国外计算思维教育研究进展

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国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述一、本文概述随着信息技术的迅猛发展和全球数字化的深入推进，计算思维作为一种全新的思维方式，日益受到国内外学者的广泛关注。

计算思维是指运用计算机科学的基本概念、思想和方法进行问题求解、系统设计和人类行为理解的一种思维方式。

它不仅在计算机科学领域具有重要的理论价值，而且对其他学科领域的发展也产生了深远的影响。

本文旨在综述国内外计算思维研究的发展历程、现状以及未来趋势，以期为我国计算思维教育的推广和实践提供有益的参考。

本文将对计算思维的概念、内涵和特点进行界定和阐述，明确计算思维在科学研究和实际应用中的重要作用。

通过对国内外计算思维研究的发展历程进行梳理，分析国内外在计算思维理论和应用方面的差异和联系。

接着，本文将从教育、工业、医疗、社会科学等多个领域出发，深入探讨计算思维在不同领域的应用案例和实践经验。

本文还将对计算思维的发展趋势和前景进行展望，探讨未来计算思维可能带来的变革和挑战。

本文将总结国内外计算思维研究的成果与不足，提出促进计算思维研究和发展的建议，以期为我国计算思维教育的普及和提高国际竞争力提供有益的参考。

通过本文的综述，读者可以全面了解计算思维的发展历程、现状和未来趋势，为我国计算思维的研究和实践提供有益的启示和借鉴。

二、国外计算思维研究现状在国外，计算思维的研究和发展已经取得了显著的成果。

从学术研究到教育实践，计算思维的概念和应用都在不断深入和拓展。

在学术研究方面，国外的学者对计算思维进行了深入的理论探讨。

他们不仅界定了计算思维的概念和内涵，还研究了计算思维与其他思维方式的关系，以及计算思维在解决问题中的应用。

国外的学者还从认知科学、心理学、教育学等多个角度对计算思维进行了跨学科的研究，为计算思维的发展提供了丰富的理论基础。

在教育实践方面，国外的教育者积极探索将计算思维融入课程教学的方法。

他们不仅将计算思维应用于计算机科学专业的教学中，还尝试将其引入其他学科的教学中，如数学、物理、工程等。

国外思维能力培养研究综述

国外思维能力培养研究综述导言：思维能力的培养对于个人的成长和发展至关重要。

在当今全球化的世界中，国外的思维培养方法备受关注。

本文将综述国外在思维能力培养方面的研究进展，旨在为读者提供一个全面的了解和思考的视角。

一、思维能力的定义和重要性思维能力是指个体通过对信息的收集、处理和分析，以及问题解决和创新的能力。

它涵盖了逻辑推理、创造性思维、批判性思维等多个维度。

思维能力的培养能够帮助个人更好地适应和应对复杂多变的社会环境，提高个人的学习能力和创新能力，从而取得更好的个人和职业发展。

二、国外思维能力培养的理论基础1. 罗伯特·斯特恩伯格的多元智能理论罗伯特·斯特恩伯格提出了多元智能理论，认为智能不仅仅局限于智商的衡量，而是包括多个维度，如语言智能、逻辑数学智能、空间智能等。

这一理论为思维能力培养提供了多元化的视角和方法。

2. 基于问题的学习方法国外的思维能力培养注重培养学生的问题解决能力。

基于问题的学习方法通过让学生主动参与问题的探究和解决，培养学生的批判性思维和创造性思维能力。

这种方法强调学生的主动性和参与度，能够激发学生的学习兴趣和动力。

三、国外思维能力培养的实践方法1. 启发式教学法启发式教学法是一种基于问题解决的教学方法，通过给学生提供具有启发性的问题和情境，引导学生进行思考和探索。

这种方法能够激发学生的主动学习和思考能力，培养学生的批判性思维和创造性思维能力。

2. 协作学习协作学习是指学生通过小组合作的方式进行学习和讨论。

这种方法能够培养学生的合作精神和团队合作能力，激发学生的思维和创造力。

国外的研究表明，协作学习对于思维能力的培养有着积极的影响。

3. 跨学科教育跨学科教育是指将多个学科的知识和方法进行整合和应用。

这种教育模式能够培养学生的综合思维能力和创新能力，帮助学生更好地理解和解决复杂问题。

四、国外思维能力培养的评估方法1. 项目作业评估项目作业评估是一种基于实践的评估方法，通过学生完成具体项目的过程和成果来评估学生的思维能力。

国内外计算思维研究与发展综述

JOURNAL O F DISTANCE E D U C A T IO N ^ Frontier Discovery ◄ ◄
国内外计算思维研究与发展综述
范文翔张一春李艺 !南京师范大学教育科学学院，江苏南京 210097)
[摘要 ] 计算思维作为计算时代的新产物，是一种可以灵活运用计算工具与方法求解问题的思维活动，对促进人
的整体和终身发展具有不可替代的重要作用。为了更好地了解计算思维领域的研究现状，特运用内容分析法分
别对国内外计算思维相关文献进行分析。研究发现：当前国内计算思维研究还处于初级阶段，理论研究主要关注
K 论研究主要关注对计算思维的解读，应用研究的层次主要集中在 - 1 2 阶段，主要关注计算思维的教学问题、促
进计算思维教育的工具以及计算思维的评价。为此建议，今后国内计算思维的研究应高度重视基础教育阶段的
院（MIT)的西摩•帕尔特（ Seymour Papert%教授的《头科学家与其他领域专家交流[4]。自此，越来越多的学 JC:
脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》
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书中首次被提及[2], 1996年，西摩•帕尔特教授在发表的文章中再次提及计算思维，他希望运用计算思

国外计算思维教育研究进展

国外计算思维教育研究进展国外计算思维教育研究进展计算思维是指借鉴计算机科学的方法和概念，培养人们的问题解决能力、创新能力和逻辑思维能力。

近年来，计算思维教育在国外取得了长足的发展，成为教育领域的热门话题。

本文将总结国外计算思维教育的研究进展，探讨其特点和对我国教育改革的启示。

一、计算思维教育的定义及重要性1.1 计算思维教育的定义计算思维教育是一种培养学生运用计算机科学方法和概念解决问题、发现规律的教育方法。

它不仅仅是教授学生编程技能，更重要的是培养学生的问题解决能力、逻辑思维能力和创新能力。

1.2 计算思维教育的重要性计算思维教育能够提高学生的学习能力和解决问题的能力，培养创新意识和团队合作精神。

随着信息技术的快速发展和数字化时代的到来，计算思维已经成为一种跨学科的基本能力，对于培养未来社会需求的复合型人才具有重要意义。

二、国外计算思维教育的研究进展2.1 计算思维教育在西方国家的推广在西方国家，计算思维教育已经成为教育改革的重要议题。

美国是计算思维教育的先锋，早在2009年，美国教育部就发布了《国家STEM教育倡议》文件，提出将计算思维纳入教育课程。

随后，计算思维教育在澳大利亚、英国、加拿大等国家也得到了广泛推广。

2.2 计算思维教育的实施模式国外的计算思维教育实施模式多样，既有嵌入式教学模式，也有专门开设计算思维课程的模式。

例如，英国的计算思维教育纳入了小学和中学的教育课程，学生需要在各个科目中运用计算思维的方法解决问题。

而在美国，一些学校专门设置了计算思维课程，让学生系统学习编程和计算思维的方法。

2.3 计算思维教育的评价体系国外的计算思维教育已经建立了相应的评价体系。

目前，主要通过学生的表现、课堂观察和项目作品等方式对学生进行评估。

此外，一些研究者还通过问卷调查、访谈等方法对学生和教师的意见进行调查，以了解计算思维教育的效果。

三、国外计算思维教育的特点和启示3.1 计算思维教育的特点国外的计算思维教育注重学生的实践操作和项目实践，强调问题解决能力的培养。

国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述一、本文概述1、计算思维概念的提出与背景随着信息技术的迅猛发展和广泛应用，计算思维作为一种全新的思维方式和解决问题的方法，逐渐受到了国内外学者的广泛关注。

计算思维概念的提出，源于对计算机科学发展及其在教育领域应用的深入认识。

计算思维，顾名思义，是以计算机科学为基础，运用计算原理和算法思维来解决实际问题的一种思维方式。

它的提出，与21世纪信息时代的来临密不可分。

在信息时代，数据和计算成为驱动社会进步的重要力量，而计算思维则成为了人们必备的一种基本素养。

从背景来看，计算思维概念的提出也是对传统教育方式的一种反思和革新。

传统教育注重知识传授和应试技能培养，而计算思维则强调问题解决和创新能力的培养。

它要求人们运用计算原理和算法思维，将复杂问题转化为可计算的形式，并通过编程和自动化工具来解决这些问题。

这种思维方式不仅有助于培养学生的逻辑思维和创新能力，也有助于提高他们在信息化社会中的适应能力和竞争力。

在国内外，计算思维的研究和发展都得到了广泛的关注和支持。

美国、英国等发达国家纷纷将计算思维纳入基础教育体系，将其作为培养学生创新能力的重要途径。

国际上也成立了多个研究机构和学术组织，致力于推动计算思维的研究和应用。

计算思维概念的提出和发展，是信息时代背景下对传统教育方式的一种反思和革新。

它强调问题解决和创新能力的培养，有助于提高人们在信息化社会中的适应能力和竞争力。

随着信息技术的不断发展和普及，计算思维将在未来的教育领域中发挥越来越重要的作用。

2、计算思维在国内外的发展概况计算思维作为一种新兴的思维方式，近年来在国内外均得到了广泛的关注和研究。

它不仅在计算机科学领域占据重要地位，更逐渐渗透到其他领域，如数学、物理、生物、经济等，成为跨学科研究的重要工具。

在国外，计算思维的研究和发展始于20世纪80年代。

当时，随着计算机科学的快速发展，人们开始意识到计算机思维方式的独特性和重要性。

随后，美国、英国、日本等发达国家纷纷投入大量资源，推动计算思维的研究和应用。

国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述本文由《远程教育杂志》授权发布作者：范文翔、张一春、李艺摘要计算思维作为计算时代的新产物，是一种可以灵活运用计算工具与方法求解问题的思维活动，对促进人的整体和终身发展具有不可替代的重要作用。

为了更好地了解计算思维领域的研究现状，特运用内容分析法分别对国内外计算思维相关文献进行分析。

研究发现：当前国内计算思维研究还处于初级阶段，理论研究主要关注计算思维的概念、内涵、特征与价值，应用研究层次主要集中在高等教育阶段，主要聚焦于对计算思维培养策略、计算思维教学模式和计算思维支持系统的设计与开发三个方面。

国外计算思维研究已处于成熟的早期阶段，理论研究主要关注对计算思维的解读，应用研究的层次主要集中在K-12阶段，主要关注计算思维的教学问题、促进计算思维教育的工具以及计算思维的评价。

为此建议，今后国内计算思维的研究应高度重视基础教育阶段的计算思维教育，不仅要以编程语言进课堂为契机探索计算思维的有效培养，还应尝试利用计算工具构建有效的计算思维学习环境。

此外，还应重点关注计算思维评价体系的建立与培养效果的检验。

关键词：计算思维；内容分析法；编程语言；计算机科学；信息技术；计算思维教育；编程教育；Python一、引言计算思维（Computational Thinking）的历史至少可追溯至20世纪50年代[1]，1980年，在麻省理工学院（MIT）的西摩·帕尔特（Seymour Papert）教授的《头脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》storms：Children，Computers，and Powerful Ideas）—书中首次被提及[2]，1996年，西摩·帕尔特教授在发表的文章中再次提及计算思维，他希望运用计算思维来帮助构建具有“阐述性”的几何理论，但他并未对计算思维进行界定[3]。

2006年，美国卡内基.梅隆大学（CMU）的周以真（Jeannette M. Wing）教授，为了帮助人们更好地认识机器智能的不解之谜，发表了题为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一一计算思维。

国外中小学生计算思维培养教与学的研究综述

国外中小学生计算思维培养教与学的研究综述作者：查飞琴吴伟敏来源：《神州·中旬刊》2019年第06期摘要：本文旨在回顾国外K-12阶段计算思维教与学内容的实证研究，并在此基础上探讨CT教育的未来研究前景。

每篇论文主要考察以下几个因素：参与者年级或者年龄、样本组、教学策略、应用工具、编程语言、研究内容。

研究结果表明：（1）计算思维的教学研究对象涉及K-12阶段的各个年级，从幼儿园到高中，年龄在4-18岁之间，实验对象主要集中在小学;（2）K-12阶段的CT教学策略具有多元性和创新性，大多数教学设计采用两种或两种以上的教学策略辅助展开;（3）与编程设计相关的计算机语言依然是计算思维培养中重要的教学课程。

总的来说，这15篇论文表明CT在K-12中显示出巨大的教育潜力，具有一定的指导意义。

鉴于此，我们展望了我国K-12教育未来的研究方向，提出相关发展建议。

关键词：计算思维;教学活动;系统化分析;教与学一、引言计算思维是一种解决问题的方法，这种方法在整个K-12课程中广泛适用，随着CT的普及和相关性变得越来越明显，在国外许多国家，州和机构正在将其纳入课程，因此教师和学习者都应该了解这对他们的未来发展的影响以及它将来如何影响他们教学方式的多样性。

将CT 整合到传统的核心和选修科目领域可以帮助学生建立重要的跨课程联系，提高他们的学习成绩，并培养重要的技能，以便提高他们在实际生活中解决问题的能力。

2006年，周以真为了帮助人们更好地认识机器智能的不解之谜，首次提出了“计算思维”这个概念。

周教授认为计算思维是每个人的基础技能，不仅仅属于计算机科学家。

计算思维是运用计算基础的基础概念去求解问题、系统设计以及理解人类的行为[1]。

这一概念的提出引起国际教育学者的广泛关注，同时也引发了国内外学者对信息技术课程的反思与改革。

2013 年12 月 11 日，美国非盈利性组织为配合国家计算机科学教育周发起了“编程一小时”倡议和活动，旨在通过采用趣味教学的方式让中小学生了解基本的计算机程序编写，并从小培养孩子们对计算机的兴趣[2]。

国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述国内外计算思维研究与发展综述近几十年来，计算机和网络技术迅速发展，为计算思维的研究带来了广阔的空间和潜在的可能性。

计算思维是一种以计算机和网络为基础的思维方式，它着眼于利用复杂的计算机、宽带和低成本联网技术为用户提供更加实用的信息服务和更加有效的信息处理技术。

研究者们在国内外对计算思维作出了大量的研究，涉及包括数据挖掘、人机交互等多个相关领域。

本文综合国内外的计算思维研究，介绍了其研究现状和发展趋势。

一、国内计算思维研究现状国内计算思维的研究主要集中在数据挖掘、知识发现、信息网络挖掘和人机交互等领域。

数据挖掘研究主要集中于对大型数据库、网络上的大数据的挖掘，旨在从海量数据信息中发掘出隐含的知识。

知识发现研究聚焦于从非结构化或半结构化的数据中抽取出有价值的知识，它是数据挖掘的重要组成部分。

信息网络挖掘重点是针对复杂的信息网络，从中发现有效的信息传播模式和影响力研究。

人机交互的研究重点是如何在计算机环境中实现有效的人机交互，从而帮助用户更加高效的完成任务。

目前，国内的计算思维研究主要集中在大数据分析、深度学习、自然语言处理等方面，有助于开发新型的智能系统和服务。

近年来，国内计算思维技术的发展受到了政府部门、高校和企业部门的支持，他们开发了大量的计算思维应用，并将其应用于实际生活中。

二、国外计算思维研究现状国外的计算思维研究主要集中在增强型数据挖掘、社会网络分析、认知服务开发、虚拟机器人等领域。

增强型数据挖掘旨在从海量数据中挖掘出更为有效的知识。

社会网络分析目标是从表示社交关系的数据中提取有价值的信息，它主要是指从网络数据中发现特定模式。

认知服务开发研究的目标是构建有效的认知服务系统，以改善人们的日常工作和生活。

虚拟机器人的研究则是建立虚拟机器人模型，使机器人能够和其他人类进行有效的人机交流。

国外计算思维的发展迅速，它的应用范围也不断扩大，由于国外技术发展水平整体较高，他们更加重视应用层面的研究，围绕计算思维的应用开发出了大量的技术，如智能系统、智能家居、智能机器人等，这些技术已经得到了广泛的应用和运用。

计算思维的培养国际研究综述

计算思维的培养国际研究综述作者：范红来源：《中国信息技术教育》2013年第06期尼葛洛庞帝说过：计算机不再只和计算有关，它决定我们的生存。

当前，计算机技术发展日新月异，不仅影响着我们的生活、思维方式和思维习惯，而且也将深刻影响我们的思维能力。

越来越多的教育者认为计算思维应该和读、写、算一起作为儿童教育的一部分，是每人都需要的基本技能，那么教育教学中应该如何教授培养计算思维呢？青少年的计算思维是怎样的1.学生的计算思维为了更准确、高效地培养学生计算思维技能，我们应该在当前计算思维概念理解的基础上，归纳、提炼出信息时代青少年应具备的计算思维技能，并培养他们将其运用到学习、生活和实践中。

美国一位参与“可扩展的游戏设计项目”（Scalable Game Design project）的一线教师对计算思维目前的定义表示仍然不是很了解，但是他认为：计算思维应该使学生有能力使用编程知识来解决真实世界问题。

创造性科学模拟的能力应该是计算思维的核心。

基于Dave Moursund的观点：计算思维的根本的意思是开发一些人们试图研究和解决的问题的模型和模拟仿真，Walt Allan等人将计算思维的培养分了三个领域：模拟仿真或模型，使用机器人系统，游戏设计与开发。

这三个领域关系错综复杂、彼此协作，帮助学生更普遍地理解计算思维：①模型和模拟仿真领域，Walt Allan等人列举了GUTS（growing up thinking scientifically）中学项目，在这个项目中学生们和社区成员协作，积极参与模型化和模拟仿真现实问题来培养计算思维。

在该项目中，他们探究社区中存在的问题，发明了基于代理的模型去探究问题的根本推动力，并检测潜在的缓和策略。

②游戏设计和开发领域，Salen（2007）说：组合一个成功的游戏需要基于系统的思考，关键问题解决的迭代，艺术和审美，协作和故事讲述，交互设计，游戏逻辑和规则以及程序。

这些挑战对学生很有吸引力。

国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述国内外计算思维研究与发展综述计算思维是指一种解决问题和设计系统的思维方式，它强调以计算的方式分析和解决问题，培养人们的逻辑思维、创造力和解决复杂问题的能力。

近年来，计算思维研究在国内外得到了广泛的关注和发展。

本文将对国内外计算思维研究与发展进行综述。

一、国内计算思维研究的现状国内计算思维研究起步较晚，但近年来取得了长足的发展。

国内学者主要从教育和人工智能的角度对计算思维进行研究。

教育领域的研究主要关注如何在K-12学习阶段培养学生的计算思维能力。

研究者和教育工作者广泛开展了计算思维的课程设计和教学实践，推动了计算思维在中国的教育实践中的应用。

人工智能领域的研究主要关注如何将计算思维与机器学习、数据分析等技术结合，提高算法设计和优化的效率和准确性。

一些研究者提出了基于计算思维的创新算法，使得机器学习和数据分析在各个领域中的应用不断扩大。

二、国外计算思维研究的现状国外计算思维研究始于上世纪六十年代，从教育和计算机科学的角度进行了广泛探索。

在教育领域，计算思维的研究主要着眼于培养学生的创造力、逻辑思维和解决问题的能力。

以美国为代表的国家开展了大量的计算思维教育改革，将其纳入K-12的教育体系。

此外，还有一些研究关注计算思维对学生学术成绩和职业发展的影响，提出了一些评估计算思维能力的方法。

在计算机科学领域，国外研究主要关注计算思维的理论框架和方法论。

许多研究者提出了计算思维的定义和特征，并建立了一些计算思维的模型和工具。

同时，还有一些研究致力于计算思维与计算机科学教育的结合，研究如何更好地将计算思维教育纳入到大学课程中。

三、国内外计算思维研究的趋势和前景计算思维的研究旨在培养人们的逻辑思维、创造力和解决问题的能力。

随着信息技术的不断进步和应用广泛，计算思维的需求也越来越大。

未来，计算思维的研究将主要集中在以下几个方面：1. 教育改革和教学实践：继续发展计算思维在教育中的应用，不仅要关注K-12阶段的教育，还需要深入到高等教育和职业教育中。

与计算思维有关的文献

与计算思维有关的文献计算思维是指一种思考问题的方法，这种方法强调利用计算机和技术工具的带来的便利和创新，将问题分解为一系列步骤，并利用算法和数据分析来解决问题。

计算思维不仅是一种解决问题的方法，同时也是一种思考的方式，是一种思维模式的变革。

关于计算思维，现有不少相关文献和研究。

其中最具代表性的是计算思维教育方面的研究，这些研究旨在促进学生的计算思维和计算素养。

例如，英国教育工作者Peter J. Denning和Craig H. Martell在2015年发表了一篇名为《计算思维教育：为什么及如何实施》的研究论文。

该文指出，计算思维教育应该被视为一种全球性教育趋势，它可以帮助学生更有效地解决问题，并为未来工作做好准备。

此外，还有许多关于计算思维与教育的研究。

例如，苏格兰教育家Phil Bagge在2017年发表了一篇名为《计算思维在初等教育中的实践》的文章。

在这篇文章中，Bagge描述了将计算思维纳入早期教育的成功案例，并阐述了如何在教学中使用计算思维。

除了教育领域的研究之外，还有许多关于计算思维在工业和商业领域的研究。

例如，美国商学院教授Jeannette M. Wing在2006年发表了一篇名为《计算思维：8种问题解决方法》的著名论文。

该文指出，计算思维不仅是一种解决问题的方法，还可以帮助企业和组织更好地理解数据、模拟系统、评估风险等。

此外，还有许多其他的文献和研究，关于计算思维在不同领域的应用和扩展。

例如，Tim Bell等人在2014年发表了一篇名为《计算思维，计算机科学之外的故事》的文章。

该文介绍了计算思维在文化、艺术、政治等领域的应用和影响。

另外，还有类似于J. R. Shaw等人在2019年发表的《计算思维与工程实践》等工程领域的研究，研究人员将计算思维的思维方式应用于工程设计过程中。

综上所述，目前已有不少关于计算思维的文献和研究。

这些研究大多着眼于计算思维在教育、工业、商业、文化等领域的应用和扩展，探讨计算思维的应用和影响。

国外中小学生计算思维培养教与学的研究综述

72国外中小学生计算思维培养教与学的研究综述查飞琴吴伟敏南京邮电大学教育科学与技术学院摘要：本文旨在回顾国外K-12阶段计算思维教与学内容的实证研究，并在此基础上探讨CT 教育的未来研究前景。

每篇论文主要考察以下几个因素：参与者年级或者年龄、样本组、教学策略、应用工具、编程语言、研究内容。

研究结果表明：(1)计算思维的教学研究对象涉及K-12阶段的各个年级，从幼儿园到高中，年龄在4-18岁之间，实验对象主要集中在小学；(2)K-12阶段的CT 教学策略具有多元性和创新性，大多数教学设计采用两种或两种以上的教学策略辅助展开；(3)与编程设计相关的计算机语言依然是计算思维培养中重要的教学课程。

总的来说，这15篇论文表明CT 在K-12中显示出巨大的教育潜力，具有一定的指导意义。

鉴于此，我们展望了我国K-12教育未来的研究方向，提出相关发展建议。

关键词：计算思维；教学活动；系统化分析；教与学一、引言计算思维是一种解决问题的方法，这种方法在整个K-12课程中广泛适用，随着CT 的普及和相关性变得越来越明显，在国外许多国家，州和机构正在将其纳入课程，因此教师和学习者都应该了解这对他们的未来发展的影响以及它将来如何影响他们教学方式的多样性。

2006年，周以真为了帮助人们更好地认识机器智能的不解之谜，首次提出了“计算思维”这个概念。

周教授认为计算思维是每个人的基础技能，不仅仅属于计算机科学家。

计算思维是运用计算基础的基础概念去求解问题、系统设计以及理解人类的行为[1]。

这一概念的提出引起国际教育学者的广泛关注，同时也引发了国内外学者对信息技术课程的反思与改革。

2013 年 12 月 11 日，美国非盈利性组织为配合国家计算机科学教育周发起了“编程一小时”倡议和活动，旨在通过采用趣味教学的方式让中小学生了解基本的计算机程序编写，并从小培养孩子们对计算机的兴趣[2]。

国外计算思维教育研究进展

国外计算思维教育研究进展计算思维教育在国外已经得到了广泛的和研究。

这种思维方式在教育领域中越来越受到重视，被认为是培养下一代创新思维和问题解决能力的重要工具。

本文将介绍国外计算思维教育的研究进展，包括其定义、发展历程、课程设置、教学方法和评估机制。

关键词：计算思维教育、研究进展、课程设置、教学方法、评估机制计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题解决、系统设计和创新思考的方式。

它涉及抽象、算法设计、建模、自动化、转化等核心思想，目的是为了解决现实生活中的复杂问题。

计算思维教育就是要将这些概念和思维方式融入到教育中，以培养人们的创新思维和问题解决能力。

自20世纪80年代末以来，国外计算思维教育经历了三个阶段。

首先是起步阶段，这一时期主要是计算机科学家和教育学家开始计算思维，并将其引入到教育中。

接着是初步应用阶段，这一阶段计算思维教育开始在一些学校中得到试验和应用。

到了21世纪初，计算思维教育已经得到了广泛的认可和应用，许多国家和地区都在推广和实施计算思维教育。

在课程设置方面，国外的计算思维教育通常从小学阶段开始，贯穿于整个义务教育阶段。

课程内容主要包括算法设计、数据结构、程序设计等方面。

有些学校还会开设一些与计算思维相关的拓展课程，如机器人技术、网页设计等。

在教学方法上，国外的计算思维教育注重实践和创新。

其中，项目制学习是最常用的方法之一。

学生通过完成一个具体的项目，学会如何运用计算思维解决问题。

问题解决也是常用的教学方法。

教师会设计一些实际问题，让学生运用计算思维来解决。

还有一种方法是创新思维，通过引导学生进行头脑风暴、逆向思维等方式，培养学生的创新能力。

在评估机制方面，国外的计算思维教育注重过程评估和成果评估。

过程评估主要包括学生的参与度、合作能力、问题解决能力等方面的评价。

成果评估则主要是通过项目作品、考试成绩等方面来衡量学生的学习成果。

应用评估也是非常重要的一环。

通过对学生在解决实际问题中应用计算思维的能力进行评价，可以更直观地了解学生的计算思维能力。

计算思维的国外研究现状

计算思维的国外研究现状（1）计算思维的理论方面的研究在国外，英国和美国的学者对计算思维理论层面的研究较多，并且主要集中在计算思维的定义、要素、结构等。

2006年周以真教授为激发人们探索计算领域的热情，为计算领域吸引更多人才，更为满足国家信息化建设需要，而最先提出了计算思维的概念。

计算思维由此受到了英、美等国家的专者们认可。

2008年，《计算思维：一个所有课堂问题解决的工具》开始被美国计算机科学技术协会提出，该报告得到了微软的支持，报告中强调：计算思维工具的编码方法为通过用户经过计算思维发展循环的三个基本阶段来进行最小编码，这三个基本阶段是问题描述、解的表述、方案执行以及评估。

英国皇家科学院将计算思维总结为“在对人类生存环境中的可计算性进行识别的基础上，利用计算机科学领域中的技术对人工、自然系统进程进行解释与理解的过程”。

其关注的核心问题为对不同种类、不同层次的计算问题的辨别。

Shuchi Grover等人对计算思维的要素做出总结，并将计算思维的要素概括为：建模与模拟生成，符号系统及其表征方式，分解结构化问题，符号系统及其表征方式，平行思索与递归，逻辑顺序，效率与绩效约束，系统错误的识别与排除。

这些从计算思维中提炼出的要素可以帮助人们了解其形成过程，从而更具针对性地培养计算思维，丰富计算思维的内涵。

国外的专家学者通过大量研究使人们对计算思维的认识更为全面，为后续专家学者进行计算思维相关方面深入研究提供强大的理论支撑。

（2）在基础教育阶段的学科课程中培养计算思维的研究计算思维的突出作用对个人成长与社会发展越来越重要，因此，各个国家逐渐将计算思维融入到课程改革中，以此来规避原本课程中的缺点。

他们在理论研究的基础上，分析本国家培养计算思维的现实状况，不断将计算思维与学科课程相融合，并在实际的教学中开始计算思维的培养研究。

计算思维被教育者逐渐应用于教育领域，不仅仅涉及到大学阶段，中小学阶段的研究也很丰富。

国外有关数学思维培养的研究

国外有关数学思维培养的研究近年来，人们对于数学思维培养的研究越来越受重视。

国外许多学者致力于探讨如何培养和提高学生的数学思维能力，以期提高数学教育的质量和效果。

首先，数学思维培养研究的一个重要方向是通过数学建模来培养学生的创新思维。

在某些国家，学生在学习数学时被鼓励应用所学知识去解决实际问题，而不仅仅局限于课本上的例题。

这种学习方式可以激发学生的创新思维，让他们学会从不同的角度思考和解决问题。

例如，在一个有关环境保护的课程中，学生需要在数学模型的指导下，分析各种环境因素对于某个地区生态系统的影响，并提出相应的解决方案。

这种数学建模的学习方法，鼓励学生发挥想象力，锻炼他们的逻辑推理和问题解决能力。

其次，一些学者认为培养学生的数学思维需要引入游戏化教学。

通过将数学知识融入到游戏中，学生可以在娱乐中学习，并在愉快的氛围下培养数学思维。

这种学习方式可以提高学生的学习兴趣和参与度，激发他们的求知欲。

例如，有些学校鼓励学生使用数学游戏应用程序，在游戏中解决数学问题，提高赢得游戏所需的数学技能和思维能力。

这样的游戏化教学方法，不仅提升了学生的学习兴趣，还加深了他们对数学思维的理解。

另外，还有学者认为数学思维的培养需要注重培养学生的逻辑思维和分析能力。

他们提倡教师在课堂上运用启发式的教学法，通过给学生提出开放性问题，引导学生进行逻辑推理和思维分析，并帮助他们掌握解决问题的方法和技巧。

例如，在教授几何的课堂上，教师可以给学生出示一个图形，要求他们通过观察和分析，找出其中的规律并加以证明。

这样的教学方法可以锻炼学生的逻辑思维和分析能力，让他们能够灵活运用所学知识解决实际问题。

在数学思维培养的研究领域，国外学者们进行了大量的实证研究和教学实践，取得了一些积极的成果。

然而，仍然存在一些挑战，如教师培训、学生评估等方面的问题，亟待深入研究和解决。

希望未来能有更多的研究和实践推动数学思维培养的进一步发展，为提高数学教育的质量和效果做出更大的贡献。

面向三维目标的国外中小学计算思维培养与评价研究

面向三维目标的国外中小学计算思维培养与评价研究计算思维是指一种解决问题和推理的能力，它可以帮助人们理解和应用计算机科学的基本概念和原理。

近年来，在国外中小学教育领域，计算思维的培养和评价已经成为一个热门话题。

本文将从面向三维目标的角度探讨国外中小学计算思维的培养与评价，并提出一些建议。

首先，对于计算思维的培养，国外中小学普遍采用多样化的教学方法和资源。

例如，一些学校引入了编程课程，让学生通过编写代码来培养计算思维。

同时，一些创新的教学工具和平台，如可编程机器人和虚拟现实技术，也被广泛应用于计算思维的培养。

此外，学校还通过组织编程比赛和项目实践等活动，激发学生的学习兴趣和创新能力。

其次，针对计算思维的评价，国外中小学通常采用综合评价和项目评估相结合的方式。

综合评价包括对学生的学习态度、解决问题能力和团队合作精神等方面进行综合考察。

而项目评估则注重对学生在具体问题解决过程中的思考能力和创新能力进行评价。

此外，一些国外教育机构还开发了计算思维能力测试工具，用于系统、客观地评估学生的计算思维水平。

然而，国外中小学计算思维的培养与评价还存在一些问题和挑战。

首先，教师专业素养和教学资源的不足是一个普遍存在的问题。

由于计算思维教育的特殊性，需要教师具备一定的计算机科学知识和教学经验。

而目前，一些教师在计算思维教育方面的了解和掌握还比较薄弱。

此外，由于教学资源的缺乏，一些学校无法提供足够的培养计算思维的课程和活动。

针对以上问题和挑战，我们可以从以下几个方面进行改进和提升。

首先，加强教师的专业培训，提高他们在计算思维教育领域的专业素养。

可以通过举办教师培训班、开设相关的研修课程等方式，帮助教师了解并掌握计算思维教育的基本理念和教学方法。

其次，增加计算思维教材和教学资源的投入。

学校可以与相关的科研机构和企业合作，共同研发和推广计算思维教材和教学资源，提供更多的学习资源和实践机会。

此外，应鼓励学校加强与社区、企业和家长的合作，共同为学生提供更广泛的计算思维培养和评价机会。

国内外计算思维研究的热点领域和演进趋势

国内外计算思维研究的热点领域和演进趋势作者：翟学坦李锐来源：《数字教育》2020年第05期摘要：计算思维已经纳入信息素养，为了系统、全面地了解国内外计算思维的发展趋势与研究热点，文章以CNKI和WOS数据库刊载的计算思维文献为数据源，运用文献计量和内容分析的方法，对国内外的计算思维研究从年度分布、学科类别分布、研究机构分布、高产学者分布、关键词与聚类结果分析和研究趋势分析几个部分进行了知识图谱的构建。

国内计算思维知识图谱形成了三大主题，分别是以实验教学为核心的研究主题、以大学计算机学科体系建设为核心的研究主题、以信息技术为核心的研究主题。

国外计算思维知识图谱也形成了三大主题，分别是以计算思维概念、方法、特征为核心的研究主题，以教学实践为核心的研究主题，以游戏建设为核心的研究主题。

关键词：计算思维;可视化分析;知识图谱中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2020）05-0014-06收稿日期：2020-06-04基金項目：中央电化教育馆立项课题“基于机器人教学游戏化的STEM教育课程开发研究”（176240001）作者简介：翟学坦（1989—），男，山东郓城人，北京师范大学天津生态城附属学校，中教二级，研究方向为信息化教育;李锐（1979—），男，天津人，北京师范大学天津生态城附属学校高级教师，研究方向为智慧校园。

引言随着高中信息技术新课标的发布，计算思维能力的培养在中小学信息技术教育中越来越受到重视。

因此，相关人员对计算思维的各个领域进行了不同程度的研究。

卡耐基梅隆大学周以真教授（Jeannette M.Wing）提出计算思维是用计算机科学的元素求解问题和设计系统的科学方法[1]。

自从2006年周以真教授提出计算思维的概念以来，许多组织和学者都对计算思维进行了深入的研究[2]。

为了系统、全面地了解国内外计算思维的发展趋势与研究热点，本研究以中国知网（CNKI）和科学引文数据库（WOS）为信息源，对比分析计算思维研究在国内外两大权威数据库中的年度分布、学科类别分布、研究机构分布、高产学者分布以及关键词与聚类结果分析。

国内外计算思维发展与综述

• 是一种可利用计算机和其他工具的方式来解决问题的过程，涉及数据收集、数据分析、数据表示，利用算法思维来制定步骤与资源的最优组合的自动化解决方案
• 是一种认识周围世界计算方面的过程，通过应用计算机科学的工具和技术来理解和思考自然、人工系统和工序
计算思维的三个维度
计算实践:发生在编程过程中解决问题的做法举例：递增与重复，测试与调试，再利用与再创作，抽象与模块化
计算概念
计算实践
计算观点
计算概念：程序员使用的概念举例：顺序，循环，并行，事件，条件，运算符，数据
计算观点:学生对自己、与他人的关系以及周围科技世界的理解举例:表达，联系与质疑技术世界
比如……
F=ma
Oh,I got it！！！
02
国内计算思维发展现状
虽然有理论研究转应用，但
03
k-12阶段
何为k-12
即Kay Twelve ，美国基础教育的统称。“k-12”是指从幼儿园到 12年级的教育，也被国际上用作对基础教育的统称。
K-12阶段注重培养学生计算思维，帮助学生尽早用计算思维处理问题
致力于让学生能够批判性地参与计算科学相关主题的公开讨论，更好地理解计算在他们周围世界中所起的作用，进而发展成为具有计算机科学文化知识的学习者、用户与创造者
……
2006
周以真教授发表题为 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能力—— 计算思维
对计算思维的解读
• 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

国际信息学与计算思维活动

国际信息学与计算思维活动随着科技的不断发展，信息学与计算思维活动逐渐成为了国际社会关注的焦点。

这一领域的发展在全球范围内具有重要意义，它关系到未来世界的竞争力以及人类的发展方向。

在这篇文章中，我们将探讨国际信息学与计算思维活动的现状、发展趋势以及对未来的影响，以期更好地了解这一领域的重要性和未来发展的前景。

国际信息学与计算思维活动的现状信息学是研究信息处理、传输和存储的学科，而计算思维活动则是指通过计算机和其他数字设备进行问题求解和决策的一种思维方式。

这两个领域都是现代数码社会中不可或缺的一部分。

在国际社会中，信息学与计算思维活动的发展越来越受到重视。

在教育领域中，信息学与计算思维活动已经成为了许多国际间大型教育项目的重点。

例如，欧盟的“Erasmus +” 项目、美国的“Hour of Code” 项目、中国的“全球创客教育联盟” 等都是为了推动信息学与计算思维活动的普及而设立的。

在这些项目中，各国都有自己的教学模式和理念，但都在努力提高学生对信息学和计算思维的认识和掌握水平，使其成为未来数字时代的有力人才。

同时，国际信息学与计算思维竞赛也在不断增加。

例如，国际信息科学奥林匹克竞赛（IOI）是开展了30余年，是全球最高水平的信息学竞赛之一，来自世界各地的学生每年都会前来参赛，展示自己的技能和实力。

此外，还有包括ACM/ICPC世界大学生程序设计竞赛等其他级别的赛事都可以促进信息学与计算思维活动的普及和提升。

国际信息学与计算思维活动的发展趋势国际社会中，信息学与计算思维活动的发展趋势十分明显。

首先，计算思维将会在未来成为一种必要的基础技能，就像阅读、写作和计算能力一样。

未来的职场上将会需要更多的数字技能，而计算思维能力将为职场人士提供优势。

因此，全球各个国家都在致力于加强数字教育，全面提高年轻人的计算思维水平。

其次，信息安全将是未来信息学的一个热门话题。

随着越来越多的数据、信息被存储在网络上，信息安全问题也愈发重要。