融合與創(chuàng)新：計(jì)算思維走向2.0

隨著數(shù)據(jù)變得越來(lái)越重要，AI已經(jīng)成為一個(gè)新的計(jì)算思維教育起點(diǎn)。在這樣一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，2024年5月，第八屆APSEC計(jì)算思維與STEM教育國(guó)際會(huì)議（CTE-STEM 2024）在北京師范大學(xué)舉行。由亞太計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用協(xié)會(huì)（APSEC）主辦的計(jì)算思維與STEM教育國(guó)際會(huì)議，專注于計(jì)算思維與STEM教育研討，自2017年以來(lái)已經(jīng)成功舉辦了7屆，在海內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛影響。

本屆會(huì)議的主題為“計(jì)算思維教育以及與計(jì)算相關(guān)的STEM教育”，會(huì)議涌現(xiàn)出了計(jì)算思維與STEM教育的基本范疇、培養(yǎng)路徑、關(guān)鍵命題、創(chuàng)新發(fā)展、計(jì)算思維培養(yǎng)、STEM教育、計(jì)算機(jī)技術(shù)等維度的大量創(chuàng)新研究成果。會(huì)議提出，當(dāng)前，已經(jīng)有越來(lái)越多的人開(kāi)始通過(guò)探索計(jì)算思維教育與STEM教育融合，邁向計(jì)算思維的2.0階段。

本期專題篩選出會(huì)議部分優(yōu)秀成果集中展示，旨在全面展現(xiàn)各學(xué)段的教師對(duì)計(jì)算思維的理解、研究和做法，并讓讀者真正可借鑒、可操作。

作為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的核心，計(jì)算思維正在成為推動(dòng)包括科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)在內(nèi)的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。與此同時(shí)，STEM教育在培養(yǎng)未來(lái)創(chuàng)新人才方面扮演著重要角色，并成為教育領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。2024年5月，第八屆APSCE（亞太計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用學(xué)會(huì)）計(jì)算思維與STEM教育國(guó)際會(huì)議在北京隆重舉行，會(huì)議聚焦于“計(jì)算思維與STEM的融合”，與會(huì)者分享的學(xué)術(shù)論文主要聚焦于計(jì)算思維的理論與評(píng)估、基礎(chǔ)教育領(lǐng)域計(jì)算思維教學(xué)實(shí)踐、計(jì)算思維與編程教學(xué)、計(jì)算思維與STEM的融合應(yīng)用，實(shí)踐案例分享則主要聚焦于計(jì)算思維培養(yǎng)、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)、人工智能教育、探究式學(xué)習(xí)、評(píng)價(jià)反饋機(jī)制，體現(xiàn)出學(xué)術(shù)研究不斷傳承、教學(xué)實(shí)踐日益創(chuàng)新的特點(diǎn)。

除了大會(huì)主題“計(jì)算思維與STEM的融合”外，本次會(huì)議還提出“計(jì)算思維2.0”。自2006年計(jì)算思維被確立為“21世紀(jì)中葉人人都應(yīng)具備的基本素養(yǎng)”以來(lái)，編程活動(dòng)、算法學(xué)習(xí)就被當(dāng)作計(jì)算思維教育活動(dòng)的主要形式。隨著數(shù)據(jù)變得越來(lái)越重要，AI已經(jīng)成為一個(gè)新的計(jì)算思維教育起點(diǎn)。本次大會(huì)就是在這樣一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)召開(kāi)的重要會(huì)議。當(dāng)很多研究者和教師還處于計(jì)算思維1.0階段時(shí)，已經(jīng)有越來(lái)越多的人開(kāi)始通過(guò)探索計(jì)算思維教育與STEM教育融合，邁向計(jì)算思維的2.0階段。

計(jì)算思維與STEM教育的融合：共識(shí)與價(jià)值

信息化、數(shù)字化、智能化的浪潮席卷而來(lái)，快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能，正在成為革新所有領(lǐng)域與行業(yè)的關(guān)鍵因素，并切實(shí)地影響和改變了我們的生活方式和工作方式。然而，與以往單一地強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)不同，近些年越來(lái)越多的人意識(shí)到“融合計(jì)算思維與STEM教育”能夠?yàn)槿瞬排囵B(yǎng)提供新的可能。STEM教育是跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，它以問(wèn)題解決為導(dǎo)向，注重科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的整合。計(jì)算思維與STEM教育的融合，則突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)問(wèn)題情境中，實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算思維的跨學(xué)科問(wèn)題解決。在本次大會(huì)上，專家們?cè)俅螐?qiáng)調(diào)了計(jì)算思維與STEM教育融合的重要性、必要性，并闡明了其中的核心要點(diǎn)。

在大會(huì)致辭環(huán)節(jié)，北京師范大學(xué)副校長(zhǎng)周作宇明確指出，跨學(xué)科復(fù)合型人才是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的重要資源，而“計(jì)算思維和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力則是（跨學(xué)科復(fù)合型人才）應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的核心能力”。

中國(guó)教育裝備行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)王強(qiáng)認(rèn)為，計(jì)算思維教育和STEM教育不僅是要讓學(xué)生掌握未來(lái)成長(zhǎng)所需的核心技能，二者的融合，更是體現(xiàn)了培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神的統(tǒng)一。

香港賽馬會(huì)運(yùn)算思維教育計(jì)劃總監(jiān)賴錫璋表示，他們?cè)谥袊?guó)香港地區(qū)推動(dòng)的計(jì)算思維教育活動(dòng)已經(jīng)取得了顯著的成效，未來(lái)將進(jìn)一步加大計(jì)算思維和STEM教育的融合。

首都師范大學(xué)樊磊教授指出，從2024年秋季開(kāi)始，中國(guó)將全面實(shí)施義務(wù)教育階段新課程標(biāo)準(zhǔn)。此版新課程標(biāo)準(zhǔn)的一大創(chuàng)新就是提出了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，而跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)上就是STEM教育的理念在國(guó)家課程體系中一種強(qiáng)化和具體的體現(xiàn)。

北京大學(xué)教授、現(xiàn)任大灣區(qū)大學(xué)講席教授的李曉明在其主旨報(bào)告《計(jì)算思維及其在STEM教育中的作用與途徑》中討論了計(jì)算思維在STEM教育中的應(yīng)用。他認(rèn)為，計(jì)算思維在STEM教育中具有重要地位，通過(guò)結(jié)合STEM內(nèi)容，利用計(jì)算思維的策略和方法，合理使用工具，可以更有效地實(shí)現(xiàn)STEM教育目標(biāo)。在計(jì)算思維與STEM教育融合的具體實(shí)施上，首先，應(yīng)選擇包含問(wèn)題求解與分析、算法思維和系統(tǒng)思維、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模式識(shí)別、抽象與自動(dòng)化、模擬與仿真等方面的知識(shí)，這些都是計(jì)算思維在STEM教育中應(yīng)用的重要方面，通過(guò)將這些內(nèi)容融入教學(xué)，可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握計(jì)算思維；其次，可以通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將計(jì)算思維的策略和方法融入到STEM教育中，結(jié)合編程工具、模擬仿真軟件，可以有效地實(shí)現(xiàn)STEM教育目標(biāo)，同時(shí)提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。此外，李曉明也強(qiáng)調(diào)了教師素養(yǎng)的重要性，認(rèn)為STEM教師只有不斷提高自身能力水平，較為全面、深刻地認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)，才能創(chuàng)造性地指導(dǎo)學(xué)生。

計(jì)算思維走向2.0：發(fā)展與創(chuàng)新

1.數(shù)據(jù)、AI與計(jì)算思維

人工智能及生成式人工智能的迅猛發(fā)展對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響，人工智能在重塑教育教學(xué)方式的同時(shí)，其作為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段也受到教育者們的高度重視，不僅如此，人工智能時(shí)代也對(duì)人才培養(yǎng)提出了新的要求。在此種背景下，計(jì)算思維的重要性愈發(fā)凸顯，它不僅能夠幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題能力。在學(xué)校教育中，已有大量的一線教師將計(jì)算思維與人工智能教育相結(jié)合，積累了寶貴的教育實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在理論展望方面，也有大量專家學(xué)者就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入探討，進(jìn)一步為實(shí)踐指明方向。

（1）計(jì)算思維與人工智能教育的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

本次大會(huì)匯聚了眾多在計(jì)算思維和STEM教育領(lǐng)域頗有建樹的優(yōu)秀實(shí)踐者。他們分享了關(guān)于計(jì)算思維培養(yǎng)、STEM教育、計(jì)算機(jī)技術(shù)的獨(dú)到見(jiàn)解與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

香港英皇書院同學(xué)會(huì)小學(xué)第二校的許文星分享了將AI融入教學(xué)的親身體驗(yàn)和觀察。他積極嘗試將生成式人工智能引入課堂，通過(guò)具體實(shí)例（如利用AI進(jìn)行人臉識(shí)別門鎖的制作、在常識(shí)課上使用ChatGPT互動(dòng)、在校外活動(dòng)中采用AI導(dǎo)游），展示了AI如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并豐富教學(xué)手段。隨著AI的引入，許文星注意到，教師角色正在從單純的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)者和合作者，與學(xué)生一同探索新知識(shí)，使教學(xué)更加生動(dòng)有趣。

清華大學(xué)附屬中學(xué)的徐巖老師發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始嘗試?yán)肁I來(lái)輔助編程學(xué)習(xí)，顯示了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自主利用新技術(shù)的新趨勢(shì)。他認(rèn)為，AI技術(shù)的普及和學(xué)生對(duì)AI的主動(dòng)應(yīng)用，要求教育者不僅要考慮如何將AI融入課堂，還要思考學(xué)生如何在新的學(xué)習(xí)環(huán)境中自主利用AI。

除了中小學(xué)階段的實(shí)踐之外，香港中文大學(xué)任揚(yáng)教授則介紹了該校實(shí)施的“AI未來(lái)”項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一套針對(duì)中學(xué)生的AI課程體系，并已在多所學(xué)校成功實(shí)施。任揚(yáng)強(qiáng)調(diào)，AI在教育中的應(yīng)用不僅限于技術(shù)開(kāi)發(fā)，更重要的是構(gòu)建一個(gè)生態(tài)體系，使學(xué)生、教師、家長(zhǎng)都能在其中有效實(shí)施AI教育。同時(shí)，任揚(yáng)也提醒教育工作者和學(xué)生要警惕AI可能帶來(lái)的偏見(jiàn)和誤導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)批判性思維的重要性，他建議通過(guò)環(huán)境模擬和案例研究等方式，幫助學(xué)生理解倫理思維在AI背后的重要性，并以負(fù)責(zé)任的方式利用技術(shù)。

曾詠珊和溫曉燕從香港中小學(xué)的實(shí)踐出發(fā)，分享了如何將計(jì)算思維融入日常教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)。宋潔從編程教育機(jī)構(gòu)的視角，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算思維課程設(shè)計(jì)的重要性和挑戰(zhàn)。袁中果從中學(xué)教育實(shí)踐出發(fā)，探討了如何構(gòu)建多元化的課程體系以滿足不同學(xué)生的需求。金鑫則結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為應(yīng)該通過(guò)實(shí)踐讓學(xué)生真正理解并掌握如何使用這些技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生正確應(yīng)用生成式人工智能，注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新精神。這些教師提及的計(jì)算思維與人工智能教學(xué)實(shí)踐，在融合方面呈現(xiàn)出深入、多元且實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。此外，教師們結(jié)合實(shí)踐經(jīng)歷提出了前瞻性的思考和觀點(diǎn)，如人工智能技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)教師學(xué)習(xí)能力的挑戰(zhàn)等，在實(shí)踐基礎(chǔ)上的反思和展望有助于引領(lǐng)教育領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

（2）計(jì)算思維與生成式人工智能的發(fā)展趨勢(shì)

生成式人工智能自誕生以來(lái)一直在教育領(lǐng)域受到高度重視，計(jì)算思維與生成式人工智能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)以及潛在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)也是人們關(guān)注的問(wèn)題。在本次大會(huì)上，專家們就上述問(wèn)題展開(kāi)了富有見(jiàn)地的討論。

香港大學(xué)黃家偉副教授提出的觀點(diǎn)“計(jì)算思維是AI學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，我們需要在教育中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生計(jì)算思維和AI素養(yǎng)的培養(yǎng)”得到所有專家的認(rèn)同。

北京師范大學(xué)黃榮懷教授圍繞生成式人工智能如何影響教育領(lǐng)域展開(kāi)了深入探討。他指出，AI在教育中的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜且多方面的話題，特別是考慮到其對(duì)社會(huì)環(huán)境的潛在影響。他強(qiáng)調(diào)了在AI研究中識(shí)別可信任度的重要性，以及面臨的挑戰(zhàn)和優(yōu)勢(shì)。黃榮懷進(jìn)一步探討了智能人機(jī)協(xié)同的問(wèn)題，特別是在合作式、協(xié)作式教學(xué)中的數(shù)字孿生模型。他提出了名為iSTAR的新模型，該模型考慮了設(shè)計(jì)、倫理、實(shí)踐和評(píng)估等多個(gè)方面，旨在形成一個(gè)完整的閉環(huán)系統(tǒng)。他還提到在社會(huì)科學(xué)研究中如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)、調(diào)研和實(shí)踐來(lái)探討AI如何改變教育。在談到計(jì)算思維和AI素養(yǎng)之間的關(guān)系時(shí)，黃榮懷強(qiáng)調(diào)，雖然二者在某些方面難以明確區(qū)分，但它們?cè)诮逃械膽?yīng)用有著共同的目標(biāo)，即提升學(xué)生的問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新思維。他強(qiáng)調(diào)，雖然AI為教育帶來(lái)了諸多機(jī)會(huì)，但教師在其中的角色依然不可替代。教師需要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，同時(shí)保持在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的主導(dǎo)權(quán)，確保技術(shù)為教育所用而非主導(dǎo)教育過(guò)程。此外，黃榮懷還強(qiáng)調(diào)了倫理和責(zé)任感在AI教育中的重要性，呼吁教育工作者在引入AI技術(shù)時(shí)保持謹(jǐn)慎和負(fù)責(zé)的態(tài)度。

香港創(chuàng)新中心執(zhí)行董事陳文茵強(qiáng)調(diào)了將AI工具整合到教育環(huán)境中的重要性，以及教師如何在教學(xué)過(guò)程中合理使用這些工具，確保學(xué)生能夠從中受益并發(fā)展他們的計(jì)算思維能力。她還指出，在教授學(xué)生使用AI時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)符合倫理的使用方式，并培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

首都師范大學(xué)孫眾教授認(rèn)為，盡管計(jì)算思維對(duì)教師和學(xué)生而言是一個(gè)較新的概念，但AI的引入實(shí)際上促使教師在實(shí)踐中應(yīng)用計(jì)算思維。她以在山東農(nóng)村和廈門開(kāi)展的STEM教育項(xiàng)目為例，說(shuō)明了計(jì)算思維在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)了在普及計(jì)算思維方面需要做更多的工作。隨著生成式人工智能的引入，教學(xué)評(píng)價(jià)理念需要發(fā)生轉(zhuǎn)變，要從結(jié)果性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向過(guò)程性評(píng)價(jià)，并更多地關(guān)注學(xué)生在深度學(xué)習(xí)、批判性思維等方面的表現(xiàn)。她提出AI在評(píng)價(jià)體系中可能帶來(lái)的兩個(gè)轉(zhuǎn)變：理念上的轉(zhuǎn)變，即不僅評(píng)價(jià)學(xué)生個(gè)體表現(xiàn)，還要關(guān)注其與AI協(xié)同時(shí)的思維方式、價(jià)值取向；技術(shù)層面的轉(zhuǎn)變，即利用AI技術(shù)模擬世界模型，預(yù)測(cè)和呈現(xiàn)任務(wù)完成方案。

2.計(jì)算思維作為思維方式

隨著人工智能以及計(jì)算思維的不斷發(fā)展，人們愈發(fā)認(rèn)識(shí)到，計(jì)算思維不僅僅是一種解決問(wèn)題的模式或工具，更是一種思維方式。在專家們的討論中多次出現(xiàn)“創(chuàng)新能力”和“批判性思考”這兩個(gè)關(guān)鍵詞，培養(yǎng)計(jì)算思維的最終目的絕不是編寫代碼、完成任務(wù)，而是提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維能力。

正如立陶宛維爾紐斯大學(xué)Valentina教授指出的那樣，計(jì)算思維為研究和應(yīng)用計(jì)算方法提供了一個(gè)強(qiáng)大的基礎(chǔ)，其應(yīng)用領(lǐng)域早已超越了計(jì)算本身。它涉及識(shí)別我們周圍世界中與計(jì)算相關(guān)的元素，并運(yùn)用計(jì)算工具和技術(shù)來(lái)理解和分析自然、社會(huì)和人工系統(tǒng)及其運(yùn)作過(guò)程。這種思維方式使學(xué)生能夠面對(duì)問(wèn)題，將其拆解為可處理的部分，并設(shè)計(jì)算法來(lái)解決問(wèn)題。在計(jì)算思維的培養(yǎng)策略和方法上，Valentina建議計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作者可以選擇小型的、“簡(jiǎn)潔易懂”（Mind-size bites）的任務(wù)，這種方法有助于學(xué)生以更高效的方式掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)概念。她以全球信息學(xué)和計(jì)算思維挑戰(zhàn)賽（Bebras）為例，說(shuō)明了通過(guò)使用Bebras試題，學(xué)生能夠?qū)⒂?jì)算思維學(xué)習(xí)融入到日常生活中，能夠在正式或非正式的信息科技教育過(guò)程中增強(qiáng)對(duì)外界世界的理解。

新加坡國(guó)立大學(xué)梁漢槐教授指出，鑒于計(jì)算思維并非完全屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)，所以發(fā)展計(jì)算思維的方法也不僅僅局限于編程活動(dòng)。他大膽地指出，編程只是計(jì)算思維的最后一步，僅僅占問(wèn)題解決整個(gè)過(guò)程的十分之一而已。因此，面向全體學(xué)生的計(jì)算思維教育應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)不用編程的計(jì)算思維問(wèn)題解決，教學(xué)過(guò)程中重在教授概念和思路，而不是具體的編程語(yǔ)法或操作，要強(qiáng)調(diào)從上而下構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系，而不是自下而上。計(jì)算思維教育的目的是發(fā)展學(xué)生的信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的思維模式（IT-enabled MindSet，縮寫為ITeMS）。因此，在實(shí)施計(jì)算思維教育的過(guò)程中，他結(jié)合匈牙利數(shù)學(xué)家喬治·波利亞（George Pólya）提出的四步問(wèn)題解決法（Polya’s Problem-Solving Process，縮寫為PPSP），通過(guò)眾多不插電的計(jì)算思維教育活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

李曉明教授也指出，計(jì)算思維是在數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代背景下形成的，它是一種利用計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行問(wèn)題求解的態(tài)度和能力，涵蓋了算法思維、邏輯思維、網(wǎng)絡(luò)思維等多個(gè)層面。計(jì)算思維的內(nèi)涵包括了問(wèn)題求解、計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用等，而外延則涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科的交叉，如計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算物理學(xué)等。

人工智能的發(fā)展正在不斷簡(jiǎn)化機(jī)械化和重復(fù)性的工作，計(jì)算思維不僅關(guān)乎編程和算法，更是一種思維方式，它要求我們具備理解問(wèn)題本質(zhì)、批判性地分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)解決方案以及進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造的能力，能夠抽象問(wèn)題、識(shí)別模式、構(gòu)建模型并自動(dòng)化解決方案。

3.指向更智能的問(wèn)題解決過(guò)程

在此次大會(huì)上，不少專家學(xué)者都提到了運(yùn)用計(jì)算思維解決真實(shí)問(wèn)題。梁漢槐教授在談及培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維及問(wèn)題解決能力時(shí)強(qiáng)調(diào)，培養(yǎng)成長(zhǎng)型思維和學(xué)習(xí)態(tài)度，具備處理模糊性的能力，建立起終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，是問(wèn)題解決能力YJv8xq4F9qh7EfF60QikkA==培養(yǎng)中最為重要的非認(rèn)知部分。北京教育學(xué)院于曉雅教授強(qiáng)調(diào)，計(jì)算思維不僅是編程技能，更關(guān)乎對(duì)生活問(wèn)題的理解和創(chuàng)新能力。此外，香港中華基督教會(huì)協(xié)和小學(xué)的曾詠珊老師結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)例，強(qiáng)調(diào)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，通過(guò)使用工具如解決問(wèn)題的框架來(lái)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思考，同時(shí)，真實(shí)世界的問(wèn)題更是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要載體。

在智能技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代背景下，計(jì)算思維指向更智能的問(wèn)題解決過(guò)程，它融合了批判性思維、抽象思維和創(chuàng)新意識(shí)，使得我們能夠發(fā)現(xiàn)、識(shí)別日常生活中的真實(shí)問(wèn)題。具體而言就是，在對(duì)問(wèn)題的批判性思考和深入理解的基礎(chǔ)上，抽象出問(wèn)題可能的解決方案，并在設(shè)計(jì)、執(zhí)行方案的過(guò)程中靈活運(yùn)用知識(shí)，合理應(yīng)用智能工具，最終能夠高效、智慧地應(yīng)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

展望計(jì)算思維2.0

一直以來(lái)，很多教育工作者主要將計(jì)算思維視為一種解決問(wèn)題的工具，強(qiáng)調(diào)的是如何將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的形式，重點(diǎn)在于編程技能的掌握。然而，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算思維教育的目標(biāo)也在發(fā)生變化。

在會(huì)議開(kāi)幕式上，香港教育大學(xué)江紹祥教授在回顧“計(jì)算思維與STEM教育國(guó)際會(huì)議”發(fā)展歷程時(shí)，提出了計(jì)算思維2.0。鑒于生成式人工智能對(duì)教育的影響尚未明晰，顯然目前我們還處于計(jì)算思維教育從1.0向2.0過(guò)渡時(shí)期。雖然目前探索人工智能時(shí)代的計(jì)算思維2.0為時(shí)尚早，但結(jié)合相關(guān)事實(shí)和探索，依然可以提前洞察發(fā)展趨勢(shì)。

首先，計(jì)算思維2.0階段是一個(gè)更加注重?cái)?shù)據(jù)、AI和程序性思維的時(shí)期。在這個(gè)新時(shí)代，計(jì)算思維不再僅僅關(guān)注編程能力，更強(qiáng)調(diào)如何運(yùn)用計(jì)算原理和方法去解決現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜問(wèn)題，特別是在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和AI驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域。這也意味著，教育工作者和學(xué)生不僅需要掌握編程技能，更需要深入理解數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的基本原理和應(yīng)用。這樣的轉(zhuǎn)變是為了更好地適應(yīng)快速變化的技術(shù)環(huán)境和挑戰(zhàn)，同時(shí)也反映了技術(shù)發(fā)展與教育領(lǐng)域相互融合的必然趨勢(shì)。

其次，在2.0階段，計(jì)算思維教育的目標(biāo)不僅是提升解決問(wèn)題的能力，更是提升創(chuàng)新能力和批判性思維。計(jì)算思維教育將開(kāi)始注重對(duì)學(xué)生道德觀念和價(jià)值觀的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)人工智能技術(shù)應(yīng)當(dāng)服務(wù)于教育的本質(zhì)，即促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。因此，人工智能時(shí)代的計(jì)算思維教育2.0需要我們重新思考教育的目標(biāo)，拓寬教育的視野，以適應(yīng)新的教育環(huán)境。

再次，計(jì)算思維2.0階段將更強(qiáng)調(diào)問(wèn)題解決過(guò)程更加智能，計(jì)算思維教育也將注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，以及針對(duì)具體場(chǎng)景靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。計(jì)算思維2.0時(shí)代代表了一種更加全面、深入且與時(shí)俱進(jìn)的計(jì)算思維教育理念，旨在培養(yǎng)能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)技術(shù)挑戰(zhàn)的新一代人才。

另外，還有一個(gè)非常值得關(guān)注的主題講座，是由香港理工大學(xué)胡祥恩教授和Gooru Learning的創(chuàng)始人Prasad Ram博士所做的“Navigated Learning（導(dǎo)航式學(xué)習(xí)）”的報(bào)告。他們強(qiáng)調(diào)，導(dǎo)航式學(xué)習(xí)是一種革命性的教育理念，該方法借鑒了GPS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航技術(shù)，為學(xué)生提供精準(zhǔn)且個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑指導(dǎo)。此方法能夠靈活調(diào)整以適應(yīng)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和理解能力，從而確保每位學(xué)生都能獲得與個(gè)人需求相匹配的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。需要特別關(guān)注的是，兩位專家提及的“Navigated Learning”，不僅體現(xiàn)了計(jì)算思維的核心要素，如數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策、算法與自動(dòng)化、迭代與優(yōu)化以及抽象與模塊化，而且它本身就是計(jì)算思維2.0階段思維的體現(xiàn)，為與會(huì)者提供了很好的范例。