文章來(lái)源：中國(guó)電化教育 2014.3 總第326期
作者：上海師范大學(xué)?信息與機(jī)電工程學(xué)院 王旭卿

計(jì)算思維概念的界定

定義

• 周以真于2006年提出的达传，他認(rèn)為：“計(jì)算思維是一個(gè)明確問(wèn)題和制定解決方案的思維過(guò)程棍潘，由此解決方案可以表示為能夠被信息處理代理有效執(zhí)行的形式”尊剔。
• 2011年ISTE聯(lián)合CSTA在分析計(jì)算思維過(guò)程各要素的基礎(chǔ)上提出了計(jì)算思維的操作性定義，即計(jì)算思維是一個(gè)問(wèn)題解決的過(guò)程痛单，該過(guò)程包括制定問(wèn)題嘿棘、分析數(shù)據(jù)、抽象旭绒、設(shè)計(jì)算法鸟妙、選擇最優(yōu)方案、推廣六大要素挥吵。
• 由美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室(MIT?Media?Lab)終身幼兒園研究小組(Lifelong?Kindergarten Group)在多年研究互動(dòng)媒體設(shè)計(jì)者活動(dòng)的基礎(chǔ)上提出重父，從三個(gè)維度分析了計(jì)算思維應(yīng)包含的要素，即計(jì)算概念（設(shè)計(jì)者在編程時(shí)所使用的概念）忽匈、計(jì)算實(shí)踐（設(shè)計(jì)者在編程時(shí)所概念）和計(jì)算觀念（設(shè)計(jì)者形成的有關(guān)他們身邊世紀(jì)和他們自己的觀念）房午。

分析定義

MIT的定義與中小學(xué)信息技術(shù)課程三維目標(biāo)近似，即計(jì)算機(jī)概念對(duì)應(yīng)于知識(shí)與技能丹允，計(jì)算實(shí)踐對(duì)應(yīng)于過(guò)程與方法郭厌，計(jì)算觀念對(duì)應(yīng)于情感態(tài)度與價(jià)值觀。

計(jì)算參與：美國(guó)中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)的社會(huì)化轉(zhuǎn)向

提出

2012年雕蔽，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)教育研究生院的Yasmin?B.?Kafai教授將近年來(lái)美國(guó)中小學(xué)鼓勵(lì)創(chuàng)建和分享編程作品的程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐歸納為“社會(huì)化轉(zhuǎn)向”折柠。

社會(huì)化轉(zhuǎn)向特征

程序設(shè)計(jì)教學(xué)的“社會(huì)化轉(zhuǎn)向”趨勢(shì)具體表現(xiàn)為在學(xué)習(xí)編寫(xiě)代碼的領(lǐng)域中從明顯地以個(gè)人為中心和面向工具的方法轉(zhuǎn)向基于創(chuàng)建和分享數(shù)字媒體并明顯具有社會(huì)化和文化性傾向的方法∨可以用以下三個(gè)維度來(lái)說(shuō)明：

• 從編寫(xiě)代碼到創(chuàng)建應(yīng)用扇售；
• 從設(shè)計(jì)工具到促進(jìn)社區(qū)
• 從“白手起家”到再創(chuàng)作(Remix)他人成果。

從編寫(xiě)代碼到創(chuàng)建應(yīng)用

• 傳統(tǒng)的編程學(xué)習(xí)總是與編寫(xiě)代碼贾陷、開(kāi)發(fā)算法和生成可運(yùn)行的程序緊密聯(lián)系在一起缘眶，學(xué)生常常還需要通過(guò)解決一些枯燥的、不太吸引人的數(shù)學(xué)題(如排序髓废、查找巷懈、雞兔同籠問(wèn)題、找素?cái)?shù)慌洪、求水仙花等)來(lái)學(xué)習(xí)編程顶燕。
• 由于受到基于情境的設(shè)計(jì)實(shí)踐的影響，美國(guó)中小學(xué)開(kāi)始采用一種“教學(xué)軟件設(shè)計(jì)”的編程教學(xué)方式冈爹，即要求學(xué)生把學(xué)術(shù)內(nèi)容應(yīng)用到設(shè)計(jì)有意義的真實(shí)的應(yīng)用程序中去涌攻，學(xué)生不再只是編寫(xiě)代碼，而設(shè)計(jì)功能完整的軟件應(yīng)用程序則成為學(xué)習(xí)編程的重要任務(wù)频伤。
• 支持青少年創(chuàng)建應(yīng)用的編程工具有：MIT終身幼兒園研究小組開(kāi)發(fā)的編程工具Scratch恳谎、微軟開(kāi)發(fā)的游戲開(kāi)發(fā)工具Kodu。
• 創(chuàng)建編程作品中的系統(tǒng)思考是指學(xué)生需要在設(shè)計(jì)諸如游戲等應(yīng)用程序時(shí)，要從設(shè)計(jì)系統(tǒng)因痛、解決問(wèn)題和理解人類行為等角度去“仔細(xì)思考用戶與應(yīng)用程序互動(dòng)的方式和根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)功能的方式來(lái)解決問(wèn)題”婚苹。
• 創(chuàng)建編程作品中的創(chuàng)意思維是指學(xué)生可以把編程學(xué)習(xí)融入到創(chuàng)作具有現(xiàn)實(shí)社會(huì)意義和文化內(nèi)涵及富有個(gè)性的互動(dòng)媒體作品過(guò)程中，將技術(shù)學(xué)習(xí)與創(chuàng)意設(shè)計(jì)鸵膏、日常生活有機(jī)統(tǒng)一膊升。例如，Scratch網(wǎng)站上的互動(dòng)媒體作品類型豐富谭企，包括動(dòng)畫(huà)廓译、游戲、故事债查、模擬等非区，
  其中有對(duì)經(jīng)典游戲的辛苦重建作品、有記錄生活經(jīng)
  歷或期望某種經(jīng)歷的作品攀操、有培養(yǎng)人際關(guān)系的賀卡
  或致謝作品院仿、有關(guān)注社會(huì)問(wèn)題(如全球變暖、虐待
  動(dòng)物)的作品速和，等等

從使用工具到參與社區(qū)

• 常用的工具有：適合三維動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作和敘事創(chuàng)作的Alice、鼓勵(lì)游戲
  創(chuàng)作的Kodu剥汤、適合創(chuàng)建模擬應(yīng)用程序的Agentsheet
  和支持手機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的App?Inventor颠放；
• 這類編程工具的共同特點(diǎn)是低門(mén)檻(Low?Floor)、高界限(High?Ceiling)和闊空間(Wide?Walls)吭敢。低門(mén)檻是指容易入門(mén)碰凶，高界限是指有機(jī)會(huì)制作越來(lái)越復(fù)雜的項(xiàng)目，闊空間是指不同興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生都能參與進(jìn)來(lái)鹿驼，完成類型各異的項(xiàng)目欲低。
• 學(xué)生以個(gè)體方式使用編程工具比較容易關(guān)注知識(shí)與技能方面的學(xué)習(xí)目標(biāo)。隨著結(jié)對(duì)編程(PairProgramming)應(yīng)用于美國(guó)中小學(xué)各學(xué)段合作式設(shè)計(jì)活動(dòng)畜晰，越來(lái)越多的編程工具開(kāi)發(fā)者認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)和社區(qū)在幫助和激勵(lì)編程新手中的重要作用砾莱。
• 許多編程和設(shè)計(jì)工具都提供了與使用編程工具配套的、鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)建和分享編程制品的在線社區(qū)凄鼻。最突出的例子就是Scratch網(wǎng)站腊瑟，它是目前全球最大的青少年編程社區(qū)(被譽(yù)為青少年編程類的YouTube社區(qū))。
• Scratch網(wǎng)站：注冊(cè)用戶的年齡主要是在8到16歲之
  間(其中峰值年齡為12歲)块蚌；用該社交網(wǎng)站闰非，學(xué)生可以分享他們的Scratch作品、接受來(lái)自同伴的反饋和鼓勵(lì)峭范，并從其他用戶的作品中汲取創(chuàng)作靈感和學(xué)習(xí)編程技巧财松；Scratch網(wǎng)站上的收藏、贊纱控、評(píng)論辆毡、創(chuàng)建工作室菜秦、管理作品集、關(guān)注其他用戶等功能為同伴間的互動(dòng)提供了便利胚迫；最凸現(xiàn)合作學(xué)習(xí)功能的是Scratch網(wǎng)站上的特色工作室喷户，多個(gè)Scratch成員可以加入特色工作室，并圍繞特定項(xiàng)目參與制作編程作品访锻，他們會(huì)把不同的技能(音樂(lè)褪尝、圖像、編程)帶入工作室期犬，在提升個(gè)體智慧的同時(shí)發(fā)展集體智慧河哑；
• 把社區(qū)的概念和實(shí)踐應(yīng)用于中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)集中體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的社會(huì)性本質(zhì)，即有成效的學(xué)習(xí)不是孤立進(jìn)行的龟虎，而是需要與他人發(fā)生聯(lián)系璃谨。因此，單純?cè)O(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能促進(jìn)學(xué)生編程能力鲤妥、提升計(jì)算思維的編程工具是不夠的佳吞，而是要提供與使用編程工具和分享編程制品相呼應(yīng)的社交情境，這種社交情境是將編程工具與在線編程社區(qū)緊密耦合的學(xué)習(xí)環(huán)境棉安，并通過(guò)合作式編程和同伴間的互動(dòng)把計(jì)算思維的其他元素凸現(xiàn)出來(lái)底扳，例如學(xué)習(xí)分解復(fù)雜任務(wù)和協(xié)調(diào)不同組件之間的控制流 。綜上贡耽，利用在線編程社區(qū)支撐的中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)可以關(guān)注除知識(shí)技能之外的其他學(xué)習(xí)目標(biāo)衷模，如過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀蒲赂。

從“白手起家”到再創(chuàng)作

• 以往編程學(xué)習(xí)者只能通過(guò)“白手起家”(或稱“從零開(kāi)始”)的方式編寫(xiě)代碼來(lái)顯示自己高超的編程能力阱冶，而且期望通過(guò)自己的創(chuàng)建和不斷改進(jìn)使那些代碼在很大程度上成為不能自由共享的專有商品。這就是早期計(jì)算作業(yè)的風(fēng)格滥嘴。
• 隨著利用組件設(shè)計(jì)程序的編程方式深入人心木蹬，在教學(xué)上，編程員新手有機(jī)會(huì)修改現(xiàn)有代碼段來(lái)學(xué)習(xí)編程氏涩，這使他們能夠創(chuàng)建超越自己水平的更復(fù)雜的程序届囚。
• “白手起家”：是對(duì)教材范例的簡(jiǎn)單模仿，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的識(shí)記和理解是尖；
• 再創(chuàng)作：對(duì)學(xué)生要求更高意系，學(xué)生不僅需要理解原始編程作品的功能和讀懂原始作口的代碼，還要考慮如何修改所選的代碼段饺汹、保留什么腕扶、增加或刪除程序中的哪些過(guò)程抡谐、變量等屉来。再創(chuàng)作屬于布魯姆學(xué)習(xí)目標(biāo)分類法中的高級(jí)思維水平吱七，涉及分析捂龄、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造和評(píng)價(jià)目標(biāo)，而不是識(shí)記和理解目標(biāo)。
• 在Scratch?2.0社區(qū)缝裁，用戶可以通過(guò)“書(shū)包”(Backpack)，即后備素材包功能對(duì)自己和其他Scratch用戶保存的代碼和相關(guān)資源(角色足绅、代碼捷绑、聲音、造型)進(jìn)行復(fù)制和再利用氢妈，也可以在線瀏覽他人作品粹污、轉(zhuǎn)到“設(shè)計(jì)頁(yè)”之后使用“再創(chuàng)作”功能，通過(guò)復(fù)制他人作品和增添新想法及功能對(duì)原始作品進(jìn)行再創(chuàng)作首量。為了強(qiáng)化版權(quán)尊重機(jī)制壮吩，Scratch?2.0社區(qū)在原始作品和再創(chuàng)作作品中都會(huì)增添有關(guān)原作者和新作者對(duì)作品修改的信息。此外加缘，Scratch?2.0社區(qū)的創(chuàng)作樹(shù)功能以可視化的方式展現(xiàn)了作品多次再創(chuàng)作版本之間的關(guān)系鸭叙，挖掘了作品的再生價(jià)值。這些鼓勵(lì)再創(chuàng)作和尊重知識(shí)版權(quán)的機(jī)制巧妙地解決了知識(shí)原創(chuàng)性和生產(chǎn)性的兩難困境拣宏。