盛通教育：作为编程教育的核心，如何有效开展编程与计算思维教育

前不久，教育部印发了《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》，在课程内容结构、学业质量标准等方面都有较大变化，新版标准将于2022年秋季学期开始执行。

其中，信息科技纳入义务教育独立科目便引起热议。还重点提到，信息科技课程目标要围绕核心素养，而要培养的核心素养，主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。这四个方面互相支持，相互渗透，共同促进学生数字素养与技能的提升。

乔布斯曾说过：“这个国家的每个人都应该学习编程，因为它教你如何思考。”

机器人编程教育到底教什么?

当我们在发展教育的层面上提起编程思维时，更多的是在说“计算思维”。

2006年，华裔计算机学家周以真(Jeannette M. Wing)教授在论文中《Computational Thinking/计算思维》写到：

计算思维是运用计算机科学的基本理念，进行问题求解、系统设计以及人类行为理解。

计算思维是在不确定情况下的规划、学习和调度。

像计算机科学家一样思考，意味着远不止编程，而是要在多个抽象维度上进行思考。

目前，计算思维被广泛地定义为一组认知技能和解决问题的过程。其有四个核心：

¤ 分解：将复杂的问题拆分为更小更易解决的部分，化繁为简;

¤ 模式识别：发现问题之间及内部的相似性，建立问题的模式;

¤ 抽象：提取问题要点，找出解决问题的关键;

¤ 算法：设计一套严谨的分步解决方案，或是针对这类问题的准则。

我们并非必须要学会编程，但一定要习得计算思维。给孩子进行编程启蒙的最终目的，是培养计算思维。良好的计算思维能帮助应对绝大部分问题，例如项目管理、目标分解、情况归纳等。

计算思维是什么?

2006年，美国卡内基·梅隆大学的周以真(Jeannette M. Wing)教授，发表了题为 《计算思维》(Computational Thinking)的文章，提出了一种建立在计算机处理能力及其局限性基础之上的思维方式——计算思维。

她认为，计算思维就是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。它能为问题的有效解决提供一系列的观点和方法，它可以更好地加深人们对计算本质以及计算机求解问题的理解，而且还能克服“知识鸿沟”，便于计算机科学家与其他领域专家交流。

2008年，周以真进一步指出计算思维是一种分析思维， 在问题解决的不同阶段会用到数学思维，在设计和评价复杂系统时会用到工程思维，在理解概念时会用到科学思维。可以看出，计算思维是多种思维的综合应用。

计算思维是为了便于人机的沟通，便于实现用计算机去解决问题，实现目的的一种思维方式。它不是要像计算机一样思考，而是架起人机交流之桥梁的核心思维模式。

在用计算思维解决问题时，人负责把实际问题转化为可计算问题，并设计算法让计算机去执行，计算机负责具体的运算任务，通过运算，达到人想要实现的工作目标，并将这个结果呈现出来，这就是计算思维里的人机分工。

很多人会把计算思维和编程混在一起。计算思维是人大脑的一种思维方式，编程则是人输入计算机的一种语言运算方式。编程是实现计算思维的具体的语言和数据的运算方式。

计算思维对孩子有什么帮助?

1、计算思维可以提高孩子的数学能力

计算思维必不可少的就是计算，计算一定会用到数学知识，数学对于计算思维是必不可少的，在锻炼孩子的计算思维的时候，可以把数学知识实际的应用起来，这样有利于培养孩子对数学的兴趣，激发孩子学习数学的热情，原来数学这么有用!孩子再学起数学来，就不会觉得那么枯燥，还会觉得数学很重要，可以实现自己想要的计算结果。

2、提高孩子的逻辑思维能力和严谨的习惯

在计算思维实现的过程中，建立数学建模需要有多种选择的语句，和分别相对应的实现步骤，这些都非常有利于培养孩子的逻辑思维能力和严谨的思维习惯，一旦出现了纰漏，整个计算过程就会出现失败，这就不得不迫使孩子去重新检查数学建模中出现了哪些问题和错误，有时候一些细微的错误不一定很容易发现，这就需要孩子耐心去检查，也培养了孩子的严谨态度和抗挫折的能力，以及重新再来的勇气。

3、提高孩子的人际交际沟通能力

孩子们在整个计算思维的训练过程中，难免会遇到问题， 遇到问题怎么办?就要去寻求解决的方法。这就需要向老师、家长和同学求助，也许实现一个计算思维的途径会有点复杂，需要同学们集思广益一起去完成，这样就要及时沟通，互相学习和帮助，在互动中去寻求解决方案。

如何培养孩子的计算思维?

编程作为培养计算思维的方式之一，它是用不同的计算机语言，遵守计算机的规则，在计算机的世界里解决问题。

分解：老师通过采用简单的方式定义问题和确定一些成功标准，来培养学生的“分解”能力。

规划：引导学生确定问题后，让学生找寻不同的解决方案，然后制定一份详细的计划来执行其中一种方案。

尝试：每个学生都要完成他们最终的解决方案。当学生对自己的想法进行编程的过程中，将培养他们的“计算思维”。

修改：学生要根据自己的程序和模型是否符合成功标准来评估自己的解决方案。他们要利用自己的评估技能，确定是否需要更改、调整或改善程序的某些部分。

交流：学生要向同学们展示自己的最终解决方案，并解释自己的解决方案为何符合成功标准。在详略得当地解释解决方案的过程中，将培养他们的抽象化能力和沟通技能。

自我评估：每个实验都要求学生制作记录来总结他们的工作，完成每个实验后，学生应对自己的工作进行反思。过程中会老师会提供反馈，也会鼓励同学间互相分享自己的记录，通过交流彼此的科学发现，激发学生对学习的浓厚兴趣。

计算思维应该是未来学生需要具备的一个基本素养，这种素养不应该仅仅是掌握编程或者是某种信息技术，而是能够用这种思维方式来解决具体的问题。

从计算和问题解决的角度来说，计算思维可以脱离编程。然而，编程仍然是培养计算思维的一个重要工具，学生使用计算机编程来解决问题、搜集和分析数据、进行科学探究和思想表达，这些都是计算思维的重要组成部分。同时，我也必须强调，编程并不等于计算思维，编程是培养计算思维的工具而不是目的。

当今世界经济发展的核心动力就是计算机科学与技术，人工智能、大数据、物联网等新兴技术的核心都是计算，因此，在未来，计算思维一定会成为人人需要掌握的能力。

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