甘 茂 華

(四川外國(guó)語大學(xué)教育技術(shù)中心 重慶 400031)

0 引 言

隨著信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算思維對(duì)人才培養(yǎng)的影響逐漸引起教育領(lǐng)域的關(guān)注。2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授指出[1]，計(jì)算思維應(yīng)當(dāng)是每個(gè)人都具備的技能，不僅僅只有計(jì)算機(jī)科學(xué)家才具有計(jì)算思維。新時(shí)期的每一個(gè)人都應(yīng)該具備閱讀、寫作、算術(shù)和計(jì)算思維四種基本技能。隨后，計(jì)算思維的研究相繼開展起來，尤其是教育領(lǐng)域?qū)τ谌绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力引起了廣大研究者的關(guān)注。然而，目前還沒有關(guān)于計(jì)算思維相關(guān)的全面的、可視化的圖譜現(xiàn)狀分析。基于此，結(jié)合CiteSpace5.3可視化分析工具，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量法對(duì)2008年-2018年國(guó)內(nèi)計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行全面性的可視化分析，旨在深入了解計(jì)算思維研究的前沿問題，培養(yǎng)計(jì)算思維的方法和路徑，未來計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究的發(fā)展趨勢(shì)，為計(jì)算思維的進(jìn)一步研究提供思路。

1 數(shù)據(jù)來源及處理

研究采用的是美國(guó)陳美超教授[2]研發(fā)的CiteSpace(5.3版本)可視化分析軟件，該軟件被廣泛應(yīng)用與多學(xué)科的學(xué)術(shù)論文分析，期刊、作者共被引關(guān)系分析和知識(shí)圖譜繪制。數(shù)據(jù)來源是中國(guó)知網(wǎng)核心期刊數(shù)據(jù)庫(kù)和碩博論文數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的相關(guān)文獻(xiàn)。以“計(jì)算思維”進(jìn)行主題搜索，搜索年限為2008年-2018年，剔除重復(fù)和會(huì)議、征文等無關(guān)文獻(xiàn)后，析出文獻(xiàn)總數(shù)為235條。檢索結(jié)果以Refworks的格式導(dǎo)出并命名為Dowload-1，用CiteSpace數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)換為CNKI格式后可用CiteSpace進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

CiteSpace可以自動(dòng)抽取施引文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞產(chǎn)生聚類詞(Cluster)，用來總結(jié)研究聚集點(diǎn)，每個(gè)聚類可以當(dāng)作一個(gè)聯(lián)系緊密的獨(dú)立研究領(lǐng)域[2]。采用CiteSpace5.3對(duì)知網(wǎng)2008年-2018年的核心期刊數(shù)據(jù)庫(kù)和碩博論文數(shù)據(jù)庫(kù)中的235條計(jì)算思維相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。文獻(xiàn)時(shí)間(Time Slicing)設(shè)為“2008-2018”；時(shí)間切片單位(Years Per Slice)設(shè)為1年；Term Source 下的四個(gè)復(fù)選框(Title、Abstract、Author Keywords、 Keywords Plus)全選；節(jié)點(diǎn)類型(NodeTypes) 設(shè)為關(guān)鍵詞(Keyword)；閾值(Selection Criteria)設(shè)置TopN%=50%，可視化(Visualization)選擇Static和ShowMerged Network。單擊運(yùn)行按鈕(go)開始運(yùn)行CiteSpace，得到文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，如圖1所示。其中N=393，E=977，Density=0.012 7，N表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，E表示網(wǎng)絡(luò)連線數(shù)量，Density表示網(wǎng)絡(luò)密度。而網(wǎng)絡(luò)模塊化的評(píng)價(jià)指標(biāo)Modularity的Q=0.683 1，Q取值區(qū)間一般為[0,1]，值越大表示其聚類效果越好，如果Q>0.3,則表明劃分的聚類結(jié)構(gòu)是顯著的。網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)Silhouette的值越接近1，反映網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越高。圖1中Mean Silhouette=0.921 7，因此，該聚類結(jié)果可信度高，其呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)是有參考價(jià)值的。下面通過知識(shí)圖譜的可視化進(jìn)行關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)、關(guān)鍵詞突現(xiàn)性分析等方式，探討計(jì)算思維研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)。

圖1 計(jì)算思維關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

2.1 CiteSpace文本分析：計(jì)算思維研究熱點(diǎn)

2.1.1關(guān)鍵詞引用頻次分析

2008年-2018年，計(jì)算思維研究領(lǐng)域出現(xiàn)頻次最高的是“計(jì)算思維”351次，然后是“教學(xué)模式”35次，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”31次，“教學(xué)改革”29次，“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)” 25次，“大學(xué)計(jì)算機(jī)”16次，“信息技術(shù)課程”15次，“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”14次，“scratch”14次，“app inventor”13次，如表1所示。

表1 2008年-2018年計(jì)算思維領(lǐng)域的高頻關(guān)鍵詞

1) 高頻研究熱點(diǎn)“計(jì)算思維”。桂林電子科技大學(xué)的董榮勝教授從計(jì)算機(jī)方法論的角度討論了什么是計(jì)算思維[3]。國(guó)防科技大學(xué)的朱亞宗教授認(rèn)為計(jì)算思維是與實(shí)驗(yàn)思維、理論思維齊名的三大科學(xué)思維之一[4]。四川師范大學(xué)牟琴以時(shí)間為線索，將計(jì)算思維劃分為了萌芽時(shí)期、奠基時(shí)期和混沌時(shí)期三個(gè)階段[5]。董榮勝教授于2010年發(fā)布了九校聯(lián)盟(C9)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[6]，將計(jì)算思維的研究推向了高潮，國(guó)內(nèi)掀起了計(jì)算思維研究熱浪。繼而產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革研究、教學(xué)模式研究、計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究等新的熱點(diǎn)。

2) 高頻研究熱點(diǎn)“教學(xué)模式”。經(jīng)過前期各專家學(xué)者的研究和界定，一致認(rèn)為計(jì)算思維是人的重要思維，培養(yǎng)人的計(jì)算思維勢(shì)在必行。牟琴等研究者相繼提出了基于計(jì)算思維的探究式教學(xué)模式[7]、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式探究模式[8]、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式[9]等多種教學(xué)模式。李禾[10]分析了基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課研究性的教學(xué)模式。李賢陽等[11]提出了基于計(jì)算思維的問題導(dǎo)學(xué)型教學(xué)模式。李輝等[12]提出了計(jì)算思維視野下大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式。楊文正等[13]提出了計(jì)算思維導(dǎo)向的多元混合教學(xué)模式。張茵茵[14]提出了培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的問題解決教學(xué)模式。由此可見，專家學(xué)者都認(rèn)為教學(xué)模式是培養(yǎng)計(jì)算思維能力的必經(jīng)途徑。

3) 高頻研究熱點(diǎn)“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”。從計(jì)算思維的概念辨析到如何培養(yǎng)人的計(jì)算思維，各大專家學(xué)者掀起了一陣教學(xué)模式研究熱。而通過多年的教學(xué)模式研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)效果不是很令人滿意。于是大家又達(dá)成了共識(shí)，要培養(yǎng)計(jì)算思維，必須要進(jìn)行課程改革。而大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為每一位大學(xué)生的必修課，那么對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程設(shè)置、架構(gòu)改革就顯得尤為重要了。陳國(guó)良、董榮勝、戰(zhàn)德臣等討論了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的必要性和重要意義，并給出了大學(xué)計(jì)算機(jī)改革的基本思路，構(gòu)建了面向計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程體系[15-18]。

4) 高頻研究熱點(diǎn)“教學(xué)改革”。要讓人人都具備計(jì)算思維，那么傳統(tǒng)的教學(xué)要如何進(jìn)行改革呢？?jī)H靠大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程改革來培養(yǎng)人的計(jì)算思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。于是研究者們開始關(guān)注分階段、分專業(yè)、分課程進(jìn)行促進(jìn)計(jì)算思維形成的教學(xué)改革。李輝等[19]提出了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的農(nóng)類高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革。冀素琴等[20]提出了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的財(cái)經(jīng)類ACCESS課程的教學(xué)改革方式。何中勝等[21]提出了面向計(jì)算思維的文獻(xiàn)檢索課程的教學(xué)改革方法。焦純等[22]研究了基于計(jì)算思維的醫(yī)藥院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方式。

2.1.2關(guān)鍵詞突變性分析

關(guān)鍵詞突變性是指在某段時(shí)間內(nèi)，關(guān)鍵詞的頻率突然上升或下降，代表研究領(lǐng)域的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變方向[23]。利用CiteSpace的突變系數(shù)(Burst)對(duì)計(jì)算思維的關(guān)鍵詞進(jìn)行突變檢測(cè)分析，進(jìn)一步確定計(jì)算思維領(lǐng)域的研究前沿，如圖2所示進(jìn)行突變系數(shù)檢測(cè)設(shè)置，其檢測(cè)出來的突變關(guān)鍵詞為11個(gè)。表2列舉了具體的高頻關(guān)鍵詞的頻次和突變系數(shù)(突變系數(shù)降序排練)。

圖2 突變系數(shù)設(shè)置

表2 計(jì)算思維關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次及突變系數(shù)

從表1可以看出，在2008年-2017年計(jì)算思維的相關(guān)研究中，突變系數(shù)最高的關(guān)鍵詞是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，突變性為4.476 5，突變年份為2012年；突變系數(shù)排在第二位的關(guān)鍵詞是計(jì)算學(xué)科，突變性為4.362 4，突變年份為2008年；突變系數(shù)排在第三位的關(guān)鍵詞是app inventor，突變系數(shù)為4.287 9，突變年份為2017年；突變系數(shù)排在第四位的關(guān)鍵詞是教學(xué)模式，突變系數(shù)為3.994 3，突變年份為2015年；突變系數(shù)排在第五位的關(guān)鍵詞是問題解決，突變系數(shù)為3.486 8，突變年份為2017年。

從關(guān)鍵詞的突變性來看，2008年，“計(jì)算學(xué)科”成了計(jì)算思維領(lǐng)域的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞；2010年，研究者開始關(guān)注“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)”；2011年，“computational thinking”引起了研究者的關(guān)注，但是關(guān)注度不是很高；2012年，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”關(guān)鍵詞的突現(xiàn)，激起了教育界的各大研究者的熱情，成為了2012年的計(jì)算思維研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)；2013年出現(xiàn)的突現(xiàn)關(guān)鍵詞是“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)”；2014年，研究者們又從關(guān)注“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”轉(zhuǎn)向了“教學(xué)內(nèi)容”和“信息技術(shù)教育”，學(xué)者們認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維不僅僅只在大學(xué)階段才能培養(yǎng)，也不只是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程才能培養(yǎng)計(jì)算思維，于是研究者們紛紛開始關(guān)注“教學(xué)內(nèi)容”和“信息技術(shù)教育”；2015年，研究者們主要關(guān)注“教學(xué)模式”關(guān)鍵詞；2016年，“計(jì)算思維能力”關(guān)鍵詞突現(xiàn)，成為了研究者重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。那么計(jì)算思維能力到底需要一種什么能力呢？2017年，突現(xiàn)關(guān)鍵詞“問題解決”給出了很好的回應(yīng)。

2.2 CiteSpace視圖分析：計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究發(fā)展趨勢(shì)

2.2.1關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析

2008年-2009年，計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究領(lǐng)域最大的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞是“計(jì)算思維”，其頻次高達(dá)351次，如圖3所示；到了2010年-2011年，研究熱點(diǎn)變?yōu)榱恕敖虒W(xué)模式”，“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，“程序設(shè)計(jì)”等；2012年-2014年，計(jì)算思維領(lǐng)域的研究集中在“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”、“教學(xué)改革”、“信息技術(shù)課程”、“計(jì)算思維能力”等；2015年-2018年，研究者的關(guān)注點(diǎn)變?yōu)榱恕坝?jì)算思維教育”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)”、“問題解決”。

圖3 2008年-2018年計(jì)算思維研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

2.2.2聚類視圖分析

去除基本關(guān)鍵詞“計(jì)算思維”后，對(duì)關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)通過LLR(對(duì)數(shù)似然率算法)進(jìn)行聚類，得到聚類結(jié)果如圖4所示，共得到11個(gè)聚類。將這11個(gè)聚類劃分為計(jì)算思維課程體系構(gòu)建研究、計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究、計(jì)算思維教學(xué)模式研究三大類，下面對(duì)三類聚類進(jìn)行分析。

圖4 2008年-2018年計(jì)算思維研究領(lǐng)域的聚類視圖

1) 計(jì)算思維課程體系構(gòu)建——2個(gè)聚類。

聚類#4課程體系和聚類#7大學(xué)計(jì)算機(jī)課程可以劃分為計(jì)算思維課程體系構(gòu)建研究，該大類下提取出的關(guān)鍵詞有“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程”、“信息技術(shù)課程”、“可視化編程”、“課程改革”、“教學(xué)設(shè)計(jì)”、“教學(xué)實(shí)踐”、“策略”、“教學(xué)改革”等?？梢钥闯觯@2個(gè)聚類側(cè)重呼吁大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系的變革來促進(jìn)計(jì)算思維的發(fā)展，比如戰(zhàn)德臣等構(gòu)建了基于計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系，擬通過課程體系改變來促進(jìn)學(xué)習(xí)者計(jì)算思維的形成。

2) 計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究——4個(gè)聚類。

聚類#0計(jì)算思維能力、聚類#6問題解決、聚類#8能力培養(yǎng)、聚類#9創(chuàng)新能力這四個(gè)聚類可以劃分為計(jì)算思維能力培養(yǎng)的研究。該大類下提取出來的關(guān)鍵詞有“計(jì)算思維能力”、“能力培養(yǎng)”、“信息素養(yǎng)”、“創(chuàng)新能力”、“問題解決”等。這4個(gè)聚類都是專家學(xué)者致力于培養(yǎng)人的計(jì)算思維能力的研究。通過前階段研究者對(duì)計(jì)算思維概念的界定，對(duì)計(jì)算思維重要性的探討認(rèn)可，對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系進(jìn)行重構(gòu)后，如何培養(yǎng)人的計(jì)算思維能力成為了新的研究熱點(diǎn)。朱鳴華等研究者就探討了通過改變課程結(jié)構(gòu)、改變教學(xué)方法、在教學(xué)過程中增加任務(wù)驅(qū)動(dòng)和第二實(shí)踐平臺(tái)來培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力[24-25]。

3) 計(jì)算思維教學(xué)模式研究——5個(gè)聚類。

聚類#1教學(xué)模式、聚類#2實(shí)驗(yàn)教學(xué)、聚類#3計(jì)算思維教育、聚類#5計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)、聚類#10教育這五個(gè)聚類可以劃分為計(jì)算思維教學(xué)模式研究。該大類下提取的關(guān)鍵詞“教學(xué)模式”、“教學(xué)方法”、“教學(xué)設(shè)計(jì)”、“實(shí)踐教學(xué)”、“混合式學(xué)習(xí)”、“自主學(xué)習(xí)”等。這5個(gè)聚類重點(diǎn)研究教學(xué)模式。研究者們將探究型教學(xué)模式、網(wǎng)絡(luò)自主教學(xué)模式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式、問題解決型教學(xué)模式等多種教學(xué)模式與計(jì)算思維相融合，把計(jì)算思維融入到各種教學(xué)模式的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中。

2.2.3時(shí)間線視圖分析

時(shí)間線視圖主要用于勾畫各聚類之間的關(guān)系和某聚類的時(shí)間跨度[23]。設(shè)置時(shí)間切片為1年，切換為時(shí)間線視圖(Timeline View)，可以清晰地看到計(jì)算思維各個(gè)聚類熱點(diǎn)的演變過程，如圖5所示。

聚類#0 計(jì)算思維能力從2011年一直持續(xù)到2018年，研究者們一直沒有停止過關(guān)注計(jì)算思維能力。

聚類#1 教學(xué)模式從2010年開始有研究者關(guān)注，期間探究教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語言、高中信息技術(shù)、程序設(shè)計(jì)與算法等是研究者們關(guān)注的重點(diǎn)。

聚類#2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)從2009年開始受到研究者們的關(guān)注，其中的“關(guān)注點(diǎn)分離”、“形式化描述”、“問題抽象”、“問題解決”等實(shí)驗(yàn)型教學(xué)問題成為了研究熱點(diǎn)。

聚類#3 計(jì)算思維教育的重點(diǎn)關(guān)注時(shí)間是在2012年，持續(xù)到了2018年，關(guān)注熱點(diǎn)有“stem”、“編程語言”、“人工智能”、“app inventor”、 “可視化編程”等。

聚類#4 課程體系從2009年一直持續(xù)到了2018年，關(guān)注點(diǎn)逐漸從“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”向“學(xué)科融合”、“學(xué)科交叉”等方向轉(zhuǎn)變。

聚類#5 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)從2010年到2018年，研究者們一直持續(xù)關(guān)注，從關(guān)注課程體系結(jié)構(gòu)變革，到關(guān)注教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，到2018年，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)、學(xué)科的融合成為了新的研究熱點(diǎn)。

聚類#6 問題解決從2013年開始得到了研究者們的廣泛關(guān)注，主要研究熱點(diǎn)有“K12”、“學(xué)科素養(yǎng)”、“計(jì)算科學(xué)”、“問題解決能力”等。

聚類#7 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程從2011年持續(xù)到了2015年，持續(xù)時(shí)間較短。研究者重點(diǎn)關(guān)注大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革。

聚類#8 能力培養(yǎng)、聚類#9創(chuàng)新能力和聚類#10教育的持續(xù)時(shí)間均不長(zhǎng)，從2015年開始關(guān)注度逐漸降低。

在時(shí)間線視圖中，可以看出各時(shí)間段之間的連線關(guān)系，梳理出計(jì)算思維研究熱點(diǎn)變化趨勢(shì)，理清其發(fā)展的方向。

3 計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究存在的問題及未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究存在的問題

計(jì)算思維得到了廣大專家學(xué)者的認(rèn)可，國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算思維的研究也開展了10多年了?；谏鲜隹梢暬治?，研究者對(duì)計(jì)算思維的研究熱點(diǎn)沒有絲毫的降低，還在持續(xù)發(fā)熱。然而，研究者們認(rèn)為，國(guó)內(nèi)關(guān)于計(jì)算思維的研究還處于初級(jí)階段，研究?jī)?nèi)容不夠廣泛，研究模式創(chuàng)新性不足，研究深度還有待進(jìn)一步加強(qiáng)?？偨Y(jié)起來，主要存在如下問題：

(1) 計(jì)算思維相關(guān)課程設(shè)置缺乏深度 當(dāng)今社會(huì)是信息社會(huì)，是高科技社會(huì)，人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等高新技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。而如何駕馭這些高新技術(shù)，提供國(guó)家的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，這就對(duì)人才的培養(yǎng)機(jī)制提出了較高的要求。國(guó)家要強(qiáng)大，離不開人才的培養(yǎng)，而人才的培養(yǎng)要立足于服務(wù)社會(huì)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。為了打造出世界一流的信息化創(chuàng)新性人才，美國(guó)、英國(guó)、新西蘭等國(guó)家已經(jīng)將計(jì)算思維寫入了基礎(chǔ)教育國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中，投入了大量的資金以推動(dòng)計(jì)算思維教育。在國(guó)內(nèi)，大家也意識(shí)到了計(jì)算思維能力的重要性。2017年，國(guó)務(wù)院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出要全面提高社會(huì)對(duì)人工智能的整體認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平。實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育[26]。而當(dāng)前的中小學(xué)階段計(jì)算思維相關(guān)課程多數(shù)只設(shè)置了信息技術(shù)課程。信息技術(shù)課程主要的課程框架有計(jì)算機(jī)軟硬件知識(shí)、操作系統(tǒng)、office操作、網(wǎng)絡(luò)工具的應(yīng)用、繪圖工具的應(yīng)用。少數(shù)的一線城市中小學(xué)開設(shè)有機(jī)器人、編程、微視頻制作等興趣課程，但均沒有全面普及教育。這些內(nèi)容存在著知識(shí)結(jié)構(gòu)太簡(jiǎn)單、內(nèi)容單一、趣味性不大、缺乏深度等缺點(diǎn)，與現(xiàn)代的人工智能、大數(shù)據(jù)、計(jì)算思維的契合度較低，無法有效地培養(yǎng)人的計(jì)算思維。因此，教育各個(gè)階層的教材編著者、政策制定者和相關(guān)研究人員應(yīng)根據(jù)計(jì)算思維的核心內(nèi)容，結(jié)合各階段學(xué)習(xí)者的信息技術(shù)水平，制定不同的計(jì)算思維相關(guān)課程體系和計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)，為具體教育實(shí)踐提供良好的指導(dǎo)。

(2) 教師的信息技術(shù)專業(yè)素養(yǎng)不足以全面培養(yǎng)計(jì)算思維能力 在計(jì)算思維能力的培養(yǎng)過程中，教師的信息技術(shù)專業(yè)素養(yǎng)起著關(guān)鍵的作用。隨著計(jì)算思維研究熱浪的推來，國(guó)內(nèi)迎來了一大批教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容的改革之風(fēng)，但是對(duì)于如何讓教師具備計(jì)算思維能力，如何讓教師具備培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力卻鮮有研究。因此，當(dāng)下首要任務(wù)應(yīng)該分階段、分層次地加強(qiáng)教師的信息技術(shù)專業(yè)素養(yǎng)培訓(xùn)，提升各類教師的計(jì)算思維能力。只有教師的計(jì)算思維能力得到提升，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。研究者們接下來也可以深入研究如何提升在職教師和未來教師的計(jì)算思維能力，幫助教師盡快掌握如何進(jìn)行計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐。

(3) 計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究的實(shí)證挖掘和效果評(píng)價(jià)缺乏 在已有的計(jì)算思維教學(xué)實(shí)踐研究案例中，多數(shù)是以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)等課程知識(shí)點(diǎn)為例，將計(jì)算思維的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入已有的教學(xué)模式中，以小眾教學(xué)為研究對(duì)象，缺乏該模式推廣重用后的實(shí)證研究。分析各計(jì)算思維教學(xué)模式后發(fā)現(xiàn)，如何評(píng)價(jià)其教學(xué)效果的研究也幾乎為零。因此，如何結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探索計(jì)算思維的教學(xué)模式、檢驗(yàn)計(jì)算思維的教學(xué)效果是研究者們接下來要思索的問題。

3.2 未來計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究的發(fā)展趨勢(shì)

(1) 計(jì)算思維課程的廣度、深度及跨學(xué)科培養(yǎng)計(jì)算思維 計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念求解問題、構(gòu)建系統(tǒng)、理解人類行為的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的培養(yǎng)不等于編程教育，而是要讓學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣地思考問題，解決問題。研究者可以根據(jù)計(jì)算思維的核心內(nèi)容，面向中小學(xué)、高校等各個(gè)階層構(gòu)建既有深度又有廣度的計(jì)算思維課程。依托信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、物理、自然等不同學(xué)科，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

(2) 計(jì)算思維能力的評(píng)價(jià) 計(jì)算思維能力培養(yǎng)效果到底如何呢？國(guó)內(nèi)還沒有專門針對(duì)于計(jì)算思維的評(píng)價(jià)體系，也很少有研究對(duì)計(jì)算思維能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，計(jì)算思維的培養(yǎng)效果不能很好地進(jìn)行量化。教師如何對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維能力進(jìn)行評(píng)價(jià)量化是未來計(jì)算思維教育研究的一個(gè)重要方向。

(3) 教師計(jì)算思維能力的培訓(xùn) 計(jì)算思維的發(fā)展、計(jì)算思維人才的培養(yǎng)都離不開教師對(duì)計(jì)算思維的理解。當(dāng)前階段，能很好地運(yùn)用計(jì)算思維來解決問題的人才還比較缺乏，能承擔(dān)培養(yǎng)人的計(jì)算思維的教育工作者更是少之又少。因此加強(qiáng)信息技術(shù)專業(yè)教師和非專業(yè)教師的計(jì)算思維能力培訓(xùn)勢(shì)在必行，只有先提高教師的計(jì)算思維能力，才能盡快實(shí)現(xiàn)人人都具備計(jì)算思維能力。

4 結(jié) 語

計(jì)算思維是未來社會(huì)每個(gè)人所必備的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。計(jì)算思維的相關(guān)研究對(duì)教育、人才培養(yǎng)、人工智能的發(fā)展有著舉足輕重的作用。通過對(duì)近10年來國(guó)內(nèi)計(jì)算思維相關(guān)文獻(xiàn)的研究，對(duì)計(jì)算思維能力培養(yǎng)的研究熱點(diǎn)和前沿進(jìn)行了關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析、關(guān)鍵詞突現(xiàn)性分析、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析、關(guān)鍵詞聚類圖譜分析和關(guān)鍵詞時(shí)間線視圖分析，清晰地了解到了計(jì)算思維已有的研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)前沿。當(dāng)然，研究過程中也存在著不足之處。CiteSpace可視化分析工具的數(shù)據(jù)來源主要以發(fā)表的論文為主，不包括書籍、報(bào)告、論著等文獻(xiàn)來源，因此選擇的數(shù)據(jù)源覆蓋面不全。且CiteSpace的參數(shù)設(shè)置比較復(fù)雜，閾值、時(shí)間切片以及排除的關(guān)鍵詞等設(shè)定不同，也會(huì)對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生一些影響。在后續(xù)研究中，還會(huì)擴(kuò)大樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，持續(xù)關(guān)注計(jì)算思維的發(fā)展，積極思考如何推進(jìn)計(jì)算思維教育，為計(jì)算思維的普及指引方向。