本书从计算思维概述,计算思维的理论内涵与本质分析,计算思维核心要素剖析,计算思维课程的开发,计算思维的教与学,计算思维评价,计算思维的教师专业发展,以及计算思维教育的全球化推动等方面进行全方位分析和阐述,最后描述了计算思维与教育的未来

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目录 7
第1章计算思维概述 14
1.1为什么教育界越来越强调计算思维 14
1.2什么是计算思维 15
1.3计算思维的特征 18
1.4计算思维的发展历程 20
1.4.1萌芽期(1985年以前) 21
1.4.2酝酿期(1985~2005年) 25
1.4.3形成与发展期(2006~2016年) 26
1.4.4稳定期(2017年以后) 27
1.5计算思维与其他思维的关系 29
1.5.1逻辑思维 30
1.5.2数学思维 30
1.5.3工程思维 31
1.5.4设计思维 32
1.5.5计算思维与其他思维的关系总结 34
1.6计算思维的相关概念及其关系 35
1.6.1计算思维与计算机科学 36
1.6.2计算思维与编程 38
1.6.3计算思维与编码 39
1.6.4计算思维与数字素养 40
1.7计算思维教育 42
1.7.1K12计算思维教育 43
1.7.2计算思维的本科教育 44
1.7.3计算思维的非正规教育 46
1.8计算思维与其他学科的关系 47
1.9小结 48
第2章计算思维的理论内涵与本质分析 49
2.1计算思维概念的内涵演化与争议 49
2.2计算思维的本质认识论 54
2.2.1计算思维是抽象的自动化 54
2.2.2计算思维是一种认知工具 54
2.2.3计算思维是一种通用思维工具 56
2.2.4计算思维是概念、技能、工具和应用的合成体 56
2.2.5其他认识 56
2.3计算思维的核心要素与技术 58
2.3.1机构组织提出的核心要素 58
2.3.2学术界提出的核心要素 61
2.3.3核心要素的争议分析 63
2.4与计算思维相关的理论 63
2.4.1计算原理 63
2.4.2计算概念与计算知识 66
2.4.3计算思维实践 69
2.5计算思维过程 71
2.5.1谷歌的计算思维过程 72
2.5.2Repenning等的计算思维过程 73
2.5.3乐高的计算思维过程 73
2.5.4算法中的计算思维过程 74
2.5.5软件工程中的计算思维过程 75
2.5.6数据科学中的计算思维过程 77
2.6计算思维的内涵释疑 77
2.6.1Computational Thinking还是Computing Thinking 78
2.6.2计算思维中的每一个人是谁 79
2.6.3计算思维可以不涉及编码吗 81
2.6.4计算思维是知识还是技能 82
2.7小结 83
第3章计算思维核心要素剖析 84
3.1抽象 84
3.1.1抽象的基本理解 84
3.1.2计算机科学中的抽象 85
3.1.3其他学科中的抽象 87
3.1.4K12抽象学习样例 90
3.2分解 91
3.2.1分解概念的起源与基本理解 91
3.2.2计算机科学中的分解思想 92
3.2.3分解思想的多学科应用 95
3.2.4分解思想的学习分析 97
3.2.5K12课程分解示例 97
3.3模式识别 98
3.4算法思维 100
3.4.1算法思维的起源、范畴与特征 100
3.4.2算法思维的学习层次 102
3.4.3算法思维学习策略 105
3.4.4算法与编程的关系 106
3.5模拟与模型 107
3.6自动化 109
3.7小结 110
第4章计算思维课程的开发 111
4.1计算思维课程发展与倡议 111
4.2计算思维与课程标准 113
4.2.1《CSTA K12计算机科学标准》(2011修订版)中的计算思维描述 113
4.2.2《K12计算机科学框架》中的计算思维描述 115
4.2.3《AP计算机科学原理框架》中的计算思维描述 117
4.2.4中国《普通高中信息技术课程标准》(2017版)中的计算思维描述 118
4.2.5《K12科学教育框架》中的计算思维描述 120
4.2.6计算思维在英国计算课程标准中的体现 120
4.2.7计算思维在澳大利亚《技术课程标准》中的体现 121
4.3正规课程 122
4.3.1“AP计算机科学原理”课程 123
4.3.2“探索计算机科学”课程 126
4.3.3“计算”课程 127
4.3.4以色列中学课程 129
4.4非正规课程 129
4.4.1“创造性计算:基于设计的计算思维入门”课程 129
4.4.2英国开放大学提供的“计算思维入门”课程 130
4.4.3Code.org相关课程 131
4.4.4CodeHS课程 131
4.5实验课程 132
4.5.1TangibleK课程 132
4.5.2“高级计算思维基础”课程 134
4.5.3“计算思维导论”课程 134
4.6小结 139
第5章计算思维的教与学 141
5.1计算思维学习的理论基础分析 141
5.2计算思维的学习模式 142
5.2.1基于计算思维模式的学习 142
5.2.2基于活动的学习 143
5.2.3基于项目的学习 144
5.2.4基于问题的学习 145
5.2.5基于设计的学习 146
5.2.6基于使用-修改-创造的学习 147
5.2.7基于5E模型的学习 148
5.3计算思维的实践工具 149
5.3.1不插电活动 149
5.3.2模拟软件 150
5.3.3教育机器人 151
5.3.4编程工具 152
5.3.5游戏 155
5.3.6数字化讲故事 157
5.4计算思维的学习实践活动 158
5.4.1基于计算机编程的计算思维学习活动 158
5.4.2不插电形式的计算思维学习活动 159
5.4.3基于教育机器人的计算思维学习活动 161
5.4.4基于游戏的计算思维学习活动 164
5.4.5基于模拟的计算思维学习活动 167
5.4.6计算思维的跨学科学习活动 168
5.5小结 169
第6章计算思维评价 170
6.1计算思维学习评价概述 170
6.2计算思维评价工具 173
6.3计算思维评价的视角 174
6.3.1基于游戏设计与开发的计算思维评价 175
6.3.2基于玩游戏的计算思维评价 176
6.3.3基于软件制品的计算思维评价 177
6.3.4基于不插电活动的计算思维评价 179
6.3.5基于测试的计算思维评价 179
6.3.6基于多种方法综合的计算思维评价 182
6.4计算思维的评价标准与内容 184
6.4.1《ISTE学生标准》中的计算思维标准 184
6.4.2《计算思维教师指导手册》中的课堂可观察标准 185
6.5计算思维评价的应用与实践案例 186
6.5.1基于制品访谈的评价 186
6.5.2基于设计场景的评价 187
6.5.3基于代码分析的自动评价 188
6.5.4移动计算思维的评价量规 189
6.5.5计算思维能力自我评价量表 189
6.5.6证据为中心的计算思维评价 190
6.6小结 191
第7章计算思维的教师专业发展 193
7.1在职教师专业发展 193
7.1.1计算思维的教师培训项目 193
7.1.2计算思维的教师培训活动 196
7.2职前教师培养 200
7.3计算思维教师培训课程与资源案例 202
7.3.1在线课程 202
7.3.2英国的计算快速入门系列教程 203
7.3.3谷歌计算思维教师课程 204
7.3.4CAS的《计算思维教师指导手册》 205
7.4计算思维教师专业发展代表性案例 205
7.4.1英国计算教师专业发展 205
7.4.2美国CS10K教师专业发展 206
7.4.3CS4HS教师培养项目 206
7.5小结 207
第8章计算思维教育的全球化推动 209
8.1推动计算思维的政府机构与项目 209
8.2基于课程与标准的计算思维推动 211
8.2.1已经将计算思维融入课程的国家 211
8.2.2一直在开展计算机科学教育的国家 215
8.2.3计划将计算思维引入课程的国家 216
8.3正规教育之外的计算思维推动 218
8.3.1推动现状 218
8.3.2推动形式 219
8.3.3主要组织和倡议 222
8.4以国家为单位的计算思维推动案例 225
8.4.1美国 225
8.4.2英国 228
8.4.3中国 229
8.5小结 233
第9章计算思维与教育的未来 234
9.1计算思维的成绩与共识 234
9.2计算思维发展面临的问题和挑战 236
9.2.1计算思维的定义和内涵还存在争议 236
9.2.2如何评价计算思维存在分歧 237
9.2.3夸大的主张与实施中的狭隘 238
9.2.4计算思维的本质应包含、但未涉及计算模型 239
9.3计算思维的未来发展 239
参考文献 242

本书从计算思维的起源,计算思维的概念和内涵,计算思维的核心要素,计算思维课程,计算思维的教与学,计算思维评价,计算思维教师专业发展,以及计算思维的全球化推动进行全方位分析和阐述,最后描述了计算思维与教育的未来

2025-10-27