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計算思維培養(yǎng)的研究綜述*

2022-09-27 10:34常詠梅李怡灼
甘肅科技 2022年12期
關(guān)鍵詞:編程計算機教學(xué)模式

常詠梅,李怡灼

(西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

1 引言

美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)教授周以真,2006 年在美國計算機協(xié)會通訊雜志上提出了計算思維的概念,周以真教授將計算思維定義為運用計算機科學(xué)的相關(guān)理念,對問題進行求解的一系列思維活動[1]。在計算思維的概念被提出之后,許多專家學(xué)者也陸續(xù)地跟進研究,對計算思維進行探討。隨著研究的深入,計算思維已經(jīng)被越來越多的人重視起來,計算思維的培養(yǎng)也成為現(xiàn)今關(guān)注的熱點之一。

本研究采用文獻研究法,對2006—2021 年之間有關(guān)計算思維培養(yǎng)的文獻加以分析,探究我國計算思維的培養(yǎng)現(xiàn)狀,并提出針對性的培養(yǎng)建議,以期望能為計算思維培養(yǎng)的研究提供一些參考。

2 計算思維培養(yǎng)的內(nèi)涵

2.1 計算思維的概念

專家學(xué)者從不同角度出發(fā)對計算思維的相關(guān)概念進行了多樣化探討。大體來說,學(xué)術(shù)界對計算思維的理解主要側(cè)重于解決問題、思維活動、實踐活動和創(chuàng)新能力四個方面。

解決問題。2011 年,國際教育技術(shù)協(xié)會聯(lián)合科學(xué)教師協(xié)會共同將計算思維定義為問題解決過程。

思維活動。思維活動的代表人物是周以真教授,他認為計算思維是運用計算機科學(xué)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(xué)之廣度的一系列思維活動[2]。王飛躍[3]認為,從廣義的角度而言,計算思維是一種基于可計算手段并以定量方式進行的思維過程;狹義的角度而言,計算思維是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的思維過程。李艷坤等[4]認為計算思維是運用計算的科學(xué)方法進行問題求解的一種思想活動。他們都把計算思維歸結(jié)為一種思維活動。

實踐活動。蔣宗禮[5]認為計算思維是在各類問題的求解中有意識地使用計算機科學(xué)家們采用的思想、方法技術(shù)及工具甚至是環(huán)境,不僅包括思考,還包括更一般的活動。王榮良[6]提出計算思維是經(jīng)歷抽象形式化,構(gòu)造自動化的過程。

創(chuàng)新能力。2010 年C9 大學(xué)聯(lián)盟發(fā)布了《九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》,聲明表達了發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生計算思維的必要性,以及為國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要性[7]?!镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 版)》在四大核心素養(yǎng)中加入計算思維,計算思維已經(jīng)成為學(xué)生所要通過學(xué)習(xí)必備的能力。此標(biāo)準(zhǔn)認為具備計算思維的學(xué)生,具有綜合利用各種資源,并能有效利用計算機解決相關(guān)問題的能力[8]。與此同時,以期通過計算思維的培養(yǎng),來發(fā)展人的創(chuàng)新綜合能力。

綜合上述四種觀點,我們可以發(fā)現(xiàn)這四種觀點各有側(cè)重。解決問題更重視計算思維的問題解決能力,以期通過計算思維來解決目前的困難,可以說解決問題是使用和發(fā)展計算思維的目的。而思維活動相比于解決問題而言,更強調(diào)計算思維是一種過程性思維,強調(diào)在解決問題的過程中,需要思維的參與。實踐活動認為計算思維是一種實踐活動,與其他實踐活動不同的是,計算思維是人使用計算機相關(guān)方法來進行的實踐。創(chuàng)新能力則更側(cè)重于計算思維對于學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更關(guān)注計算思維帶來的結(jié)果。

2.2 計算思維的培養(yǎng)

“九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎(chǔ)課程研討會”中,陳國良院士出席會議并作了“計算思維能力培養(yǎng)研究”的報告。這次會議明確提出把“計算機思維能力的培養(yǎng)”作為計算機基礎(chǔ)教育的核心任務(wù)。最新修訂的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中,將計算思維列為學(xué)生必備的四種基本素養(yǎng)之一。自從計算思維的概念被提出以來,許多有關(guān)于“計算思維培養(yǎng)策略”“計算思維培養(yǎng)模式”“計算思維培養(yǎng)工具”等也相繼展開。

其中郁曉華[9]對計算思維的培養(yǎng)進行了明確的概念界定,認為計算思維的培養(yǎng)是將計算機科學(xué)解決問題的方法和過程擴展到其他學(xué)科,進而形成計算化和自動化的解決方案,其核心業(yè)務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生如何構(gòu)建目標(biāo)問題域和分解任務(wù)邏輯,抽象為系統(tǒng)方法并由計算機實現(xiàn)。

3 計算思維培養(yǎng)的研究歷程分析

本研究以CNKI 數(shù)據(jù)庫中的文獻作為數(shù)據(jù)來源,以“計算思維培養(yǎng)”以及“計算思維發(fā)展”作為主題詞進行檢索。主要是篩選科學(xué)引文索引(SCI)、工程索引(EI)、中文社會科學(xué)引文索引(CSSCI)、中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD)中的期刊以及碩博士論文,并將檢索的時間跨度設(shè)置為2006—2021年,同時剔除有關(guān)會議通知、會議報道、期刊征稿等與研究無關(guān)的消息類文獻,以保證選取文獻的科學(xué)性、權(quán)威性和有效性,共篩選出相關(guān)文獻385篇,作為研究樣本進行分析,其中包括期刊文獻163篇,碩博士論文222篇。分析結(jié)果如圖1所示。

圖1 計算思維培養(yǎng)年度發(fā)文量趨勢圖

由1 圖可以看出,從2010—2021 年,我國計算思維培養(yǎng)發(fā)文量的發(fā)展趨勢可以大致分為初步萌芽、緩慢探索、快速發(fā)展三個階段。

第一階段為2010—2013 年,每年年度發(fā)文量均少于15篇,這個時期為計算思維培養(yǎng)的初步萌芽時期。自計算思維的概念首次被提出后,隨之2009年7月舉辦“九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎(chǔ)課程研討會”會議,會議的召開給計算思維的發(fā)展帶來了轉(zhuǎn)折,會議的主要內(nèi)容為促進計算機基礎(chǔ)教學(xué)的質(zhì)量,同時將計算思維作為計算機基礎(chǔ)教學(xué)的重點,并提出要發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。本次會議將計算思維正式帶入了教育領(lǐng)域,教育領(lǐng)域的學(xué)者們開始關(guān)注計算思維,并開始重視計算思維的培養(yǎng)。

第二階段為2014—2017 年,這個階段是計算思維培養(yǎng)的緩慢探索階段,這一時期的年度發(fā)文量維持在30篇以內(nèi)。2014年發(fā)文量的快速增長,究其原因是2013年發(fā)布的《計算思維教學(xué)改革宣言》,將計算思維培養(yǎng)確立為高校計算機基礎(chǔ)課教學(xué)的中心。經(jīng)過第一階段的萌芽時期,我國對于計算思維的研究熱情高漲,各類高校開始研究探索計算思維的培養(yǎng),不僅是計算機類的高校,還包括農(nóng)林類高校,文科類院校、化工類院校、軍校等多類型高等院校。

第三階段為快速發(fā)展階段,時間為2018 年至今,這一時期是技術(shù)飛速發(fā)展的時期,2017 年國家正式將計算思維列入新修改的高中課程標(biāo)準(zhǔn)中,隨后計算思維的培養(yǎng)也成為基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的研究熱點。計算思維在各個學(xué)科、各個學(xué)段的重要性體現(xiàn)了出來。各學(xué)段通過將計算思維與各種教學(xué)模式相結(jié)合來培養(yǎng)計算思維。2020 年,計算思維培養(yǎng)的發(fā)文量達到了波峰(97 篇)。并經(jīng)CNKI 的可視化分析預(yù)測,2021年的發(fā)文量將會持續(xù)穩(wěn)定增長。

從計算思維培養(yǎng)的三階段可以看出,計算思維的培養(yǎng)經(jīng)歷了從初步萌芽階段的發(fā)文量較少,到緩慢探索階段,對計算思維的充分探索是我國計算思維發(fā)展的必經(jīng)途徑,是計算思維培養(yǎng)與高等教育領(lǐng)域融合的一個關(guān)鍵時期??焖侔l(fā)展階段是緩慢探索階段的積累,計算思維的培養(yǎng)不僅能與高等教育聯(lián)系在一起,在其他教育階段也同樣適用,表明計算思維的培養(yǎng)已經(jīng)在教育領(lǐng)域占有了舉足輕重的地位。

4 計算思維培養(yǎng)的研究現(xiàn)狀分析

綜合研究近十年計算思維培養(yǎng)有關(guān)文獻,發(fā)現(xiàn)選取的385 篇文獻中,研究者主要是來自高等教育領(lǐng)域的專家學(xué)者、研究生與博士生。雖然也有一線教師注意到了計算思維的培養(yǎng),但是一線教師研究者數(shù)量并不是很多。所以,在基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育以及特殊教育領(lǐng)域的一線教師需要充分關(guān)注到計算思維的培養(yǎng)。

針對163 篇期刊文獻分析得出結(jié)果,計算思維的培養(yǎng)目前主要集中在計算機教育領(lǐng)域,其關(guān)注度為57.89%;其次是圖書領(lǐng)域,以及軍事領(lǐng)域,而其余的領(lǐng)域相比計算機教育領(lǐng)域來說關(guān)注度較少僅為5%左右。所以還需要加強計算思維與其他學(xué)科、專業(yè)的融合研究,讓更多領(lǐng)域的研究者都關(guān)注計算思維的培養(yǎng)。

5 計算思維培養(yǎng)的研究領(lǐng)域分析

針對與計算思維培養(yǎng)相關(guān)的163篇期刊文獻進行閱讀、整理分類和特點分析,發(fā)現(xiàn)研究有關(guān)計算思維培養(yǎng)的內(nèi)容逐漸豐富,研究內(nèi)容涉及多個領(lǐng)域。根據(jù)分析,目前計算思維培養(yǎng)研究主要集中在“策略方法研究”“模式模型研究”“編程工具研究”“套裝設(shè)備研究”“輔助資源研究”等五個領(lǐng)域。

5.1 策略方法研究

目前,計算思維的相關(guān)培養(yǎng)策略方法研究,可以分為以下四種類型:

(1)實驗教學(xué)法的應(yīng)用研究

鄭麗坤等[10]提出實驗教學(xué)的方法,在構(gòu)建實驗教學(xué)內(nèi)容的過程中結(jié)合計算機科學(xué)思維的方法,以期在高等教育計算機基礎(chǔ)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。陳杰華等[11]通過改革實驗教學(xué)法來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維,在提高實驗教學(xué)法在教學(xué)過程中地位的同時,設(shè)計出具有創(chuàng)新型、趣味性、有價值的實驗內(nèi)容。實驗教學(xué)法充分鼓勵學(xué)生動手實踐。

(2)案例教學(xué)法的應(yīng)用研究

竇祥國等[12]認為將案例教學(xué)法應(yīng)用到高職C 語言程序教學(xué)中,能夠有效提升高職學(xué)生的計算思維水平,同時在二重循環(huán)教學(xué)中引入圖形傳輸案例,能讓學(xué)生通過解決問題來進行深入的學(xué)習(xí)。姜洋等[13]在案例教學(xué)的基礎(chǔ)上提出混合式案例教學(xué)法,在案例教學(xué)之前,先進行數(shù)據(jù)類型的講解,讓學(xué)生更好地掌握數(shù)據(jù)處理的常用方法,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

(3)互動教學(xué)法的應(yīng)用研究

在計算思維培養(yǎng)的過程中,師生要進行充分的互動。楊玉芹等[14]通過分析26 位從事小學(xué)機器人教育的一線教師訪談,提出教師可以通過與學(xué)生進行分享交流和口頭鼓勵,培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

(4)創(chuàng)設(shè)情境法的應(yīng)用研究

鄭茜[15]指出有關(guān)計算思維培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與學(xué)生的生活接軌,貼近學(xué)生的實際生活。王佑鎂等[16]認為編程主題應(yīng)生活化,能給學(xué)生留下更加深刻的印象。

可見,計算思維的培養(yǎng)一定要學(xué)生通過實驗、互動、案例等親身體驗獲得,并且應(yīng)在基于真實問題解決過程中逐步養(yǎng)成。

5.2 模式模型研究

隨著計算思維的發(fā)展,計算思維的相關(guān)培養(yǎng)模式、模型也涌現(xiàn)出來。針對近年來的文獻研究可把計算思維培養(yǎng)的教學(xué)模式、模型大概分為五類:

(1)項目式教學(xué)模式的應(yīng)用研究

王云等[17]通過分析項目式教學(xué)在計算思維培養(yǎng)過程中的優(yōu)勢,提出基于項目式教學(xué)的計算思維培養(yǎng)模式,并將該模式應(yīng)用于“循跡踢球”項目中,體現(xiàn)了該模式的優(yōu)勢。丁世強等[18]結(jié)合計算思維能力發(fā)展要素與項目式教學(xué)要素的映射關(guān)系,設(shè)計了面向計算思維能力發(fā)展的項目式教學(xué)模式。項目式教學(xué)強調(diào)學(xué)生在真實的情境中學(xué)習(xí),通過合作交流利用各種工具解決問題,完成任務(wù)。這與計算思維的培養(yǎng)是充分契合的,把項目式教學(xué)與計算思維的培養(yǎng)相結(jié)合起來,充分發(fā)揮項目式教學(xué)的優(yōu)勢,更好地培養(yǎng)計算思維。

(2)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的應(yīng)用研究

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)強調(diào)把教學(xué)內(nèi)容與任務(wù)相結(jié)合起來,以學(xué)習(xí)者為中心,學(xué)生通過完成任務(wù)學(xué)習(xí)知識。牟琴等[19]通過將任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)和教學(xué)模式的特點相結(jié)合,構(gòu)建了基于計算思維的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模型,在整個任務(wù)進行過程中,教師要用計算思維的方法去指導(dǎo)學(xué)生,學(xué)生要用計算思維的方法和思想去完成任務(wù)?;谟嬎闼季S的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模型,可以用在任何學(xué)科的教學(xué)過程中,能夠更好地實現(xiàn)因材施教。

(3)問題教學(xué)模式的應(yīng)用研究

李賢陽等[20]構(gòu)建了基于計算思維的問題導(dǎo)學(xué)型教學(xué)模式,把教師和學(xué)生以問題的形式連接起來。張蕾[21]提出面向計算思維的問題學(xué)習(xí)(WPBL)教學(xué)模式及其數(shù)學(xué)模型,并利用網(wǎng)絡(luò)平臺對教學(xué)過程給予指導(dǎo)和把握。兩種模式的共同點是教師基于計算思維的方法、思想提出合理的問題,同時用計算思維的方法來指導(dǎo)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生用正確的態(tài)度回答問題,計算思維貫穿于整個問答環(huán)節(jié)。而WPBL教學(xué)模式又比傳統(tǒng)課堂的問題教學(xué)更依賴于技術(shù)平臺,讓學(xué)生在回答問題的同時鍛煉了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力,培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維。

(4)游戲類教學(xué)模式的應(yīng)用研究

對于學(xué)生來說,輕游戲可以成功吸引學(xué)生的注意力,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。牟琴[22]構(gòu)建了程序設(shè)計課程教學(xué)中“輕游戲”對計算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)模型。曾夏玲[23]針對職業(yè)教育計算機教學(xué)中存在的問題,設(shè)計了基于計算思維能力培養(yǎng)的“輕游戲”教學(xué)模式,并通過“漢諾塔游戲”和“猜數(shù)游戲”案例論證了模式的有效性。基于數(shù)字游戲?qū)W習(xí)理論(DGBL),張學(xué)軍等[24]提出了Python 課程中數(shù)字游戲教學(xué)的教學(xué)模式,以培養(yǎng)高中生的計算思維。并以“打飛機”游戲進行了案例研究,提出該模型的應(yīng)用能提高高中生對于計算思維的態(tài)度。

研究發(fā)現(xiàn)目前的幾類培養(yǎng)模式模型中,大多數(shù)采用的研究方法為實驗研究法,都是通過在具體的情境中進行實驗,從而論證模型的有效性??梢?,多樣化的教學(xué)模式只有遵循計算思維培養(yǎng)的本質(zhì)才可以達成培養(yǎng)目的。

5.3 編程工具研究

編程工具的有效使用可以促進計算思維的培養(yǎng)。根據(jù)資源的類型大致可以劃分為以下2類:

(1)圖形化編程工具類的應(yīng)用研究

隨著技術(shù)的發(fā)展,多種的圖形化編程工具被研發(fā)出來,圖形化編程工具比起傳統(tǒng)的文本編程工具,具有直觀性、趣味性、可理解性等特點。傅騫等[25]基于北京師范大學(xué)米思齊團隊開發(fā)的Mixly for microPython 圖形化編程工具進行實驗研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖形化編程工具能有效培養(yǎng)學(xué)生的計算思維,從而促進學(xué)生完成更具有創(chuàng)新性的作品。寧可等[26]為探究在信息技術(shù)課堂中使用APP Inventor 教學(xué),是否促進了學(xué)生計算思維能力培養(yǎng),提升了學(xué)生課程學(xué)習(xí)興趣。郁曉華等[27]同樣是借助APP Inventor 工具,以“避障”游戲項目展開研究,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在計算思維概念、問題解決方面都有提升?;赟cratch 展開教學(xué)活動現(xiàn)在已成為當(dāng)下流行趨勢,孫立會等[28]設(shè)計了基于Scratch 的游戲化計算思維教學(xué)流程,培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

(2)傳統(tǒng)編程工具類的應(yīng)用研究

李志文[29]基于JAVA 實驗平臺進行計算思維能力培養(yǎng),讓學(xué)生通過動腦和動手學(xué)習(xí)程序設(shè)計和計算機基礎(chǔ)知識,利用計算思維訓(xùn)練,掌握計算機各種知識。通過兩年的改革,學(xué)校藥學(xué)專業(yè)和預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的計算思維能力培養(yǎng)取得了很好的效果。

傳統(tǒng)編程工具和圖形化編程工具的使用都能夠有效地促進學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。傳統(tǒng)編程工具的難度較大,較為適合有一定編程基礎(chǔ)的學(xué)生學(xué)習(xí)。而圖形化編程由于其形象化、趣味化的特點,受到小學(xué)生的歡迎。

5.4 套裝設(shè)備研究

在近些年的計算思維培養(yǎng)中,涌現(xiàn)出許多新穎的編程套件,受到了廣大學(xué)習(xí)者的歡迎。目前實體的套裝設(shè)備有兩種類型。

(1)實體編程類的應(yīng)用研究

實體編程是基于真實世界的物化編程方法,為兒童之后適應(yīng)圖形化編程提供過渡。目前常用的實體編程工具有KIBO、Cubetto、Mabot、Aieggy、Botley、Matatalab、KUBO 等,各種實體編程工具都具有其不同特征與功能。

(2)不插電編程類的應(yīng)用研究

不插電編程過程中脫離了計算機的限制,教師可以使用卡片、繩子、筆等工具或是游戲等一系列有邏輯的活動或任務(wù)來展現(xiàn)編程的思維。

實體編程類設(shè)備和不插電編程類設(shè)備的適用人群為低齡兒童,對于低齡兒童來說長時間接觸電子設(shè)備和屏幕,會對視力造成一定的損傷。而套裝設(shè)備的使用可以有效解決這一問題,把編程實體化,兒童不再需要代碼和屏幕也可以培養(yǎng)和鍛煉計算思維。

5.5 輔助資源研究

在培養(yǎng)計算思維的過程中,適當(dāng)利用輔助資源可以促進計算思維的培養(yǎng)。主要可分為以下3類:

(1)微課資源類的應(yīng)用研究

作為一種教學(xué)資源,微課得到了廣泛的應(yīng)用。莊小云[30]提出使用微課來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。王海艷等[31]近些年把微課教學(xué)模式與計算思維聯(lián)系起來,并在南京郵電大學(xué)展開研究,目前研究已取得顯著成效。微課是一種方便、快捷的資源,通過使用微課作為輔助資源來培養(yǎng)計算思維,能提升計算思維培養(yǎng)的效率。

(2)資源網(wǎng)站類的應(yīng)用研究

隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,各類資源和網(wǎng)站層出不窮。高敬陽等[32]提出可以針對學(xué)生提供不同的教學(xué)內(nèi)容,并把歸類形成的教學(xué)資源放在資源網(wǎng)站,便于學(xué)生獲取資源。同時資源網(wǎng)站可以提供自主答疑,學(xué)生可以通過網(wǎng)站資源得到自己想要的答案。

(3)流程圖類的應(yīng)用研究

郁曉華等[33]用流程圖形式化抽象的計算思維過程,從而清晰地展示了有效解決問題的詳細分解和過程演繹。流程圖可用作評估工具考察學(xué)習(xí)者解決問題的思維過程,同時使用流程圖組織學(xué)生進行實驗,實驗結(jié)果初步顯示,學(xué)生的計算思維在流程圖的支持下得到了有效提升。

學(xué)會恰當(dāng)運用微課資源類、資源網(wǎng)站類、流程圖類等輔助資源,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效促進計算思維的培養(yǎng)。并且隨著技術(shù)的推陳出新,將會有更多的輔助資源產(chǎn)生并應(yīng)用于計算思維的培養(yǎng)中。

6 計算思維培養(yǎng)的建議

6.1 充實計算思維培養(yǎng)的研究團隊,帶動基礎(chǔ)教育教師參與研究工作

研究分析發(fā)現(xiàn)計算思維的研究者團隊,大多都集中在高等教育領(lǐng)域,而高等教育領(lǐng)域的學(xué)者存在對基礎(chǔ)教育的學(xué)情把握不準(zhǔn)確和研究缺乏實踐檢驗的問題?;A(chǔ)教育教師扎根教學(xué)一線、了解課堂、熟悉學(xué)情,所以高校研究者應(yīng)該帶動基礎(chǔ)教育教師開展合作研究,使得計算思維的培養(yǎng)研究既有理論依據(jù)又有實踐檢驗,這樣的研究可供參考性也更強。同時,新時代的教師也要意識到提升自己的教師素養(yǎng),不僅需要教學(xué),同時也要學(xué)會進行教學(xué)研究。

6.2 拓寬計算思維培養(yǎng)的研究領(lǐng)域,加強各學(xué)科與計算思維培養(yǎng)的融合

涉及如何培養(yǎng)學(xué)生計算思維最多的學(xué)科就是計算機相關(guān)學(xué)科。近些年科技發(fā)展速度加快,各種新科技層出不窮,計算機學(xué)科可以說與國家未來的發(fā)展緊密相連,在計算機學(xué)科中強調(diào)計算思維的培養(yǎng)是十分重要的。但是其他學(xué)科也是不可忽略的,我們需要認識到,計算思維并不只是計算機教育的專屬,它是具有普適性的,它可以與任何學(xué)科、任何專業(yè)相聯(lián)系起來。將計算思維培養(yǎng)與各專業(yè)、各學(xué)科融合起來,在學(xué)習(xí)各學(xué)科知識的過程中,同時培養(yǎng)計算思維。

6.3 拓展計算思維培養(yǎng)的研究范圍,注重計算思維的培養(yǎng)全面落實

計算思維的培養(yǎng)主要集中在高等教育階段,基礎(chǔ)教育階段和幼兒階段的關(guān)注度也比較高,但職業(yè)教育階段、特殊教育階段的研究卻很少。已有研究在幼兒階段培養(yǎng)計算思維,這是一個突破,幼兒階段對孩子進行較早的鍛煉,讓幼兒在生長早期就接觸到計算思維,為后續(xù)的發(fā)展奠定一個基礎(chǔ)。而基礎(chǔ)教育階段是知識增長的關(guān)鍵時期,也是人精神最飽滿的時期,計算思維的培養(yǎng)可以充分促進學(xué)生創(chuàng)新能力的提升以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。因此,基礎(chǔ)教育階段的計算思維培養(yǎng)是十分重要的。職業(yè)教育是以培養(yǎng)學(xué)生的各種實用技能為目的的教育。而計算思維作為智能時代的重要思維方式,可以讓職業(yè)院校學(xué)生用現(xiàn)代化的思維、方法、態(tài)度去考慮問題,解決問題。所以,職業(yè)教育中對于學(xué)生計算思維培養(yǎng)也是不可或缺的。特殊教育一直是我國備受關(guān)注的團體,牟遠明[34]提出針對計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革中對高職聽障生進行計算思維的培養(yǎng),使聽障生在現(xiàn)實生活中學(xué)會計算機基本操作技能的同時,初步具備以計算思維進行問題思考求解的能力,為后續(xù)的特殊教育中計算思維培養(yǎng)研究提供了參考。

6.4 充實計算思維培養(yǎng)的研究內(nèi)容,匯聚計算思維培養(yǎng)的參考案例

各種與編程有關(guān)的軟件、平臺近些年都紛紛涌現(xiàn)出來。這些軟件和平臺都各有優(yōu)勢,那么如何基于各種軟件和平臺為計算思維的培養(yǎng)提供幫助,還需要進行大量的研究。目前,有關(guān)計算思維模型的研究主要集中在實驗研究方法。那么可否加入更多的研究方法,來確保研究的多樣性、可靠性、準(zhǔn)確性。資源網(wǎng)站、流程圖、微課資源可支持計算思維的培養(yǎng),但是與之相關(guān)的計算思維培養(yǎng)研究還不是很多??傊?,計算思維的培養(yǎng)研究還有待從研究方法、研究場域、研究對象等方面充實研究內(nèi)容。

7 結(jié)語

計算思維培養(yǎng)是當(dāng)前有關(guān)計算思維的熱點之一。目前,我國計算思維的培養(yǎng)已處于快速發(fā)展階段,但是在研究過程中還是存在著許多的問題,在現(xiàn)今科技飛速發(fā)展的階段,如何做好計算思維的培養(yǎng)工作,還需要進一步的研究和探討。

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