共和國認為，計算思維是一種能力，而良好的數(shù)字素養(yǎng)是培養(yǎng)計算思維的前提。意大利認為，計算思維是數(shù)字素養(yǎng)和媒體素養(yǎng)的關(guān)鍵，是學生認識數(shù)字世界并發(fā)揮其創(chuàng)造能力的基礎(chǔ)。立陶宛認為，發(fā)展計算思維可以培養(yǎng)學生的數(shù)字技能，開發(fā)其群體智慧。波蘭也認為，在義務(wù)教育階段開設(shè)計算機科學課程有助于普及數(shù)字文化[21]。

通過對相關(guān)文獻的梳理可以明確地區(qū)分計算思維與數(shù)字化能力，計算思維的獨特之處在于其核心是解決問題的過程和方法，并制定可計算的解決方案。雖然兩者聯(lián)系緊密，但計算思維不僅僅是編程，數(shù)字化能力不能完全表達計算思維的核心思想及技能。

（三）計算思維與編程、編碼的關(guān)系

《報告》中對計算思維與編程、編碼的關(guān)系進行了詳細的描述，并指出編碼和編程通常可以互換使用，以指示計算機執(zhí)行“寫入”指令的過程。但編程是指分析問題、設(shè)計解決方案、實施方案等廣泛的活動，而編碼是指用特定的編程語言實現(xiàn)解決方案的階段。有學者將編程看作是通過創(chuàng)造數(shù)字故事、視頻游戲表達自我，探索其他領(lǐng)域的媒介。另外也有學者認為，計算思維的關(guān)鍵技能是抽象，寫作和編程是抽象的一種表達方式，編程是用計算媒體表達自己寫作的形式[22]。

計算思維是利用計算機科學解決問題的一種強有力的思維方式，這種思維不僅體現(xiàn)在解決某一問題上，更體現(xiàn)在探索模式上，能夠去除細節(jié)、概括抽象、制定解決問題的步驟、建立仿真模型，對解法進行測驗和調(diào)試，從而解決同類所有問題。計算機科學教育不應(yīng)當只是培養(yǎng)未來的程序員或計算機科學家，應(yīng)該使每個生活在數(shù)字世界的人，具有運用計算思維解決問題的能力。所以，教育應(yīng)注重培養(yǎng)孩子們的計算思維，而不只是計算機科學或編程。有些學者認為，孩子們必須通過學習編程來鍛煉計算思維能力[23];而另一些學者則關(guān)心問題是如何解決的，并不在意解決的方法是否通過編程實現(xiàn)[15]。

綜上所述，編程、編碼是計算思維的重要組成部分，它使計算思維的概念變得更具體，編程教育成為促進計算思維能力提升的有效途徑[24]，但計算思維還涵蓋其他核心元素，如問題分析、問題分解的過程。

四、義務(wù)教育中整合計算思維的主要趨勢

（一）在課程中整合計算思維的基本原理

歐洲不同國家在課程中整合計算思維的原理也不同，其中，芬蘭、法國、立陶宛、波蘭、葡萄牙、瑞士這6個國家課程著重于編碼和編程技能的發(fā)展;芬蘭、法國、立陶宛、波蘭4國課程則注重吸引更多的學生學習計算機科學;而芬蘭、法國這2國還注重學生在信息通信技術(shù)行業(yè)的就業(yè)能力的培養(yǎng)。具體整合原理見表4。

總之，歐洲大多數(shù)國家在義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維主要是為了培養(yǎng)學生的21世紀技能，其整合原理主要表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，培養(yǎng)兒童和年輕人的計算思維，使他們能夠從不同的角度分析日常問題，以不同的方式思考問題，解決現(xiàn)實問題，通過各種媒體表達自己;第二，通過培養(yǎng)學生的計算思維以促進經(jīng)濟增長，填補信息通信技術(shù)崗位空缺，為未來就業(yè)做準備。

（二）計算思維在課程中的地位

計算思維在整合的過程中，還涉及一個重要的問題，即計算思維在課程中的地位，是作為一門獨立學科存在，還是整合到其他學科領(lǐng)域中？《報告》主要根據(jù)兩個標準具體考察計算思維在課程中的定位：教育水平和科目。

在芬蘭，算法思維和編程是數(shù)學（1～9年級）和工藝（7～9年級）課程的一部分，并作為實踐活動支持其他課程的學習。1～2年級主要學習分步指令的原則，3年級開始學習可視化編程，7年級學習算法的原理，并理解不同算法的用處。在法國，算法也是數(shù)學課程的一部分，主要分為4個周期來學習算法和編程。第一周期主要培養(yǎng)學生對周圍世界的認知，使學生學會使用恰當?shù)能浖砭幋a空間的運動;第二周期開始讓學生理解簡單的算法，并學會生成算法;第三個周期專注于所有學科領(lǐng)域的抽象化進程，開始正式學習編程;第四個周期主要是培養(yǎng)學生的算法思維和邏輯思維。在葡萄牙和奧地利，計算思維是信息通信技術(shù)和信息學課程的一部分，主要學習算法和編程的基本操作原理。

（三）計算思維的教學方法、學習工具及評估方法

1. 計算思維的教學方法

《報告》呈現(xiàn)了多種在義務(wù)教育階段培養(yǎng)計算思維的教學方法，歐洲多數(shù)國家常采用的方法之一是CS Unplugged（Computer Science Unplugged），即不插電的計算機科學。它通過一些生動有趣的活動或游戲，采用自主開放的學習方式，把計算思維能力的培養(yǎng)融入青少年的信息技術(shù)課程學習中，其創(chuàng)新點是不使用任何實體計算機就能達到學習“計算機科學”的目的[25]。

不插電意味著將計算機科學原理融入活動或游戲之中，不僅教給學生科學的道理，還促進學生對計算機科學產(chǎn)生濃厚的興趣。不插電計算機科學中對計算機工作原理的闡釋可以激發(fā)學生的創(chuàng)造性，能夠幫助學生更好地理解并運用計算機科學知識，更有效地激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)造力，讓學生能夠主動探索和積極思考，從而訓(xùn)練學生的計算思維能力，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，理解科學技術(shù)服務(wù)于生活、讓生活更美好的本質(zhì)[26]。

培養(yǎng)計算思維的另一種方法是使用計算機模擬支持學習。學習者通過模擬過程探索現(xiàn)象的本質(zhì)，在改變模擬參數(shù)值的同時進行“假設(shè)”實驗并得到反饋。由于計算模型是可執(zhí)行的模型，容易測試、調(diào)試和改善，學生不僅可以用來模擬，還可以修改底層計算模型，設(shè)計并運作理想模型。

2. 計算思維的學習工具

在義務(wù)教育階段引入計算思維的核心概念和技能需要借助學習工具，這些學習工具既能滿足學生進行簡單的編程活動的需求，也可以使經(jīng)驗豐富的學習者進行具有挑戰(zhàn)性的活動。

《報告》指出，編程作為探索其他領(lǐng)域、自我表達的媒介，使計算思維的概念變得更具體，是培養(yǎng)計算思維的學習工具之一[27]。視覺編程常常被應(yīng)用到創(chuàng)建數(shù)字化的游戲中，學習者可以通過拖放可視化的語言開始創(chuàng)作，但為了控制多個屏幕和交互式動畫，編程語言需要包含用于并發(fā)和處理事件的原始語句，相當復(fù)雜和繁瑣?；诮M塊的編程環(huán)境被用于執(zhí)行動畫故事敘述的活動，學習者需要以類似于游戲創(chuàng)作的方式分解場景和角色動作。培養(yǎng)計算思維的學習工具除了基于屏幕的虛擬環(huán)境，還包括有形的編程學習工具，如樂高機器人系列、可穿戴軟件Lilypad、微型可編程計算機BBC Micro：bit，幫助學習者學習基礎(chǔ)的編程知識[28]。

3. 計算思維的評價方法

在教育中全面有效地整合計算思維，其評價方法至關(guān)重要。然而，涉及計算思維概念和結(jié)構(gòu)的評估以及計算思維向其他知識領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的研究仍然非常有限[29]。

《報告》指出，現(xiàn)階段評估計算思維發(fā)展的方法主要有以下幾種[30]：第一種方法是分析學生的項目組合，生成每個項目中使用編程組塊或未使用編程組塊的可視化表示。第二種方法是基于對項目選定者的訪談。通過讓項目選定者完成多項選擇題作答或參與隨機訪談的方式評估學生的計算思維能力。第三種方法是使用支持教育工作者評價學生編程和計算思維發(fā)展的工具。第四種方法是基于設(shè)計的方法。為項目參與者提供低、中、高三個復(fù)雜程度的項目，讓參與者自主選擇，然后根據(jù)選擇的內(nèi)容來闡述項目作用，描述擴展過程，制定故障排除方案，重組項目實現(xiàn)新功能轉(zhuǎn)換。通過評估學生的設(shè)計方案，了解學生的計算思維發(fā)展水平[31]。

目前，對學生計算思維能力的評估還處于不成熟階段，現(xiàn)有的評估方法和工具只涵蓋了計算思維的部分領(lǐng)域，仍需要進一步的研究才能實現(xiàn)對計算思維的全面評估。

（四）培養(yǎng)教師的計算思維

將計算思維引入義務(wù)教育需要專業(yè)教師的大力支持，歐洲各國為了將計算思維引入現(xiàn)有課程，對在職教師進行了持續(xù)的專業(yè)培訓(xùn)。如意大利教育部的“數(shù)字學校”計劃[32]，通過混合培訓(xùn)、研討會、在線培訓(xùn)和分層培訓(xùn)的方式，培訓(xùn)教師掌握計算思維的教學方法。

此外，針對職前教師的培訓(xùn)，歐洲各國主要采用以下四種方法：第一種方法是Partner for CS Professional Development（計算機科學專業(yè)發(fā)展合作模式），該模式不僅包括暑期學院學習，還包括后續(xù)的課堂教學支持和在線支持服務(wù)[33];第二種方法是將計算思維整合到現(xiàn)有的解決問題和批判性思維模塊中，職前教師在學習教育心理學課程時，一并完成對計算科學的學習[34];第三種方法包括一系列職前發(fā)展干預(yù)措施，以協(xié)助教師在其他學科領(lǐng)域（如音樂、語言藝術(shù)、數(shù)學和科學）中利用計算思維和編程作為教學工具;第四種方法是培訓(xùn)職前教師使用Flash動作腳本編寫偽代碼來解決問題，并將偽代碼轉(zhuǎn)換成動作腳本，在這個過程中，使教師既提高了計算技能，又學習了編程。培訓(xùn)過程展示了如何使用動作腳本語言制作教學產(chǎn)品，并且在每個階段，參與者錯誤的思維都會被及時識別和糾正[35]。

五、對我國義務(wù)教育階段發(fā)展計算思維的啟示

（一）達成對計算思維的共同理解

隨著信息化、數(shù)字化社會的到來，教育正在發(fā)生快速的變化，并處于變革的臨界點。全球范圍內(nèi)，以教育為主題的自上而下的正式教育改革和自下而上的非正式教育措施正在不斷涌現(xiàn)，目的是讓年輕人適應(yīng)全新的數(shù)字化生活和學習環(huán)境。計算思維作為21世紀必備的關(guān)鍵技能，能夠幫助學生更好地利用信息技術(shù)理解和解決生活與學習中的真實問題，成為合格的數(shù)字化公民。為了保證所有學生能夠在數(shù)字經(jīng)濟中茁壯成長，需要每一位學生提供與計算思維相關(guān)的實踐活動及經(jīng)驗。而現(xiàn)階段關(guān)于計算思維的概念、組成要素、基本結(jié)構(gòu)等問題，學術(shù)界還未達成共識，而且世界各國對計算思維的稱呼術(shù)語也不盡相同，特別是當用不同的術(shù)語來指代計算思維的核心概念時，容易引起概念混淆。因此，各國的相關(guān)學者需要加強相互間的交流、合作，達成對計算思維的共同理解，不僅包括對計算思維概念、要素等一系列問題的理解，還需要達成在不同語境下對計算思維的共同理解，這樣既有益于各國之間的學術(shù)交流，更有利于借鑒彼此整合計算思維的成功經(jīng)驗，讓不同國家以適合自己教育背景的方式引入計算思維。

另外，在現(xiàn)有的相關(guān)文獻中，關(guān)于數(shù)字化能力與計算思維之間的關(guān)系還存在爭議，學者認為二者屬于不同的概念，分別培養(yǎng)學生不同方面的能力，但有些國家的教育部門認定兩者屬于共同的主題，都是為了培養(yǎng)學生實用的信息通信技術(shù)技能。針對這一問題，需要學者與教育部門之間共同協(xié)商，達成共識，澄清計算思維與數(shù)字化能力之間的異同，也便于將相關(guān)的科研成果應(yīng)用于具體的教學實踐中，推動計算思維的有效整合。最后，正式教育和非正式教育之間也需要相互合作、協(xié)商，共同促進計算思維的發(fā)展。正式教育可以借鑒非正式教育的經(jīng)驗教訓(xùn)，為計算思維在正式教育中的整合提供寶貴意見，另外，非正式教育擁有豐富的教育教學資源，不僅可以為正式教育中積極性高的學生提供課外學習的機會，也可以為正式教育提供教育平臺，結(jié)合正式教育中的核心課程，共同培養(yǎng)所有兒童計算思維的發(fā)展。同時，二者之間也可以達成共同的合作項目，如教師培訓(xùn)等，共同促進彼此的發(fā)展。

（二）獲得社會各界的廣泛支持

計算思維是當前國際廣為關(guān)注的一個重要概念，得到了世界各國教育界的廣泛支持。2008年，美國計算機科學教師協(xié)會在微軟公司的支持下發(fā)布《計算思維：一個所有課堂問題解決的工具》報告[36];2011年，又提出了《CSTA K-12年級計算機科學標準》，為K-12階段的計算機科學教育提供了綜合全面的標準，并強調(diào)了計算思維對計算機科學的重要性。在此基礎(chǔ)上，2016年，美國計算機科學協(xié)會、計算機科學教師協(xié)會等部門又聯(lián)合指導(dǎo)并發(fā)布了《K-12計算機科學框架》，將計算機科學作為一門獨立的學科，把培養(yǎng)學生的計算思維作為框架的核心實踐。英國計算機學會也組織了歐洲的學者對計算思維進行研討，并提出了歐洲的行動綱領(lǐng)[37]。我國高校信息技術(shù)教育領(lǐng)域也正在關(guān)注并研究計算思維，于2010年7月在西安交通大學舉辦了首屆“九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)課程研討會”，并在會議上發(fā)布了《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展聯(lián)合聲明》，以計算思維為核心，確定了計算機基礎(chǔ)課程的教學改革[38]。但除此之外，我國目前還沒有明確的國家政策支持計算思維的發(fā)展，中小學信息技術(shù)課程也較少涉及計算思維的培養(yǎng)，因此，需要在不同層面強調(diào)計算思維對于青少年的重要性，獲得社會各界對發(fā)展計算思維的廣泛支持。首先，高校是我國計算思維的研究中心，在強調(diào)本土研究的基礎(chǔ)上，需要加強國內(nèi)高校之間的合作交流，共同尋找適合我國國情的計算思維發(fā)展之路，同時，還需要加強國際學術(shù)交流，互相借鑒研究成果，共同迎接科研挑戰(zhàn)，推動計算思維的研究發(fā)展。其次，國家的政策決策者也需要加強彼此之間的交流、合作，借鑒其他國家整合計算思維的成功經(jīng)驗，再結(jié)合本國的實際情況，完善計算思維的發(fā)展規(guī)劃。再次，在獲得發(fā)展計算思維的國家政策和戰(zhàn)略規(guī)劃支持的基礎(chǔ)上，需要采取廣泛的監(jiān)測和分析戰(zhàn)略來衡量實施行動的影響力和可持續(xù)性，確定行動計劃的優(yōu)先次序，擴大行動影響。最后，在信息技術(shù)課程的具體實施階段，需要將計算思維的核心概念及涉及的主要內(nèi)容、教育優(yōu)勢等告知課程參與者，讓其真正理解計算思維的重要性。同時，學生家長及其他利益相關(guān)者也需要明確理解發(fā)展計算思維的意義，合力推動計算思維在學校教育中的整合發(fā)展。

（三）制定全面整合計算思維的發(fā)展規(guī)劃

在義務(wù)教育中整合計算思維已成為未來教育的發(fā)展趨勢，要想實現(xiàn)計算思維的全面整合，需要制定完善的教育發(fā)展規(guī)劃。首先，需要以明確的目標闡明在義務(wù)教育中整合計算思維的前景，并在此基礎(chǔ)上制定具體的實施規(guī)劃，確定培養(yǎng)不同學段學生計算思維的教學重點、教學方法及評估工具。其次，需要重點考慮計算思維在整合學科領(lǐng)域所占的比重，以及在眾多學科領(lǐng)域中的定位。雖然計算思維是信息社會中人們所應(yīng)具備的基本技能之一，但結(jié)合當前的教育實踐，仍然不能作為一門獨立的學科存在，只能作為一種融入信息技術(shù)課程的學科核心素養(yǎng)，通過信息技術(shù)課程達到培養(yǎng)學生的計算思維的目的。另外，由于計算思維涉及的內(nèi)容遠不止幾個小時的編程那么簡單，因此，在現(xiàn)有的課程體系中加入計算思維需要使用科學的策略來處理所涉及的各種因素，準確定位計算思維的地位。計算思維強調(diào)發(fā)展問題、解決問題，STEM教育也強調(diào)培養(yǎng)學生運用多學科知識解決問題的能力[39]，因此，可以將計算思維整合進STEM教育，通過STEM教育提升學生的計算思維能力[40]。由于STEM教育包含數(shù)學、工程、科學等多學科知識，能夠開展不同形式的跨學科主題活動[41]，豐富學生的學習生活，增強學習任務(wù)的探索性與實踐性，使學生的計算思維得到充分的發(fā)展。最后，該領(lǐng)域相關(guān)專家強調(diào)早期的計算思維概念和活動的重要性，認為越早開發(fā)學生的相關(guān)能力，越能有效地促進計算思維能力的遷移。因此，為了保證計算思維發(fā)展規(guī)劃的全面、有效，需將計算思維的相關(guān)概念和活動盡早地引入現(xiàn)有的教育體系，形成完整的發(fā)展鏈條。

（四）打造一體化教育生態(tài)系統(tǒng)

在義務(wù)教育階段整合計算思維，需要采取整體的方法把計算思維引入義務(wù)教育。正式的學校教育因受其時間、資源、條件等因素的限制，培養(yǎng)計算思維的方法具有局限性。因此，在利用正式的學校教育的基礎(chǔ)上，還需要利用非正式教育、課外教育，共同構(gòu)建一個跨部門合作的教育生態(tài)系統(tǒng)。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，各部門不是簡單地拼湊在一起，而是機構(gòu)之間相互協(xié)同，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，創(chuàng)建具有本土特色，突出優(yōu)勢的教育生態(tài)系統(tǒng)，最終通過正式教育、非正式教育的融合，真正實現(xiàn)計算思維的全方位發(fā)展。首先，為了創(chuàng)建循環(huán)的學習系統(tǒng)，不僅需要制定詳細的發(fā)展戰(zhàn)略和措施，還需要教師具備專業(yè)的計算思維知識。目前我國大部分學校只在高中階段配備相應(yīng)的信息技術(shù)教師，而中小學大多為兼職的信息技術(shù)教師，因此，在具體的整合過程中需要對在職教師進行大規(guī)模、持續(xù)的專業(yè)知識培訓(xùn)，不僅應(yīng)注重對教育教學知識的培訓(xùn)，還應(yīng)注重對具體教學方法、教學實踐的培訓(xùn)，同時，還需要加強正式教育和非正式教育之間的銜接，整合校內(nèi)外資源，共同致力于相關(guān)教師的培訓(xùn)。其次，在構(gòu)建一體化教育生態(tài)系統(tǒng)時，需要明確各部門的責任，各司其職，以責任為邊界，發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同推動計算思維的發(fā)展。最后，還需要加強媒體對計算思維的宣傳報道，引起社會各界的廣泛關(guān)注，推動形成全社會重視計算思維的育人環(huán)境，構(gòu)建一體化教育生態(tài)系統(tǒng)。

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[Abstract] Computational thinking， a key skill in the 21st century， has been though of as a basic skill which is as important as math and literacy. In the era of artificial intelligence， computational thinking has become more and more popular. However， there are still many problems and challenges to successfully integrate computational thinking into compulsory education. In order to provide students with a comprehensive overview of computational thinking and enable them to better understand the core concepts and attributes of computational thinking， the European Commission Joint Research Centre has released The Research Report on Developing Computational Thinking in the Stage of Compulsory Education. Based on the analysis of that report and its key areas of concern， key conclusions and research results， and combined with the current situation and demands of developing computational thinking in the stage of compulsory education in China， this paper puts forward the following suggestions： to achieve a common understanding of computational thinking; to gain broad support from all sectors of society; to formulate the developmental plan of comprehensive integration of computational thinking; and to build an integrated educational ecosystem.

[Keywords] Computational Thinking; Compulsory Education; Practical Studies; 21st Century Skills; Artificial Intelligence