史文崇 劉茂華 楊大志

【摘要】? ?? 在周以真的倡導(dǎo)下，國內(nèi)外一些教育機(jī)構(gòu)積極推進(jìn)計(jì)算思維教育，其教學(xué)工具、測量工具得到發(fā)展，同時(shí)也暴露出各種教育活動之間差異較大、教育效果實(shí)證不足等問題。從對計(jì)算思維內(nèi)涵的認(rèn)識、計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)工具、教學(xué)策略、測量工具、測量結(jié)果、遷移效果等方面對國際社會計(jì)算思維教育活動現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，認(rèn)為目前計(jì)算思維教育研究與實(shí)踐成果不足以有效支持計(jì)算思維教育，存在許多困惑和博弈;計(jì)算思維教育不能速成，反對零基礎(chǔ)的計(jì)算思維教育，應(yīng)從知識傳遞入手，結(jié)合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知基礎(chǔ)，遵從思維發(fā)展規(guī)律開展教學(xué)活動;不贊成分離式教育，提倡融入式教育;建議形成研究團(tuán)隊(duì)開展多項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)，形成逐層遞進(jìn)的教學(xué)體系，注重教師隊(duì)伍建設(shè)，反對將計(jì)算思維教育簡單化。

【關(guān)鍵詞】? 周以真;計(jì)算思維;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)工具;測評;遷移;皮亞杰;斯騰伯格

【中圖分類號】? G40-032? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】? A? ? ? ?【文章編號】? 1009-458x（2019）8-00059-09

引言

周以真提出計(jì)算思維（Wing， 2006）后，一場計(jì)算思維教育改革運(yùn)動在全球悄然興起。美洲、歐洲、亞洲、大洋洲的許多國家在開始傳授計(jì)算機(jī)知識之前紛紛開展K—12年級的計(jì)算思維教育;美國哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、普渡大學(xué)和中國九校聯(lián)盟加盟校等高校專門開設(shè)了計(jì)算思維課程;我國在2017年推出的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》已將計(jì)算思維作為學(xué)科核心素養(yǎng)。

周以真倡導(dǎo)計(jì)算思維的初衷起源于計(jì)算機(jī)學(xué)科生源質(zhì)量下降，有其潛在的商業(yè)目的，其更高追求則在于“讓學(xué)習(xí)者像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考”（Wing， 2006）。但她后來又撰文，只提及國家和社會組織大量投資，生源急速上升，開設(shè)計(jì)算思維課程的教學(xué)機(jī)構(gòu)增多（Wing， 2014），聲稱“取得了巨大進(jìn)步”，同時(shí)也承認(rèn)仍有一些“有趣的”問題值得研究（Wing， 2016），而對學(xué)習(xí)者是否能“像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考”只字未提。那么，開展計(jì)算思維教育究竟是為了商業(yè)目的、轟動效應(yīng)，還是改善學(xué)習(xí)者的思維？

關(guān)于計(jì)算思維有兩種態(tài)度：一種是絕對肯定、夸大的態(tài)度。認(rèn)為計(jì)算思維“無處不在”（Bundy， 2007），是“人人必備的工具”（Barr， Harrison， & Conery， 2011），“沒有計(jì)算思維就不可能在任何學(xué)科開展研究”，倡導(dǎo)“將計(jì)算思維廣泛用于改善人們的生活”（CMUCCT， 2011）。另一種是質(zhì)疑、反對的態(tài)度。有學(xué)者認(rèn)為計(jì)算思維不適于倫理、道德、文學(xué)、美學(xué)等領(lǐng)域（Jones， 2011）。中國計(jì)算機(jī)教育家譚浩強(qiáng)認(rèn)為，計(jì)算思維的發(fā)展路徑尚不明晰，主張高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)面向應(yīng)用（譚浩強(qiáng)， 2012）;有益的思維方式很多，不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維（譚浩強(qiáng)， 2014）。ACM前主席皮特·丹寧反對推行計(jì)算思維，擔(dān)心對計(jì)算思維的迷戀會把我們帶回曾試圖逃離的陷阱（Denning， 2009）;指責(zé)“那些狂熱者所倡導(dǎo)的模糊定義和未經(jīng)證實(shí)的主張”“提高了無法達(dá)到的期望”，讓教師處于尷尬境地（Denning， 2017）。

在這樣的背景下，計(jì)算思維教育應(yīng)何去何從？是否應(yīng)該好好總結(jié)和反思？

一、計(jì)算思維定義的多樣性與理解的相對性

周以真關(guān)于計(jì)算思維的最初解釋是“利用計(jì)算學(xué)科的基礎(chǔ)概念求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為”，“computational thinking，意即think computaionaly”（Wing， 2006），可將計(jì)算思維理解為一種思維風(fēng)格，文中也列舉了一些特征性術(shù)語。后來她多次撰文，卻互有不同（Wing， 2008; Cuny， Snyder， & Wing， 2010; Wing， 2017），最終計(jì)算思維演變?yōu)椤耙粋€(gè)思維過程”。美國ISTE/CSTA在2011年、2013年、2015年、2016年以“計(jì)算思維的操作性定義”等形式多次給出計(jì)算思維的定義或解釋;英國皇家學(xué)會、計(jì)算機(jī)學(xué)會Computing At School分會，我國教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會和《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》也都曾給出計(jì)算思維的定義或解釋，但彼此互不相同、差異極大。計(jì)算思維的倡導(dǎo)者和權(quán)威教育機(jī)構(gòu)如此，學(xué)術(shù)界給出的計(jì)算思維的定義也一直處于發(fā)展變化之中（Selby & Woollard， 2013）。歸納起來，目前大致有思維過程說、思維風(fēng)格說、學(xué)科思維說、能力要素說、知識體系說等幾類說法（史文崇， 2018; 陳鵬， 等， 2018; 范文翔， 等， 2018; 陳國良， 等， 2013; 戰(zhàn)德臣， 等， 2013），許多文獻(xiàn)已述及，這里恕不贅述。

此外，關(guān)于計(jì)算思維的定義還有另類提法。有研究者認(rèn)為（Hu， 2011）計(jì)算思維是混合物，能否準(zhǔn)確地定義計(jì)算思維并不重要;有研究者（Snow， Katz， Tew， & Feldman， 2012）認(rèn)為計(jì)算思維涉及寬泛的領(lǐng)域，不必尋求一致定義，只要在自己的教學(xué)活動中給出清晰的定義就夠了;有研究者（史文崇， 2014）認(rèn)為，理解計(jì)算思維不能靠定義，關(guān)鍵是把握其思維的計(jì)算特征與計(jì)算的思維屬性，熟練運(yùn)用其典型思想。這些言論看似“另類”，但并非無稽之談，應(yīng)該看到其積極、實(shí)用的一面。因?yàn)槲覀兘馕鲇?jì)算思維是為了開展計(jì)算思維教育，其定義不僅關(guān)系到對計(jì)算思維的理解，而且關(guān)系到其教育運(yùn)作。每種定義自有其優(yōu)勢或不足。即使有了全球統(tǒng)一的定義，因知識結(jié)構(gòu)和關(guān)注焦點(diǎn)不同，大家對它的理解也未必相同（Aho， 2012）。學(xué)科思維、風(fēng)格說有助于對計(jì)算思維的宏觀理解，但太籠統(tǒng)，不便開展教學(xué)，不便測量和評價(jià);能力要素說有助于測評工具的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，但可能導(dǎo)致以偏概全，不能體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn);過程說則既不利于理解，也不便于測評，因?yàn)樘幚韮煞N不同的事務(wù)不會有完全相同的思維過程;知識體系說則很難面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)或中小學(xué)生實(shí)施教學(xué)。

客觀地說，計(jì)算學(xué)科具有龐大的知識體系，計(jì)算思維內(nèi)涵豐富且難以窮盡，希望用一個(gè)定義、有限的要素概括其內(nèi)涵，難免顧此失彼。教育者只能根據(jù)自己的理解、基于學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)和教學(xué)資源，從計(jì)算學(xué)科的某些領(lǐng)域、特定的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)開展教學(xué)和測評。這決定了計(jì)算思維的教學(xué)和測評只能是相對的。但這種相對性如果不能概括計(jì)算學(xué)科的主旨與核心，必然偏離計(jì)算思維教育的初衷。于是，如何根據(jù)計(jì)算思維的內(nèi)涵掌控計(jì)算思維教育的目標(biāo)和重點(diǎn)就成為計(jì)算思維教育的基本困惑和博弈。

二、關(guān)于計(jì)算思維教學(xué)活動的實(shí)施

2016年周以真所謂“值得研究”的“有趣的”問題——“沒有足夠的K—12教師進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)培訓(xùn)……何時(shí)教、如何教，如何衡量學(xué)習(xí)進(jìn)步、學(xué)習(xí)成果和隨時(shí)間遷移的留存率”（Wing， 2016），恐怕都是教學(xué)中必須面對、又必須妥善解決的最基本的問題。美國國家研究委員會（National Research Council， NRC）關(guān)于計(jì)算思維教學(xué)的專門報(bào)告屬于總結(jié)性文件，沒有提出任何教學(xué)建議;美國CSTA在2016年年底給出的《過渡性K—12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》、國內(nèi)的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出了蘊(yùn)含計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容，但它們旨在規(guī)范課程教學(xué)，并非完全針對計(jì)算思維訓(xùn)練，所以沒有提及用怎樣的工具、形式、測評手段開展計(jì)算思維訓(xùn)練。我國教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會至今沒有給出其內(nèi)容和目標(biāo)框架體系。所以，計(jì)算思維應(yīng)該教什么，應(yīng)該怎么教，一直是教育者的自主行為，沒有官方依據(jù)。

（一）教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是計(jì)算思維教育的載體。對計(jì)算思維內(nèi)涵的理解不同，則教育者對其知識載體的選擇必有不同。目前，關(guān)于計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容有幾種做法：

1. 教編程

這是最普遍的做法。程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)行業(yè)最常規(guī)的業(yè)務(wù)，此類軟件歷史最久、影響深遠(yuǎn)，師資來源廣闊。首先想到由此入手訓(xùn)練計(jì)算思維是很自然的。但編程訓(xùn)練能夠改善學(xué)生的思維嗎？30多年前，皮等人（Pea， Kurland， & Hawkinsand， 1987， pp. 120-129）的研究表明，通過LOGO編程訓(xùn)練不能有效改善學(xué)生的思維;有許多學(xué)者（González， González， & Fernández， 2016; Yadav， Mayfield， Zhou， Hambrusch， & Korb， 2014）將問題解決作為計(jì)算思維的核心能力之一，但賽查理斯等人（Psycharis & Kallia， 2017）最近的研究表明，編程不會明顯提高學(xué)生的問題解決能力。

程序設(shè)計(jì)雖然蘊(yùn)含計(jì)算思維，但數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、網(wǎng)站開發(fā)、圖像處理等分支領(lǐng)域也同樣蘊(yùn)含計(jì)算思維。如今，計(jì)算機(jī)學(xué)科有計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息技術(shù)等多個(gè)分支，程序設(shè)計(jì)已淡出計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心地位。以程序設(shè)計(jì)活動傳授計(jì)算思維，既缺乏全面性，又缺乏足夠的理論和實(shí)踐依據(jù)，更多的是主觀臆想。許多學(xué)者（Christopher， 2011; Lu & George， 2009; Shute， Sun， & Clarke， 2017; Grover & Pea， 2017）已認(rèn)識到基于程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練計(jì)算思維的狹隘性，認(rèn)為不應(yīng)該在基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)編程技能，更不應(yīng)將其作為計(jì)算思維訓(xùn)練的唯一載體。

2. 教算法

自2012年起，國內(nèi)一些高校以“計(jì)算思維導(dǎo)論”課程取代常規(guī)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，在不教授程序設(shè)計(jì)課程的情況下，試圖以算法理論為載體訓(xùn)練計(jì)算思維。這實(shí)際上是將計(jì)算思維武斷地歸結(jié)為算法思維，認(rèn)為普及算法知識就是培養(yǎng)計(jì)算思維。但算法是比程序設(shè)計(jì)更為狹小的一個(gè)子集，而且算法作為解決某一類（個(gè)）問題的工具針對性很強(qiáng)而普適性較差，工具論意味明顯。我們傳播計(jì)算思維旨在強(qiáng)化一種普遍適用的認(rèn)識論。因此“計(jì)算思維就是算法思維”的觀點(diǎn)是一種狹隘的計(jì)算思維觀。況且，在不學(xué)習(xí)任何計(jì)算機(jī)課程的情況下直接傳授枯燥的算法知識能否被學(xué)生理解和接受？如果不能，怎能改善思維？

3. 教手工制作

有研究者（Kotsopoulos， et al.， 2017）基于建構(gòu)主義和社會建構(gòu)主義提出了計(jì)算思維的教學(xué)框架，包括不插電的計(jì)算機(jī)活動、手工修補(bǔ)、制造活動等，卻不涉及具體的計(jì)算機(jī)知識和操作;有研究者（Wojcicki， 2015）甚至提倡用玩具培養(yǎng)計(jì)算思維，據(jù)說適用于低齡兒童。一些機(jī)構(gòu)一度曾借此培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，如今又改頭換面用以培養(yǎng)計(jì)算思維，很難說沒有商業(yè)動機(jī)。這些活動遠(yuǎn)離計(jì)算學(xué)科，充其量可以培養(yǎng)動手能力，至于是否包含計(jì)算思維、含有哪些計(jì)算思維則有待探討。即使蘊(yùn)含某些計(jì)算思維，真的可以在低齡兒童中、在計(jì)算學(xué)科知識零基礎(chǔ)的情況下傳授嗎？認(rèn)知心理學(xué)指出，思維的形成需經(jīng)歷原塊→感塊→記塊→憶塊→思塊幾個(gè)階段，沒有感知和認(rèn)知基礎(chǔ)，沒有知識和經(jīng)驗(yàn)積累，不會形成思維（Solso， MacLin， & MacLin， 2010， p. 126）。這決定了思維是不能（零基礎(chǔ)）直接傳授的，總是從傳授知識和間接經(jīng)驗(yàn)開始的。計(jì)算思維作為一種學(xué)科思維，必須從傳授計(jì)算學(xué)科知識和技能開始。而且，根據(jù)皮亞杰（Piaget， 1972， p. 186）認(rèn)知發(fā)展階段理論，低齡兒童處于前運(yùn)算階段晚期或具體運(yùn)算階段早期，思維活動缺乏抽象性，基于遠(yuǎn)離計(jì)算學(xué)科的手工活動，連對計(jì)算學(xué)科的具體感知都不會產(chǎn)生，何談理解或產(chǎn)生以抽象為主要特征的計(jì)算思維？

海斯（Hayes， 1985）曾把知識教學(xué)作為思維教學(xué)的一個(gè)難題，因?yàn)閭魇谌魏我环N思維方式都必須首先傳授大量的知識。可見，計(jì)算思維不能速成。急功近利不會取得好結(jié)果。前期的計(jì)算學(xué)科知識教學(xué)非常重要，必須科學(xué)選擇教學(xué)內(nèi)容。

那么，計(jì)算思維應(yīng)該教什么？哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、普渡大學(xué)等高校的“計(jì)算思維導(dǎo)論課”內(nèi)容涉及程序設(shè)計(jì)、算法、網(wǎng)站開發(fā)、模擬等，實(shí)際上是主張全面?zhèn)鞑ビ?jì)算學(xué)科知識的。盧等人（Lu， et al.， 2009）提出應(yīng)將計(jì)算思維語言（CTL）滲透到教學(xué)中。計(jì)算思維螺旋提出了一種從中學(xué)到大學(xué)有序?qū)嵤┑闹R結(jié)構(gòu)（Ioannidiou， Bennett， Repenning， Koh， & Basawapatna， 2011， pp. 82-86）。美國2014年開發(fā)了面向?qū)W生計(jì)算思維能力的“高中計(jì)算機(jī)科學(xué)原理課程框架”（Yadav， et al.， 2014）。CSP“大學(xué)預(yù)修計(jì)算機(jī)科學(xué)原理”框架大學(xué)版提出了六種計(jì)算思維實(shí)踐（College Board， 2014）。2015年，英國計(jì)算機(jī)學(xué)會計(jì)算在學(xué)校（Computing at School， CAS）分會也提出了教師指南（CAS， 2015）?？祝↘ong， 2016）提出了一種指導(dǎo)K—12計(jì)算思維開發(fā)課程設(shè)計(jì)的七原則框架。國內(nèi)學(xué)者（龔沛曾， 等， 2012）則提出，計(jì)算思維教學(xué)課程體系由大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、程序設(shè)計(jì)課程和若干門應(yīng)用課程組成。各門課程應(yīng)該統(tǒng)籌考慮、聯(lián)動改革，但內(nèi)容需要充實(shí)和重組。總之，計(jì)算思維應(yīng)該教什么，理論界對此見仁見智。國際上計(jì)算思維教育課程標(biāo)準(zhǔn)既不統(tǒng)一，又存在缺口，教學(xué)內(nèi)容選擇面臨困惑和博弈。

（二）教學(xué)工具

中、英等國教育部門倡導(dǎo)的融入STEM或信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的計(jì)算思維教育，除教材外沒有特定教學(xué)工具。目前流行的計(jì)算思維教學(xué)工具主要是一些基于編程的，在個(gè)人電腦、網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)環(huán)境下使用的3D可視化編程軟件，如Scratch、Alice等，主要用于小學(xué)高年級和中學(xué)的分離式計(jì)算思維教學(xué)。這些程序設(shè)計(jì)軟件的3D可視化環(huán)境比30多年前的LOGO語言更直觀、生動，面向事件的編程環(huán)境可使學(xué)生不學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語言即可利用計(jì)算機(jī)解決一些簡單問題。但他們能就此理解計(jì)算的隱喻，形成新的思維習(xí)慣或思維方式嗎？實(shí)際上，基于這種界面的訓(xùn)練不過是直觀、具體的對象操作訓(xùn)練。周以真（Wing， 2006）和許多學(xué)者將“抽象”作為計(jì)算思維的重要特征之一，這種直觀、具體的對象操作訓(xùn)練有助于形成抽象思維嗎？答案有待考量。

國內(nèi)學(xué)者也對計(jì)算思維教學(xué)工具做了探索，提出利用App Inventor程序設(shè)計(jì)平臺開展教學(xué)（梁艷瑞， 2015）、借助FunCode游戲編程平臺培養(yǎng)計(jì)算思維等（宋晏， 等， 2018）。但有研究者（趙姝， 等， 2012; 趙國慶， 2013）早就注意到，一些時(shí)新的教育技術(shù)并不會帶來教育教學(xué)質(zhì)量或效果的本質(zhì)提升。為此，加拿大教師網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺“布魯姆板”（BloomBoard， 2014）提出計(jì)算思維工具必須結(jié)合學(xué)生的能力、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)生發(fā)展，但“這項(xiàng)工作還遠(yuǎn)未完成”（Blikstein， 2015）。這無疑是計(jì)算思維教學(xué)最大的缺憾。瑞本寧等人（Repenning， Webb， & Ioannidou， 2010， pp. 102-122）指出計(jì)算思維教學(xué)工具必須滿足六個(gè)條件：低門檻、高頂棚、為心流（flow）搭起腳手架、能夠遷移、消除性別和種族歧視以及系統(tǒng)而可持續(xù)。其中，第一、第二、第五這三個(gè)條件最容易滿足，特別是第一個(gè)條件，低到似乎沒有門檻。為滿足第三個(gè)條件，一些教學(xué)活動在可視化、趣味性方面做了不少努力，但如果超越了學(xué)生的認(rèn)知水平，仍然不會有好結(jié)果。在第四、第六個(gè)條件方面仍有較大缺口，特別是第六個(gè)條件幾乎是空白。稍加分析可知，所謂低門檻、高頂棚是指在各學(xué)段的學(xué)習(xí)中都應(yīng)該有相應(yīng)的教學(xué)工具。依據(jù)前述認(rèn)知理論，低門檻不是沒門檻。那么，門檻應(yīng)該設(shè)多高？另外，為心流搭腳手架旨在掌控學(xué)生的心理活動、激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和動力。那么，如何掌控和激發(fā)？如何保證實(shí)現(xiàn)遷移？如何保證其系統(tǒng)性和可持續(xù)性？這些在教學(xué)實(shí)踐中都將面臨困惑和博弈。

另外，教學(xué)工具也未必都是電子平臺或軟件。國內(nèi)張錦東（2017）做了利用傳統(tǒng)的思維可視化工具（圓圈圖、思維導(dǎo)圖、雙氣泡圖）培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的嘗試。斯騰伯格（Sternberg & Swerling， 1996， p.106）也提出，基于思考的提問（Thinking-based Questioning Approach）最適于思維教學(xué)。選擇科學(xué)有效的教學(xué)手段就是選擇教學(xué)工具。目前計(jì)算思維教育在這方面任重道遠(yuǎn)。

（三）關(guān)于組織形式、教學(xué)模式

思維教學(xué)必須傳授基礎(chǔ)知識，但傳授知識不等于傳授思維。計(jì)算思維教育不同于傳統(tǒng)教學(xué)，澤爾考斯基（Czerkawski， 2013， pp. 10-17）提出計(jì)算思維課程需要更具體的教學(xué)設(shè)計(jì)策略。有些學(xué)者（李芳， 等， 2014）傾向于分離式的計(jì)算思維教學(xué)?；谏衔牡姆治?，計(jì)算思維作為學(xué)科思維必須以計(jì)算學(xué)科知識為基礎(chǔ)產(chǎn)生而不能直接傳授。即使是基于某3D可視化編程軟件的教學(xué)，無論效果如何，也是希望學(xué)生通過直觀的編程體驗(yàn)獲得計(jì)算思維。所以真正的完全分離式的計(jì)算思維教學(xué)是不存在的，它只能是融入式的。從國家教育部門制定的標(biāo)準(zhǔn)看，也是倡導(dǎo)在課程中融入計(jì)算思維教育。哈佛大學(xué)、普渡大學(xué)的實(shí)踐是以傳播計(jì)算機(jī)學(xué)科知識為主的，實(shí)際上國內(nèi)通過算法來傳播計(jì)算思維也是一種融入式的教學(xué)，只是選擇的知識載體較單薄而已。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式都是面向掌握學(xué)習(xí)（mastery learning）的，但掌握學(xué)習(xí)不適于任何思維教學(xué)，因?yàn)槿魏稳硕疾荒苷f掌握了思維（Sternberg & Swerling， 1996， pp. 98-100）。因此傳統(tǒng)的教學(xué)和測評方式都不適于計(jì)算思維教學(xué)。國內(nèi)學(xué)者梁艷瑞（2015）主張以微課程形式、唐培和等人（2018）主張以MOOC形式組織教學(xué)，牟琴等還提出了計(jì)算思維的探究教學(xué)模式（牟琴， 等， 2010）、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)（牟琴， 等， 2011a）、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式等（牟琴， 等， 2011b）形式化的概念模型，鮑宇等（2015）提出“階梯式”引導(dǎo)的計(jì)算思維自主養(yǎng)成模式?？上е两裎匆娊逃龑?shí)驗(yàn)對比結(jié)果，無法說明哪一個(gè)模式更有效或更適宜某個(gè)學(xué)段的學(xué)習(xí)者。但無論哪種教學(xué)設(shè)計(jì)，都必須基于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知基礎(chǔ)，符合計(jì)算思維發(fā)展規(guī)律。在計(jì)算思維教學(xué)實(shí)踐中，國內(nèi)有研究者（顧堅(jiān)， 2018）曾注意到“學(xué)生對老師精心設(shè)計(jì)的探究問題絲毫不感興趣，只熱衷于模仿樣例”，恰恰說明超越了學(xué)生思維能力的思維教學(xué)不會取得好的結(jié)果。有學(xué)者（趙姝， 等， 2012）提出思維訓(xùn)練分隱性思維顯性化、顯性思維工具化、高效思維自動化三個(gè)階段。但這在計(jì)算思維教育中如何實(shí)踐有待研究。國外有學(xué)者（Ioannidiou， et al.， 2011）將計(jì)算思維的學(xué)習(xí)看作一種從基本的計(jì)算思維模式入手的螺旋式漸進(jìn)的過程。國內(nèi)有學(xué)者（牟連佳， 等， 2015）將計(jì)算思維分為信息處理、認(rèn)知和元認(rèn)知三個(gè)層次，并給出了層次結(jié)構(gòu)模型，也有學(xué)者（史文崇， 2017）提出了計(jì)算思維的三維、四層次演進(jìn)模型。這些理論有待實(shí)驗(yàn)證實(shí)，但也說明學(xué)術(shù)界已注意了計(jì)算思維培養(yǎng)的層次性和漸進(jìn)性，應(yīng)該在此基礎(chǔ)上加大研究和探索。缺乏教育學(xué)、教育心理學(xué)理論支持，是計(jì)算思維教育研究的短板。目前尚未發(fā)現(xiàn)可直接推廣的計(jì)算思維教育的成功經(jīng)驗(yàn)。

三、關(guān)于計(jì)算思維教學(xué)的監(jiān)控

——計(jì)算思維的測評

（一）評價(jià)工具

有學(xué)者（Repenning， et al.， 2010）將計(jì)算思維測量工具分為五類：總結(jié)性工具、形成性交互評價(jià)、技能-遷移工具、觀念態(tài)度量表、詞匯評估。目前，國內(nèi)計(jì)算思維評價(jià)的專用工具未見文獻(xiàn)述及，國外計(jì)算思維工具較多。較知名的測評工具或方案有：BebrasTasks（Valentina & Futschek， 2008）、Dr. Scratch（León， Robles， & Román， 2015）、《計(jì)算思維能力水平量表》（Korkmaz， ?akir， & ?zden， 2015; Korkmaz， ?akir， & ?zden， 2017）、《計(jì)算思維模式分析（CTPA）》（Ioannidou， Bennett， Repenning， & Han， 2011）、計(jì)算思維測評軟件CTt（González， 2015; González， 2017）、三維測試框架（Brennan & Resnick， 2012）、Functional Understanding Navigator?。‵UN?。˙rasiel， Close， Soojeong， Kevin， Phil， & Taylor， 2017）、計(jì)算思維實(shí)時(shí)測評系統(tǒng)REACT（Koh， 2017）、Ninja Code Village（NCV）（Ota， Morimoto， & Kato， 2016）、計(jì)算思維語言（computational thinking language， CTL）（Lu， et al.， 2009）、PECT（Korucu， Gencturk， & Gundogdu， 2017）、計(jì)算思維實(shí)踐評價(jià)設(shè)計(jì)模型ADPCT（Snow， Tate， Rutstein， & Bienkowski， 2017）等。其中，Bebras Tasks是基于機(jī)器人科學(xué)、面向問題解決的多任務(wù)測試;Dr. Scratch是與3D可視化程序設(shè)計(jì)軟件Scratch有關(guān)的程序設(shè)計(jì)能力測試;《計(jì)算思維量表》（CTS）是由5個(gè)大項(xiàng)（創(chuàng)造力、協(xié)作、算法思維、批判性思維、問題解決）、29個(gè)子項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的五級李克特量表，是內(nèi)容固定的問卷測試;《計(jì)算思維模式分析（CTPA）》是對11個(gè)計(jì)算思維模式掌握情況的測試;西班牙測試軟件CTt是基于三個(gè)維度（涉及的計(jì)算概念、答案風(fēng)格、要求的任務(wù)）、由28個(gè)子項(xiàng)構(gòu)成的測試;三維測試框架基于項(xiàng)目組合分析、大量訪談和手工制品考評計(jì)算思維概念和實(shí)踐;FUN！基于Scratch，由麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室開發(fā);REACT是基于心流和最近發(fā)展區(qū)理論和CPTA的實(shí)時(shí)測試;NCV建構(gòu)了一種對全面學(xué)習(xí)Scratch等可視化編程語言提供支持的環(huán)境，并在此環(huán)境下開展測試，檢測程序設(shè)計(jì)常規(guī)概念、函數(shù)的使用、抽象、建模和分解方面的能力;CTL是對于計(jì)算學(xué)科常用詞匯術(shù)語記憶理解的評估測試;PECT基于CSTA關(guān)于計(jì)算思維的表述和Scratch軟件，由13個(gè)證據(jù)變量、6個(gè)設(shè)計(jì)模式變量、5個(gè)計(jì)算思維概念來打分評判，分基礎(chǔ)、發(fā)展、能手三個(gè)等級。ADPCT基于ECS（計(jì)算機(jī)科學(xué)探索）課程的四個(gè)單元（人機(jī)交互、問題解決、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、編程簡介），列出了以證據(jù)為中心的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵計(jì)算思維實(shí)體五個(gè)層次（領(lǐng)域分析、領(lǐng)域建模、概念化的評估框架、評估的實(shí)施、評估交付）。上述各測評工具的特點(diǎn)如表1所示。

表1 現(xiàn)有計(jì)算思維測評工具情況匯總一覽表

[工具 適用受眾 測量焦點(diǎn) 評價(jià)類型 Bebras Tasks 中小學(xué)生 分析和應(yīng)用 自動，總結(jié)性 Dr. Scratch 中小學(xué)生 創(chuàng)造和評價(jià) 自動，總結(jié)性 CTS 各種層次 態(tài)度/價(jià)值觀 總結(jié)性 CTPA 中小學(xué)生 問題解決（編程） 總結(jié)性 CTt 大中小學(xué)生 理解和記憶 總結(jié)性 三維測試 中小學(xué)生 概念、實(shí)踐、視角 人為，總結(jié)性 FUN！ 中小學(xué)生 編程能力 總結(jié)性 REACT 中小學(xué)生 最近心流區(qū)，思維的發(fā)展 實(shí)時(shí)，自動，形成性 NCV 中學(xué)生 編程能力 自動，總結(jié)性 CTL 中學(xué)生 計(jì)算學(xué)科常規(guī)術(shù)語的理解和記憶 總結(jié)性 PECT 小學(xué)生 知識，編程能力 總結(jié)性 ADPCT 中小學(xué)生 知識，技能與態(tài)度 總結(jié)性，人為 ]

由表1不難發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有測評工具中，偏重低層次思維（知識、記憶）的評價(jià)工具較多，側(cè)重高層次思維（分析、評價(jià)、創(chuàng)造）的較少;缺乏教育心理學(xué)依據(jù)的主觀性評價(jià)多，基于教育心理學(xué)理論的客觀評價(jià)少;總結(jié)性評價(jià)工具多，形成性評價(jià)工具少;適用于中小學(xué)生的評價(jià)工具多，適用于大學(xué)生的評價(jià)工具少;側(cè)重編程能力的評價(jià)多，全面性的評價(jià)少;測試目標(biāo)單一的測評工具多，綜合性的測評工具少。這種“六多六少”的局面直接影響了這些工具的科學(xué)性和實(shí)用性。其實(shí)，思維訓(xùn)練測評應(yīng)著眼于分析、評價(jià)、創(chuàng)造等高階思維能力（趙姝， 等， 2012）。有學(xué)者（唐培和， 等， 2018）不贊成用機(jī)器考試系統(tǒng)來檢驗(yàn)學(xué)生的計(jì)算思維學(xué)習(xí)效果，主張以多種形式或途徑進(jìn)行考核;郁曉華等人（2018）在分析了國際上常用的多種計(jì)算思維評價(jià)方式后認(rèn)為，它們各有利弊，優(yōu)劣難辨，要從中選擇完全適用且科學(xué)有效的評價(jià)工具并不容易。

（二）測評工具的完善和一致性

在測評實(shí)踐中，上述測評工具的研發(fā)者往往自己就能指出存在的問題和不足。2015年，考科莫茲等人（Korkmaz， et al.， 2015）使用《計(jì)算思維量表》（CTS）后認(rèn)為，雖然中學(xué)生的計(jì)算思維能力處于較高水平，但他們解決問題的能力卻處于較低水平。這似乎是說計(jì)算思維與解決問題能力無關(guān)甚至負(fù)相關(guān)。但如果真的如此，顯然有悖于計(jì)算思維教育的初衷。那么，究竟是樣本特殊，還是測量方案存在不足？

REACT的原創(chuàng)者（Koh， 2017）承認(rèn)，如何為焦慮和無聊區(qū)設(shè)定門檻或者為最近心流區(qū)（ZPF區(qū)域）設(shè)定閾值的問題還沒有徹底解決，這本身就是一大缺憾，勢必影響其有效性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其11種計(jì)算思維模式（CTP）源自一種游戲設(shè)計(jì)項(xiàng)目SGD，測評也是基于SGD項(xiàng)目完成的，如果離開SGD項(xiàng)目環(huán)境，這些CTP是否具有普適性，是否可以拓展應(yīng)用于其他事務(wù)，值得商榷。如果其實(shí)用價(jià)值僅限于SGD活動，顯然與計(jì)算思維教育的本意相去甚遠(yuǎn)。

布仁南等（Brennan， et al.， 2012）提出的計(jì)算思維三維（計(jì)算概念、計(jì)算實(shí)踐、計(jì)算視角）測試方案承認(rèn)思維的形成受多種因素影響，單一的方法有其相對性，指出“沒有一種方法在理解計(jì)算思維視角的變化方面特別有效”，實(shí)際上只實(shí)現(xiàn)了對前兩個(gè)維度的測評。但要“讓學(xué)生像計(jì)算機(jī)專家那樣思考”，實(shí)際上就是讓他們盡可能充分地以計(jì)算（學(xué)科）視角思考。要測評計(jì)算思維教學(xué)成果，這一維度恰恰最為關(guān)鍵。關(guān)鍵維度測評方法的缺失導(dǎo)致該測評工具已嚴(yán)重偏離了其測試初衷。

早期（小學(xué)生）計(jì)算思維理解與評價(jià)進(jìn)級模型（PECT）的研發(fā)者（Seiter & Foreman， 2013）也指出，雖然“處理技能”（process skills， 指去除bug、測試等）“在計(jì)算思維中是非常突出和重要的”，但卻“超出了研究范圍”，實(shí)際上該測評工具也缺失了原本很關(guān)鍵的測評內(nèi)容。

思維的測評向來是困難的，因而一些測評項(xiàng)目首先測評相對容易的測評因子，這雖可以理解，但最容易評估的東西對學(xué)習(xí)者而言未必是最有價(jià)值的（Brennan， et al.， 2012）。更糟糕的是“在不同的研究中，測量結(jié)果差異很大”（Shute， Sun， & Clarke， 2017）。如，在性別差異研究中，考如庫等人（Korucu， et al.， 2017）基于CTS的測量和鐘柏昌等人（Zhong， Wang， Chen， & Li， 2016）基于三維測量框架的測量結(jié)果認(rèn)為小學(xué)生的計(jì)算思維沒有顯著的性別差異，而沃呢爾等人（Werner， Denner， Campe， & Kawamoto， 2012）基于卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算思維中心提供的計(jì)算思維測評方案（通過算法思考，并有效地利用抽象和建模），結(jié)果認(rèn)為有性別差異。亞達(dá)夫小組（Yadav， et al.， 2014）的研究結(jié)果表明，男性對計(jì)算機(jī)的興趣明顯高于女性，但又說性別不是決定計(jì)算思維的顯著因素。這說明至少有一個(gè)測評結(jié)果是錯(cuò)誤的，孰是孰非？該相信誰？

可見，避重就輕、莫衷一是嚴(yán)重降低了一些計(jì)算思維測評工具的實(shí)用價(jià)值。

（三）關(guān)于知識遷移的測量

計(jì)算思維能不能遷移到其他領(lǐng)域？如何遷移？這關(guān)系到計(jì)算思維教育的必要性和基本路徑。海斯（Hayes， 1985）曾把知識遷移當(dāng)作思維教學(xué)的一大難題;認(rèn)知心理學(xué)家皮亞杰（Piaget， 1972）認(rèn)為思維強(qiáng)化訓(xùn)練不能導(dǎo)致思維結(jié)構(gòu)的內(nèi)源性變化，從根本上否認(rèn)思維教育的有效性。20世紀(jì)80年代通過LOGO語言訓(xùn)練兒童思維的失?。↙inn， Fisherand， & Dolbey， 1983; Pea， et al.， 1987）也為我們敲響了警鐘?？陀^地說，目前關(guān)于計(jì)算思維遷移的測量研究文獻(xiàn)很少，知識遷移測量工具更鮮見陳述。據(jù)悉，BebrasTasks可測量向真實(shí)生活的遷移（Valentina， et al.， 2008），而CTP-Quiz可評價(jià)向科學(xué)模擬環(huán)境的遷移（Basawapatna， Koh， Repenning， Webb， & Marshall， 2011），但未見面向個(gè)人或群體的量化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算學(xué)科知識遷移規(guī)律亟待探索。舒特等人（Shute， et al.， 2017）曾分析了2011——2015年的5份關(guān)于計(jì)算思維遷移的文獻(xiàn)中的研究成果，發(fā)現(xiàn)其中任一案例的遷移效果都有待進(jìn)一步證實(shí)。一些計(jì)算思維典型教學(xué)案例并沒有給出有關(guān)計(jì)算知識遷移測評結(jié)果的有力證據(jù)（陳麗婷， 等， 2015），其有效性令人質(zhì)疑。CTPA的研究者（Koh， 2017）聲稱“看到了遷移效果”，但分析后發(fā)現(xiàn)，其所謂“遷移效果”是指最近心流區(qū)（ZFP）的變化，只能說明學(xué)生能夠理解和運(yùn)用某些計(jì)算思維模型了，不能說明由此形成了一種新的思維習(xí)慣或風(fēng)格，更不能揭示計(jì)算思維發(fā)展規(guī)律。有些學(xué)者僅憑幾十個(gè)學(xué)生的小樣本在一段時(shí)期教學(xué)后的問卷調(diào)查結(jié)果就肯定其教學(xué)方案可行、有效（劉君亮， 2014; 葛明珠， 2014; 范帥帥， 2018），甚至就此認(rèn)為學(xué)生的計(jì)算思維“正在形成”或“已經(jīng)初步形成”（顧堅(jiān)， 2018），未免武斷和牽強(qiáng)，恐怕還需更多科學(xué)的佐證材料。

總之，現(xiàn)有的計(jì)算思維測評工具測評焦點(diǎn)分散，教育心理學(xué)理論依據(jù)不足，沒有反映問題的實(shí)質(zhì)，科學(xué)性和實(shí)用性亟待提高。

四、對我國開展計(jì)算思維教育的建議

綜上所述，國際社會在計(jì)算思維的內(nèi)涵、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)工具、測評工具等方面做了許多積極探索。但現(xiàn)有理論研究沒有得出可信的確定性的結(jié)論，實(shí)踐探索也沒有獲得成功的普遍適用的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算思維教育仍面臨許多挑戰(zhàn)、困惑和博弈。反對者的觀點(diǎn)不無警示意義。為此，本文對我國開展計(jì)算思維教育提出如下建議：

首先，要以理性、科學(xué)的態(tài)度開展計(jì)算思維教育，教學(xué)設(shè)計(jì)要有充分的理論和實(shí)踐依據(jù)，不能僅憑個(gè)人主觀愿望行事。計(jì)算思維教育是一個(gè)系統(tǒng)工程，不能只有計(jì)算機(jī)教師參與，應(yīng)由計(jì)算學(xué)科專家、教育心理學(xué)家、思維學(xué)家形成團(tuán)隊(duì)，開展多項(xiàng)計(jì)算思維教育實(shí)驗(yàn)，就計(jì)算思維在不同學(xué)段學(xué)生中的表現(xiàn)形式、發(fā)展規(guī)律、測評依據(jù)、培養(yǎng)目標(biāo)等開展研究?？梢韵茸鲆恍├碚摷僭O(shè)并逐一進(jìn)行嘗試和驗(yàn)證，但不宜大規(guī)模地普及計(jì)算思維教育。我國各地教育資源分布極不均衡，目前尤其不宜在小學(xué)及以下層次開展。

其次，切忌急功近利、將計(jì)算思維教育簡單化。思維的形成受很多因素影響，計(jì)算思維訓(xùn)練是一個(gè)長期的過程，教育效果不會在短期內(nèi)凸顯。不應(yīng)苛求通過一門課或一項(xiàng)活動一蹴而就。要警惕商業(yè)性宣傳，完全指望某個(gè)教育工具軟件完成計(jì)算思維教育是不現(xiàn)實(shí)的，也不要過度看中某種（次）測評的結(jié)果。重在使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生頓悟，實(shí)現(xiàn)由此及彼的認(rèn)識遷移，這需要教育者更多地提供激發(fā)這種頓悟的環(huán)境或機(jī)會。教學(xué)形式、內(nèi)容、測評手段應(yīng)該多元化。

再次，要隨著年齡的增長，在不同階段按照學(xué)習(xí)者的思維發(fā)展規(guī)律，不斷拓展深度和廣度，明確各階段的目標(biāo)，不能出現(xiàn)斷檔或脫節(jié)。我國教育部門劃分了高中信息技術(shù)課的計(jì)算思維等級，而大學(xué)階段卻沒有相應(yīng)的等級劃分。應(yīng)該努力形成從低層次向高層次逐級過渡的教學(xué)內(nèi)容和評價(jià)體系。

最后，計(jì)算思維教育需要教師提高對計(jì)算思維教育的認(rèn)識和工作能力。如果教師一直在誤解、困惑和博弈中煎熬，就不能搞好計(jì)算思維教育。因此，應(yīng)開展各層次的教師培訓(xùn)，就計(jì)算思維的內(nèi)涵、價(jià)值、教學(xué)案例及其效果展開交流，明確計(jì)算思維教育旨在提升高階思維;灌輸一些事實(shí)性知識、陳述性知識不是計(jì)算思維教育;必須融入足夠的程序性知識和策略性知識，通過大量測評驗(yàn)證形成科學(xué)有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。嚴(yán)防計(jì)算思維教育陷入一些學(xué)者擔(dān)心的尷尬局面是計(jì)算思維教師的最大挑戰(zhàn)。

[參考文獻(xiàn)]

鮑宇，孟凡榮，張艷群. 2015. “階梯式”引導(dǎo)的計(jì)算思維自主養(yǎng)成模式[J]. 電化教育研究（6）：87-91.

陳國良，董榮勝. 2013. 計(jì)算思維的表述體系[J]. 中國大學(xué)教學(xué)（12）：22-26.

陳麗婷，徐曉東. 2015. 基于計(jì)算思維教育的國外小學(xué)教學(xué)案例研究[J]. 教育信息技術(shù)（9）：12-20.

陳鵬，黃榮懷，梁躍，張進(jìn)寶. 2018. 如何培養(yǎng)計(jì)算思維[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究（2）：98-112.

范帥帥. 2018. 基于Scratch培養(yǎng)小學(xué)生計(jì)算思維的教育實(shí)踐研究[D]. 山東：聊城大學(xué).

范文翔，張一春，李藝. 2018. 國內(nèi)外計(jì)算思維研究與發(fā)展綜述[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志（2）：3-17.

葛明珠. 2014. 基于計(jì)算思維的協(xié)作學(xué)習(xí)模式在中學(xué)信息技術(shù)課程中的實(shí)踐與研究[D]. 西安：陜西師范大學(xué).

龔沛曾，楊志強(qiáng). 2012. 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)[J]. 中國大學(xué)教學(xué)（5）：51-54.

顧堅(jiān). 2018. 計(jì)算思維在初中信息科技課程中的實(shí)踐研究[D]. 上海：上海師范大學(xué).

李芳，張欣. 2014. 分離式計(jì)算思維教學(xué)探究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)（3）：24-28.

梁艷瑞. 2015. 基于AppInventor的高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)研究[D]. 成都：四川師范大學(xué).

劉君亮. 2014. 基于計(jì)算思維的混合式學(xué)習(xí)模型研究[D]. 北京：北京交通大學(xué).

牟連佳，李丕賢，邵洪艷. 2015. 計(jì)算思維融入信息技術(shù)教育的研究框架[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)（25）：20-23.

牟琴，譚良，吳長城. 2011. 基于計(jì)算思維的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式的研究[J]. 電化教育研究（5）：51-60.

牟琴，譚良，周雄峻. 2011. 基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式的研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)（6）：44-49.

牟琴，譚良. 2010. 基于計(jì)算思維的探究教學(xué)模式研究[J]. 中國遠(yuǎn)程教育（11）：40-45.

史文崇. 2017. 計(jì)算思維進(jìn)化規(guī)律研究[J]. 河套學(xué)院論壇，14（3）： 75-82.

史文崇. 2014. 思維的計(jì)算特征與計(jì)算的思維屬性[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué)（2）：11-14.

史文崇. 2018. 全球計(jì)算思維研究與實(shí)踐綜述[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用（4）：31-36.

宋晏，姚琳，張敏，李莉. 2018. 結(jié)合FunCode游戲編程平臺的計(jì)算思維培養(yǎng)模式研究[J]. 計(jì)算機(jī)教育（8）：25-28.

譚浩強(qiáng). 2012. 研究計(jì)算思維，堅(jiān)持面向應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)教育（21）： 45-49.

譚浩強(qiáng). 2014. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與科學(xué)思維能力培養(yǎng)——關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育深化改革的思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育（7）：4-8.

唐培和，秦福利，唐新來. 2018. 計(jì)算思維教育面臨的問題及其改革實(shí)踐[J]. 高教論壇（3）：12-14.

郁曉華，肖敏，王美玲. 2018. 計(jì)算思維培養(yǎng)進(jìn)行時(shí)：在K-12階段的實(shí)踐方法與評價(jià)[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志（2）：18-28.

戰(zhàn)德臣，聶蘭順，徐曉飛. 2013. 計(jì)算之樹——一種表述計(jì)算思維知識體系的多維框架[J]. 工業(yè)與信息化教育（6）：9-15.

張錦東. 2017. 思維可視化工具在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科計(jì)算思維培養(yǎng)中的應(yīng)用研究[J]. 教育觀察（8）：50-52.

趙國慶. 2013. 經(jīng)典思維教學(xué)程序的分類、比較與整合[J]. 開放教育研究（6）：62-72.

趙姝，趙國慶，吳亞濱. 2012. 思維訓(xùn)練：技術(shù)有效促進(jìn)學(xué)習(xí)的催化劑[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究（4）：28-34.

Aho， A. V. （2012）. Computation and computational thinking. Computer Journal， 55（7）：832-835.

Barr， D.， Harrison， J.， & Conery L. （2011）. Computational thinking： A digital age skill for everyone. Learning & Leading with Technology，38（6）：20-23.

Basawapatna， A.， Koh， K. H.， Repenning， A.， Webb， D. C. & Marshall， K. S. （2011）. Recognizing computational thinking patterns. Paper presented at the the 42nd ACM technical symposium on computer science education （SIGCSE）， Dallas， TX， USA.

Blikstein， P. （2015）. Computationally enhanced toolkits for children： Historical review and a framework for future design. Foundations and Trends in Human-Computer Interaction， 9（1），1-68.

Bloomboard. （2014， Febrary 16）. Selecting appropriate tools for computational thinking. Retrieved from https：//microcredentials-static.s3.am azonaws.com/402/SelectingAppropriateToolsforCT.pdf

Brasiel， S.， Close， K.， Soojeong J.， Kevin L.， Phil， J.， & Taylor， M. （2017）. Measuring computational thinking development with the FUN！ tool. Emerging Research， Practice and Policy on Education， （4）：36-48.

Brennan， K.， & Resnick M. （2012）. New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. Mark. J. eds. Procedings of AERA 2012. Vancouver， BC， Canada.

Bundy， A. （2007）. Computational thinking is pervasive. Journal of Scientific and Practical Computing， （1）：67-69.

Carnegie Mellon University Center for Computational Thinking. （2011， October 20）. Computational Thinking For Everyone. Retrieved from http：//www.cs.cmu.edu/CompThink/CTforeve.html

Christopher， H. C. （2011）. Assessing the impact of computer programming in understanding limits and derivatives in a secondary mathematics classroom. Middle-Secondary Education and Instructional Technology， （12）：70-79.

College Board. （2014， March 18）. AP computer science principles draft curriculum framework. Retrieved from https：//advancesinap.collegeboard.org/stem/computerscienceprinciples/AP computer science principles.html

Computing at School. （2015， June 8）. Computational thinking： A guide for teachers. Retrieved from https：//community.computingatschool.org.uk/resources/2324/Computa-tional_Thinking_A_Guide_for_Teachers.html

Cuny， J.， Snyder L.， & Wing J. M. （2010， Feburary 18）. Demystifying CT for noncomputer scientists. Retrieved from http：//www.cs.cmu.edu/comp think/resources/wing.pdf

Czerkawski， B. （2013）. Instructional design for computational thinking. In R. McBride & M. Searson （Eds.）， Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference 2013（pp. 10-17）. Chesapeake， VA：AACE.

Denning， P. J. （2009）. The profession of it beyond computational thinking. Communications of the ACM，52（6）：28-30.

Denning， P. J. （2017）. Remaining trouble spots with computational thinking， Communications of the ACM，60（6）：33-39.

González， M. R. （2015）. Computational thinking test： Design guidelines and content validation //Proceedings of EDULEARN15 conference， 2015：4203-4329.

González， M. R. （2017）. Complementary tools for computational thinking assessment. In macard， H. Ed. Proceedings of International Conference on Computational Thinking Education，（7）：228-242.

González， M. R.， González， J. C. P.， Fernández， C. J. （2016）. Which cognitive abilities underlie computational thinking？ Criterion validity of the Computational Thinking Test. Computers in Human Behavior，10（8）：47-59.

Grover， S.， Pea， R. D. （2017， December 10）. Computational thinking： A competency whose time has come. Retrieved from https：//www.researchgate.net/322.html

Hayes， J. R. （1985）. Three problems in teaching general skills. In S. F. Chipman， J. W. Segal， & R. Glaser （Eds.）， Thinking and learning skills： Research and open questions， 2， 391-406. Hillsdale， NJ： Erlbaum.

Hu， C. （2011）. Computational thinking： What it might mean and what we might do about it. Proceedings of the 16th annual joint conference on innovation and technology in computer science education. Darmstadt， Germany： ACM.

Ioannidou， A.， Bennett， V.， Repenning A.， Han K. K.， & Basawapatna， A. （2011）. Computational thinking patterns. Division C of proceedings of AERA 2011， Colorado America.

Jones， E. （2011， October 28）. The trouble with computational thinking. Retrieved from http：//www.creader.com/news/trouble.html

Koh， K. H. （2017， June 12）. Real time assessment of computational thinking. Retrieved from http：//www.academia.edu

Kong， S. C. （2016）. A framework of curriculum design for computational thinking development in K-12 education. Journal of Computers in Education，3（4），377-394.

Korkmaz， ?.， ?akir， R. M.， & ?zden， Y. （2015）. Computational Thinking Levels Scale （Ctls） adaptation for secondary school level. Gazi Journal of Education Sciences，1（2）：143-162.

Korkmaz， ?.， ?akir， R. M.， & ?zden， Y. （2017）. A validity and reliability study of the computational thinking scales. Computers in Human Behavior. Volume 72 Issue C，（7）：558-569.

Korucu， A. T.， Gencturk， A. T.， & Gundogdu， M. M. （2017）. Examination of the computational thinking skills of students， Journal of Learning and Teaching in Digital Age，2（1），11-19.

Kotsopoulos， D.， Floyd， L.， Khan， S.， Namukasa， I. K.， Somanath， S.， Weber， J. & Yiu， C. （2017）. A pedagogical framework for computational thinking. Digital Experiences in Mathematics Education，3（2），154-171.

León， M.， J.， Robles， G.， & Román， M. （2015）. Dr. Scratch： Automatic analysis of scratch projects to assess and foster computational Thinking. Revista de Educación a Distancia，（6）：30-46.

Linn， M. C.， Fisherand， C. W.， & Dolbey， J. The effects of learning to program and learning from cognitively demanding software [R]. Berkeley， C. A. ： University of California，1983.

Lu， J. J.， & George， H. L. （2009）. Thinking about computational thinking. SIGCSE09， March 3-7， 2009， Chattanooga， Tennessee， USA.

Ota， G.， Morimoto， Y.， & Kato， H. （2016）. Ninja code village for scratch： Function samples/function analyser and automatic assessment of computational thinking concepts. In VL/HCC， 2016 IEEE Symposium on （pp. 238-239）.

Pea， R. D.， Kurland， D. M.， & Hawkinsand， J. （1987）. LOGO and the development of thinking skills. Norwood N. J.， USA：Ablex Publishing Corp.

Piaget， J. （1972）. Psychology and epistemology： Towards a theory of knowledge. London： Oxford University Press.

Psycharis， S.， & Kallia， M. （2017）. The effects of computer programming on high school students reasoning skills and mathematical self-efficacy and problem solving. Instructional Science， 45（7）：583-602.

Repenning， A.， Webb， D.， & Ioannidou， A. （2010）. Scalable game design and the development of a checklist for getting computational thinking into public schools. Papers presented at the To appear in the proceedings of the 2010 ACM SIGCSE conference， Milwaukee， WI.

Seiter， L.， & Foreman， B. （2013）. Modeling the learning progressions of computational thinking of primary grade students. Proceedings of the ninth annual international ACM conference on international computing education research， Pages 59-66 ， San Diego， San California， USA.

Selby， C.， & Woollard， J. （2013， October 18）. Computational thinking： The developing definition. University of Southampton. Retrieved from https：//eprints.soton.ac.uk/356481/ddus.html

Shute， V. J.， Sun， C.， & Clarke， J. A. （2017）. Demystifying computational thinking. Educational Research Review，（9）：1-17.

Snow， E.， Katz， I.， Tew， A. E.， & Feldman， J. （2012）. Assessing computational thinking. NSF-CE21 community meeting， Washington， D. C. February 2-3， 2012.

Snow， E.， Tate C.， Rutstein D.， & Bienkowski， M. （2017， October 12）. Assessment design patterns for computational thinking practices in exploring computer science. Menlo Park， CA： SRI International. Retrieved from http：//pact.sri.com/resources.html

Solso， R. L.， MacLin， M. K.， & MacLin， O. H.. （2010）. Cognitive psychology. Washingtown： Wadsworth Publishing.

Sternberg， R. J.， & Swerling L. S. （1996）. Teaching for thinking： Becoming smart learner. Newyork： American Psychological Association.

Valentina， D.， & Futschek， G. （2008）. Bebras international contest on informatics and computer literacy： Criteria for good tasks. Informatics Education Supporting Computational Thinking， （7）：19-30.

Werner， L.， Denner， J.， Campe， S.， & Kawamoto， D. C. （2012）. The fairy performance assessment： Measuring computational thinking in middle school. In Proceedings of the 43rd ACM technical symposium on computer science education. ACM， pp. 215-220.

Wing， J. M. （2006）. Computational thinking. Communications of the ACM， 28（9）：23-28.

Wing， J. M. （2008）. Computational thinking and thinking about computing. Philosophical Transactions of the Royal Society， 10（4）：3717-3725.

Wing， J. M. （2014， January 10）. Computational thinking benefits society. Retrieved from http：//socialissues.cs.toronto.edu/D29.html

Wing， J. M. （2016， March 24）. Computational thinking， 10 years later. Retrieved from https：//www.Microsoft.Com/Res/CT.html

Wing， J. M. （2017）. Computational thinkings influence on research and education for all. Italian Journal of Educational Technology， 25（2），7-14.

Wojcicki， E. （2015， January 2）. Dash and dot： The best toy to teach computational thinking. Retrieved from https：//www.huffingtonpost.com/esther-wojcicki/dash-and-dot.html

Yadav， A.， Mayfield， C.， Zhou， N.， Hambrusch， S.， & Korb， J. T. （2014）. Computational thinking in elementary and secondary teacher education. ACM Transactions on Computing Education， 14（1）：1-16.

Zhong， B.， Wang， Q.， Chen， J.， & Li， Y. （2012）. An exploration of three-dimensional integrated assessment for computational thinking. Educational Research Review， （10）：18-27.

收稿日期：2018-08-18

定稿日期：2019-01-10

作者簡介：史文崇，碩士，副教授;劉茂華，博士研究生，講師;楊大志，博士研究生，講師。河北科技師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科技學(xué)院（066004）。

責(zé)任編輯 單 玲