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计算思维：介绍

事实上，我们工作和生活的每一个领域都已被数字技术所主宰。在这些年轻人的成长过程中，他们从未听说过一个没有电脑和智能手机的世界。尽管许多年轻人是技术的狂热消费者，但人们越来越担心，他们还没有准备好成为技术的生产者。Kafai & Margolis(华盛顿邮报在线，2014)是这样描述的:

我们会争辩说，在21世纪及以后，学生将需要学习计算地认为，即培养技能，知识和习惯计算思维(CT)。

什么是计算思维？

“计算思维”这个术语开始出现在世界各地的教育系统中，包括加拿大的K-12教育系统。对于许多教育者来说，CT是一门新学科，了解CT包含的内容对他们来说非常重要，这样他们就可以为有效地支持学生的学习做好准备。对来自世界各地的一些资源进行了研究，以确定CT的定义和解释。这些包括课程文件、学术文献、教育工作者的资源以及提供基于CT的项目的CT组织的网站。

丰富的CT环境是用户可以培养成为创造者的技能的CT环境（Lee等人2011，P.35）

计算思维……

包括思维过程，如逻辑推理

与之相关，但不限于问题解决;包括定义，理解和解决问题

利用计算的工具、技术和概念(例如，分解、抽象和算法思维)

涉及系统地和逻辑结构化程序（算法）以生成自动（可编程）解决方案

支持创建可由信息处理代理(如计算机)有效执行的解决方案

通常涉及收集、组织(排序、分组)和分析数据(寻找模式、依赖关系和关系)

可能导致数字产品，过程和系统的创造

开发并支持高阶思维技能，如分析，综合和评估

支持21世纪/全球技能和能力的发展，包括创造性思维，批判性思维，协作和沟通

在很多情况下，不是直接定义CT，而是根据学生必须知道和做什么来解释CT。有时学习结果是概念性的(例如，算法的概念)，有时学习结果是基于技能的(例如，算法思维)。资料来源还描述了基于ct的学习活动，他们将其标记为策略、方法、方法、过程和实践。

虽然术语似乎很少，但在研究中存在一些经常性的想法。

CT目前尚无公认的定义。CT有许多相似但不同的定义和解释，这些定义和解释反映了研究人员、教育者和组织(计算机科学、科学、数学等)的兴趣和观点。

计算思维适合哪里?

在大多数方面，CT落入数字素养(DL)。根据信息和通信技术委员会(ICTC)的说法，DL是“利用数字技术在知识型社会中定位、组织、理解、评估和创造信息的能力”(2012，布鲁克菲尔德创新与创业研究所(Brookfield Institute for Innovation + Entrepreneurship)将DL定义为“使用技术工具解决问题的能力，其基础是批判性地理解数字内容和工具的能力。”这可以包括创造新的技术工具、产品和服务的更先进的能力”(2017，第11页)。

计算机研究（CS）不太“关于学习如何使用计算机”和“多于计算机编程”（安大略省教育部，2008，P.3）。安大略教育部的计算机研究认为是“关于计算机的计算方式，即在DL和CT重叠的情况下发生，如下图所示。计算机编程，通过其更用户友好的术语“编码”更常见，即将在DL，CS和CT内落下。编码是告诉计算机的该做什么。在大多数情况下，人们使用特定的编程（或编码）语言，该语言定义了如何写入代码，以便计算机可以理解它。编码可以帮助学生培养CT的许多方面。

重要的是要注意，CT的某些方面可以在没有数字技术的情况下开发，这就是为什么图1中的DL和CT方块不完全重叠。

狗万实力大网让我们来谈谈科学计算思维框架

Let 狗万实力大网’s Talk Science CT框架是迄今为止提出的许多定义和解释的综合。它受到了美国计算机科学教师协会、国际教育技术协会、学校计算机协会(英国)、加拿大布鲁克菲尔德研究所、麻省理工学院媒体实验室Karen Brennan和Mitchell Resnick以及Peter J. Denning的影响。它旨在说明CT的各个方面如何帮助学生培养解决问题和满足数字世界需求所需的技能、理解和思维习惯。

下面的列表更详细地列出了在学生发展计算思维的过程中，人们期望在这些领域中看到的东西:

计算方法(技巧)

抽象

算法思想

数据收集与分析

数据表示

调试

分解

逻辑思维

模式识别

测试和评估

计算的概念(了解)

条件

数据

活动

功能