陳 興 冶 張 慧 倫 楊 伊

計(jì)算思維（Computational Thinking）作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，是一種運(yùn)用計(jì)算工具與方法求解問(wèn)題的思維活動(dòng)，是信息社會(huì)中每個(gè)人都應(yīng)掌握的思維方式。隨著人工智向社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域滲透，應(yīng)對(duì)技術(shù)變革對(duì)社會(huì)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)是教育，尤其是計(jì)算思維教育的首要任務(wù)?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)界定為“在接受信息技術(shù)教育過(guò)程中逐步形成的信息技術(shù)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合表現(xiàn)”，具體分為信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等四個(gè)核心素養(yǎng)，其中以計(jì)算思維最為關(guān)鍵，①解月光, 楊鑫, 付海東. 高中學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的描述與分級(jí)[J]. 中國(guó)電化教育, 2017(5): 8-14.求解計(jì)算機(jī)問(wèn)題所需要的正是計(jì)算思維，影響著其他要素發(fā)展的質(zhì)和量，不僅在一定程度上決定了學(xué)科核心素養(yǎng)的水平，也直接關(guān)系到個(gè)人在未來(lái)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展水平。

一、內(nèi)涵溯源：計(jì)算思維教育的緣起和發(fā)展

計(jì)算思維在國(guó)際上被提出可以追溯到20世紀(jì)80年代，麻省理工學(xué)院教授西摩·派珀特（Seymour Papert）于1980年首次提及，①Vonèche J J. Mindstorms: Children, Computers and Powerful Ideas[J]. Pergamon, 1983, 1(1):87.1996年，西摩·派珀特在其研究中再次強(qiáng)調(diào)，②Papert S. An Exploration in the Space of Mathematics Educations[J]. International Journal of Computers for Mathematical Learning, 1996, 1(1): 95-123.但真正將這一概念帶到大眾視野并使之受到廣泛關(guān)注的是卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的教授周以真（Jeannette M. Wing），其于2006年賦予了“計(jì)算思維”較為明確的界定，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念和理論進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等一系列思維活動(dòng)，用以回答計(jì)算機(jī)科學(xué)與人的關(guān)系，③Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM, 2006, 49(3): 33-35.并于兩年后再次發(fā)文，指出計(jì)算思維將影響到各個(gè)領(lǐng)域的每一個(gè)人。④Wing J M. Computational Thinking and Thinking about Computing[J]. Philosophical Transactions A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2008, 366(1881): 3717-3725.隨著計(jì)算思維定義的研究與實(shí)踐在國(guó)內(nèi)外逐漸升溫，對(duì)計(jì)算思維的解讀也呈現(xiàn)出了不同的視角，總體上主要分為兩類：一類強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維是一種思維技能。典型的界定如Hemmendinger將其視為一種像計(jì)算機(jī)一樣探索、發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題的能力；⑤Hemmendinger D. A Plea for Modesty[J]. ACM Inroads, 2010, 1(2): 4-7.Brennan和Resnick則在計(jì)算概念、計(jì)算實(shí)踐和計(jì)算觀念三個(gè)維度上解構(gòu)為16個(gè)方面的技能。⑥Brennan K, Resnick M. New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking[C]. The 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association, 2012: 1-25.不同于具體化的思維技能，另一類界定放眼于“過(guò)程”，即視之為一種思維的過(guò)程，不同概念的區(qū)別在于對(duì)過(guò)程抑或步驟的劃分。有學(xué)者視之為形式化問(wèn)題的過(guò)程、⑦Aho A V. Computation and Computational Thinking[J]. The Computer Journal, 2012, 55(7): 832-835.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的思維過(guò)程，⑧王飛躍. 面向計(jì)算社會(huì)的計(jì)算素質(zhì)培養(yǎng): 計(jì)算思維與計(jì)算文化[J]. 工業(yè)和信息化教育, 2013(6): 4-8.以及經(jīng)歷抽象、形式化、構(gòu)造、自動(dòng)化的過(guò)程。⑨王榮良, 盧文來(lái). 計(jì)算思維：行進(jìn)中的挑戰(zhàn)[J]. 中國(guó)信息技術(shù)教育, 2017(6): 4-10.相較而言，國(guó)內(nèi)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》為了使計(jì)算思維在實(shí)際教學(xué)中更加容易表征與評(píng)價(jià)，是以解構(gòu)為具體能力要素為基點(diǎn)，這與Selby和Woollard博士提出的“五要素”思路較為接近，包括算法、評(píng)估、分解、抽象、概括等五個(gè)方面的思維。

截至目前，已有12個(gè)歐盟國(guó)家將計(jì)算思維納入義務(wù)教育課程。⑩朱珂, 賈彥玲, 馮冬雪. 歐洲義務(wù)教育階段發(fā)展計(jì)算思維的理論與實(shí)踐研究[J]. 電化教育研究, 2019(9): 89-121.計(jì)算思維已在世界范圍內(nèi)被認(rèn)為是“21世紀(jì)的基本技能”之一和“人類三大科學(xué)思維方式”之一。隨著計(jì)算思維內(nèi)涵的不斷豐富，相關(guān)研究的持續(xù)推進(jìn)與發(fā)展，受到國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)教育界、社會(huì)科學(xué)界、哲學(xué)界廣大學(xué)者的激烈討論，不僅成為發(fā)達(dá)國(guó)家課程計(jì)劃的重要內(nèi)容，而且成為我國(guó)人才培養(yǎng)及強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要途徑，同時(shí)，重視中小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)逐漸成為我國(guó)學(xué)者和教育行政部門的共識(shí)。表1歸納了計(jì)算思維正式提出后的十年中，在國(guó)內(nèi)外引發(fā)高度關(guān)注的相關(guān)政策和事件。

綜合以上分析，20世紀(jì)末21世紀(jì)初，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家就較為重視計(jì)算思維的培養(yǎng)，一個(gè)重要的表征就是陸續(xù)頒布了計(jì)算思維教育的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策和課程計(jì)劃。國(guó)內(nèi)關(guān)于計(jì)算思維教育起步雖晚于國(guó)外，但進(jìn)入2010年后伴隨著科技的發(fā)展，計(jì)算思維作為核心技能之一逐漸被國(guó)內(nèi)教育智庫(kù)、行政部門所關(guān)注，因此國(guó)內(nèi)外在總的研究歷程上存在差異。研究起步、研究歷程、研究傳統(tǒng)的差別必然帶來(lái)“計(jì)算思維教學(xué)實(shí)踐”的差異，特別是計(jì)算思維評(píng)價(jià)路徑和工具的差異。本研究將從研究歷程的對(duì)比出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維研究的宏觀歷程、中觀實(shí)踐和微觀的有效性評(píng)價(jià)進(jìn)行分析與探討。

表 1 計(jì)算思維進(jìn)入課程計(jì)劃的重要事件梳理

二、發(fā)展脈絡(luò)：國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維教育研究歷程

計(jì)算思維在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用，①朱亞宗. 論計(jì)算思維：計(jì)算思維的科學(xué)定位、基本原理及創(chuàng)新路徑[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué), 2009, 36(4): 53-55.分析相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算思維教育是國(guó)家意志、社會(huì)發(fā)展以及個(gè)體發(fā)展的共同體現(xiàn)，自提出后在國(guó)內(nèi)外學(xué)界迅速發(fā)展。

（一）國(guó)外計(jì)算思維教育研究的發(fā)展動(dòng)態(tài)

國(guó)外研究者較早意識(shí)到計(jì)算思維是未來(lái)社會(huì)不可或缺的素養(yǎng)，“走向低齡化”是國(guó)外計(jì)算思維教育和研究的重要特征，體現(xiàn)在研究對(duì)象的覆蓋面上，涵蓋所有階段的學(xué)生。譬如，英國(guó)K-12所有學(xué)生要依據(jù)年級(jí)學(xué)習(xí)包括計(jì)算思維在內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)概念。②Finish National Board of Education. Curriculum Reform in Finland[EB/OL]. (2018-01-13)[2020-05-18]. http://oph.fi/download/151294 ops2016_curriculum_reform_in_finland.pdf.在具體實(shí)施中，將計(jì)算思維與問(wèn)題解決、人工智能等核心技能與技術(shù)進(jìn)行深度融合是國(guó)外計(jì)算思維教育中較為普遍的做法，如新西蘭將計(jì)算機(jī)科學(xué)列為高中階段的必修科目，包括編程算法、人機(jī)交互、人工智能和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等具體內(nèi)容。③Bell T, Andreae P, Lambert L. Computer Science in New Zealand High Schools[EB/OL]. (2018-01-13)[2020-05-18]. http://crpit.com/confpapers/CRPITV103Bell.pdf.

在研究成果數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)和分布方面，筆者統(tǒng)計(jì)分析了自2006年正式提出計(jì)算思維概念開(kāi)始至2022年11月30日，Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的篇名包含“Computational Thinking”的期刊論文，共有804篇符合要求。根據(jù)趨勢(shì)初步分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)際上關(guān)于計(jì)算思維的研究從2015年起出現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)，關(guān)于計(jì)算思維的培養(yǎng)研究與實(shí)踐在世界各地持續(xù)升溫，并且由高等教育領(lǐng)域向中小學(xué)教育轉(zhuǎn)移。英國(guó)、美國(guó)、新加坡、韓國(guó)、土耳其和中國(guó)等都啟動(dòng)了計(jì)算思維教育實(shí)踐和研究項(xiàng)目，有的國(guó)家甚至將計(jì)算思維教育納入國(guó)家教育戰(zhàn)略。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果還顯示，計(jì)算思維是橫跨教育學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究議題，同時(shí)也受到心理學(xué)等鄰近學(xué)科的影響。其中教育學(xué)領(lǐng)域（Education Educational Research）研究數(shù)量占到了74.8%，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域（Computer Science）研究數(shù)量占到了41.8%。

研究成果的地域分布呈現(xiàn)“涉及范圍廣、數(shù)量懸殊、話語(yǔ)權(quán)集中”的特征。美國(guó)學(xué)者的研究多達(dá)240篇，占總發(fā)表量的29.7%；中國(guó)以160篇（19.8%）位居第二；土耳其以93篇（11.5%）位居第三。除此之外，關(guān)注該主題研究的國(guó)家和地區(qū)還有土耳其、巴西、韓國(guó)、英國(guó)、希臘等國(guó)（見(jiàn)圖1）。

計(jì)算思維研究在國(guó)際上的蓬勃發(fā)展很大程度上依賴于專注該領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)和有一系列較大影響力的研究。Yadav研究團(tuán)隊(duì)是取得較多成果的團(tuán)隊(duì)之一，2014年該團(tuán)隊(duì)對(duì)計(jì)算思維開(kāi)始了早期的探索，較早闡述了計(jì)算思維的內(nèi)涵，④Aman Yadav, Chris Mayfield, Ninger Zhou, Susanne Hambrusch, John T. Korb. Computational Thinking in Elementary and Secondary Teacher Education[J]. ACM Transactions on Computing Education, 2014, 14(1): 1-16.對(duì)其要素進(jìn)行解構(gòu)并與其他學(xué)科融合，⑤Aman Yadav, Hai Hong, Chris Stephenson. Computational Thinking for All: Pedagogical Approaches to Embedding 21st Century Problem Solving in K-12 Classrooms[J]. TechTrends, 2016, 60(6): 565-568.提出計(jì)算思維作為一種普遍的能力，應(yīng)該作為學(xué)校學(xué)習(xí)的一個(gè)重要組成部分，加入學(xué)生分析能力培養(yǎng)中。①Joke Voogt, Petra Fisser, Jon Good, Punya Mishra, Aman Yadav. Computational thinking in Compulsory Education: Towards an Agenda for Research and Practice[J]. Education and Information Technologies, 2015, 20(4): 715-728.該團(tuán)隊(duì)聚焦于K-12階段學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，并以教師教育為突破口，對(duì)計(jì)算思維從定義到培養(yǎng)策略，做了系統(tǒng)、深入的探索。此外，還有以信息學(xué)和計(jì)算思維國(guó)際挑戰(zhàn)賽“Bebras”為中心進(jìn)行研究的Valentina團(tuán)隊(duì)、②Dagiene, Valentina; Stupuriene, Gabriele. Bebras: A Sustainable Community Building Model for the Concept Based Learning of Informatics and Computational Thinking[J]. Informatics in Education, 2016(15): 25-44.長(zhǎng)期致力于將計(jì)算思維真正融于K-12課程體系的Wilensky團(tuán)隊(duì)，他們?cè)噲D打破計(jì)算思維長(zhǎng)年作為一個(gè)孤立的主題游離于學(xué)科教學(xué)之外的狀態(tài)?？梢哉f(shuō)，國(guó)外近年來(lái)對(duì)計(jì)算思維的研究全面且不斷深入，或是以教師專業(yè)發(fā)展為突破口，或是借助國(guó)際競(jìng)賽項(xiàng)目，或是結(jié)合心理學(xué)研究成果，或是融合科學(xué)課程體系，在一定程度上表明計(jì)算思維研究不僅是國(guó)際關(guān)注熱點(diǎn)，也是一個(gè)復(fù)雜、廣泛且與課堂教學(xué)聯(lián)系密切的主題。

從定義內(nèi)涵到項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，到教學(xué)實(shí)踐再到效果評(píng)估，每一個(gè)側(cè)面都為研究者留下了填補(bǔ)的空間和深入研究的領(lǐng)域。隨著計(jì)算思維研究的蓬勃發(fā)展，涌現(xiàn)出了一些有影響和標(biāo)志意義的成果。筆者以總被引量和年均被引量為指標(biāo)，選取了同時(shí)滿足“總被引量＞300”且“年均被引量＞40”的研究6項(xiàng)（見(jiàn)表2），作為國(guó)外最具代表性的研究成果。經(jīng)過(guò)對(duì)每項(xiàng)成果的分析，發(fā)現(xiàn)其中理論研究占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，說(shuō)明國(guó)際上關(guān)于計(jì)算思維的研究是從定義計(jì)算思維開(kāi)始的。但這并不意味著實(shí)證研究遜色于理論，相反，通過(guò)前文對(duì)重要研究團(tuán)隊(duì)成果的分析不難發(fā)現(xiàn)，在有了基本的理論框架之后，計(jì)算思維必須進(jìn)入課程體系，有具體的教學(xué)項(xiàng)目作為依托，與心理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域密切結(jié)合，這些都需要大量的教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。目前國(guó)外大量的實(shí)證研究正在緊密結(jié)合國(guó)際形勢(shì)，關(guān)注前沿問(wèn)題，讓計(jì)算思維持續(xù)深化，真正落地。

表 2 計(jì)算思維高被引外文文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)表

（二）國(guó)內(nèi)計(jì)算思維教育發(fā)展動(dòng)態(tài)

如果我們用計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)與技能的角度審視計(jì)算思維的培養(yǎng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算思維教育并非要將學(xué)生培養(yǎng)為計(jì)算機(jī)專家，而是像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考問(wèn)題，這是國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)教育界的共識(shí)。中小學(xué)信息技術(shù)課程是培養(yǎng)這一能力最核心的載體，是開(kāi)展計(jì)算思維教育的天然渠道。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者緊密結(jié)合計(jì)算機(jī)課程，就如何通過(guò)信息技術(shù)課程培育計(jì)算思維作了深入的討論和研究。2013年便有學(xué)者明確將計(jì)算思維視為信息技術(shù)課程的一種內(nèi)在價(jià)值，這種價(jià)值的實(shí)現(xiàn)依賴于合理組織教學(xué)內(nèi)容和可行的教學(xué)方法。①李鋒, 王吉慶. 計(jì)算思維: 信息技術(shù)課程的一種內(nèi)在價(jià)值[J]. 中國(guó)電化教育, 2013(8): 19-23.

釋放這一內(nèi)在價(jià)值最關(guān)鍵的是要設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的探究性教學(xué)活動(dòng)，保證課標(biāo)的有效落實(shí)。不少研究者探討了計(jì)算思維如何在中小學(xué)信息技術(shù)課程中得到落實(shí)，部分學(xué)者基于宏觀視角明確了信息技術(shù)課程之于計(jì)算思維培養(yǎng)的必要性：如果僅僅將計(jì)算思維滲透到學(xué)科教學(xué)中，而沒(méi)有任何一門學(xué)科發(fā)揮培養(yǎng)計(jì)算思維的統(tǒng)領(lǐng)作用，一方面，缺乏一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的課程內(nèi)涵和核心價(jià)值，信息技術(shù)會(huì)淪為“技術(shù)課程”，隨著信息技術(shù)及其應(yīng)用工具的變化而逐漸失去“自我”；②肖廣德, 高丹陽(yáng). 計(jì)算思維的培養(yǎng): 高中信息技術(shù)課程的新選擇[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù), 2015, 25(7): 38-43.另一方面，沒(méi)有統(tǒng)領(lǐng)性的課程，學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)始終是碎片化的、不成體系的。因此，計(jì)算思維研究在國(guó)內(nèi)興起的初期，我國(guó)部分學(xué)者致力于對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行思辨性的探索，試圖厘清如何使信息技術(shù)成為計(jì)算思維培養(yǎng)的統(tǒng)領(lǐng)性課程。這對(duì)于有步驟、有節(jié)律地培養(yǎng)中小學(xué)生計(jì)算思維意義重大。同時(shí)，對(duì)于信息技術(shù)這門年輕的學(xué)科而言，從“實(shí)用性教育”升級(jí)為“基礎(chǔ)性教育”，在此過(guò)程中找到課程的“自我”有著不可忽視的價(jià)值。這是國(guó)內(nèi)研究者取得的思辨研究的重要理論成果，為中觀層次的課程開(kāi)發(fā)，微觀上的課程設(shè)計(jì)發(fā)揮了奠基作用。

基于思辨研究奠定的理論基礎(chǔ)，有學(xué)者從中觀的層面思考、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了培養(yǎng)計(jì)算思維的高中信息技術(shù)校本課程?？v向包括了從課程目標(biāo)到內(nèi)容框架，再到評(píng)價(jià)策略的全過(guò)程，配套形成了紙質(zhì)教材編寫、學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)與數(shù)字資源開(kāi)發(fā)一整套的方案，并將方案落實(shí)到教學(xué)過(guò)程中，形成了以解決問(wèn)題環(huán)節(jié)為中心的完整教學(xué)體系。①曹曉明, 安娜. 培養(yǎng)計(jì)算思維的高中信息技術(shù)校本課程研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù), 2018, 28(7): 106-112.更為微觀的，有學(xué)者從具體的課程實(shí)踐出發(fā)，認(rèn)為充分挖掘出高中信息技術(shù)課程各個(gè)模塊內(nèi)容中蘊(yùn)含的計(jì)算思維是進(jìn)行計(jì)算思維教育的前提，②張學(xué)軍, 郭夢(mèng)婷, 李華. 高中信息技術(shù)課程蘊(yùn)含的計(jì)算思維分析[J]. 電化教育研究, 2015, 36(8): 80-86+107.并以高中信息技術(shù)課程的一個(gè)必修模塊、五個(gè)選修模塊為案例，對(duì)其中所蘊(yùn)含的計(jì)算思維進(jìn)行了深入細(xì)致的分析。

三、實(shí)踐載體：計(jì)算思維教育的實(shí)踐探索

計(jì)算思維本身并非專屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)，但它反映了用計(jì)算手段解決問(wèn)題的方式。一直以來(lái)，計(jì)算機(jī)科學(xué)是計(jì)算思維培養(yǎng)的最重要載體，且計(jì)算思維的培養(yǎng)與形成離不開(kāi)有效的教學(xué)實(shí)踐，實(shí)踐活動(dòng)正是計(jì)算思維的基礎(chǔ)。

（一）國(guó)內(nèi)外關(guān)于計(jì)算思維實(shí)踐研究的整體特征

計(jì)算思維培養(yǎng)應(yīng)從基礎(chǔ)教育階段抓起，必須進(jìn)課程、進(jìn)課堂，這成為各國(guó)政府和學(xué)界的共識(shí)。計(jì)算思維是問(wèn)題解決的思維能力，它的培養(yǎng)離不開(kāi)但不僅限于編程教學(xué)，對(duì)于如何有效進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)，當(dāng)前絕大多數(shù)研究還處于實(shí)踐探索階段，亟需構(gòu)建支持學(xué)科知識(shí)與計(jì)算思維發(fā)展的理論模型，使一線教師的教學(xué)實(shí)踐有據(jù)可循。

總體上，國(guó)外學(xué)者偏重計(jì)算思維結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式的理論研究，例如韓國(guó)學(xué)者蘇金甲、李恩京、崔現(xiàn)宗分別通過(guò)教學(xué)模型、Scratch編程以及學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè)等培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維；③袁中果, 谷多玉, 武迪. 計(jì)算思維教育研究現(xiàn)狀及實(shí)踐路徑[J]. 創(chuàng)新人才教育, 2016(4): 54-59.新加坡學(xué)者賴思誼提出了以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)的計(jì)算思維的三維空間理論。④Sze Y L, Joyce H, Ling K. Review on Teaching and Learning of Computational Thinking through Programming: What is Next for K-12?[J]. Computers in Human Behavior, 2014: 51-61.由于計(jì)算思維在國(guó)內(nèi)的實(shí)踐歷史并不長(zhǎng)，積累的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較有限，國(guó)內(nèi)學(xué)者更加注重計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)落地。有研究者在考察了我國(guó)近40年的計(jì)算機(jī)教育史后，一針見(jiàn)血地指出了計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐在我國(guó)發(fā)展受限的原因：國(guó)內(nèi)無(wú)論是基礎(chǔ)教育還是高等教育，“知識(shí)傳遞”與“工具操作”一直是計(jì)算機(jī)課程的“痼疾”，思維發(fā)展和培養(yǎng)幾乎成為計(jì)算機(jī)教學(xué)的“荒地”。⑤龔靜, 侯長(zhǎng)林, 張新婷. 計(jì)算思維能力發(fā)展模型與教學(xué)程序研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù), 2018, 28(4): 48-54.計(jì)算機(jī)課程究其本質(zhì)從來(lái)就不是簡(jiǎn)單的“知識(shí)”或“工具”，隨著人們對(duì)課程本質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷加深，計(jì)算思維的培養(yǎng)才真正受到關(guān)注。但隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的啟動(dòng)，三維目標(biāo)從一個(gè)相對(duì)完整和立體的視角呈現(xiàn)了教學(xué)的愿景，其中“過(guò)程與方法”與計(jì)算思維教育的核心要義高度默契，學(xué)生不僅要知道“是什么”，更重要的是培養(yǎng)一種思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因此，從時(shí)間脈絡(luò)及思想背景來(lái)看，我國(guó)新課改成為計(jì)算思維教育實(shí)踐的肥沃土壤。在此背景下誕生的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)等成為計(jì)算思維教育實(shí)踐的方法載體，形成多種教學(xué)實(shí)踐模式。

（二）我國(guó)計(jì)算思維實(shí)踐路徑的梳理與分析

國(guó)內(nèi)關(guān)于實(shí)踐研究主要遵循兩種路徑。路徑之一是將計(jì)算思維的培養(yǎng)真正落實(shí)在具體的案例當(dāng)中，譬如開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件并用于教學(xué)。典型的有十年前牟琴進(jìn)行的“輕游戲”的研究，①牟琴. “輕游戲”對(duì)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)：教育游戲?qū)Τ绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的影響[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2011, 29(6):94-101.本質(zhì)上是教育軟件與主流游戲內(nèi)在動(dòng)機(jī)的有機(jī)融合。內(nèi)容和任務(wù)都與課程相關(guān)，兼具游戲所特有的挑戰(zhàn)、好奇、幻想等情感體驗(yàn)，還具備易于遷移到課堂教學(xué)、符合學(xué)校課程模式和規(guī)則的特征。類似的教學(xué)軟件還有郭守超等人提出的以教師為設(shè)計(jì)者、組織者、引導(dǎo)者，基于App Inventor，利用計(jì)算思維解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)工具，②郭守超, 周睿, 鄧常梅, 狄長(zhǎng)艷, 周慶國(guó). 基于App Inventor和計(jì)算思維的信息技術(shù)課堂教學(xué)研究[J]. 中國(guó)電化教育,2014(3): 91-96.此外，還有以TMaze編程工具為基礎(chǔ)的對(duì)5－9歲兒童進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)的研究等。③鄭德強(qiáng). 計(jì)算思維教育如何落地[EB/OL]. (2018-01-07)[2020-05-18]. http://www.fjedu.cn/index.php?r=studio/post/view&sid=550&id= 6890.上述軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)與推廣起到了重要的作用，從操作的層面進(jìn)行了大膽的嘗試，為計(jì)算思維在教學(xué)實(shí)踐中落地提供了條件。

國(guó)內(nèi)關(guān)于實(shí)踐研究的另一條路徑是對(duì)計(jì)算思維的教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)的理論探索，相比具體的軟件開(kāi)發(fā)，這類成果更加中觀。這一路徑可以進(jìn)一步分為兩類研究：一類是以計(jì)算思維內(nèi)涵結(jié)構(gòu)為本體的教學(xué)模式。謝忠新等根據(jù)計(jì)算思維包含的算法思維、評(píng)估、分解、抽象、概括五大要素，分別設(shè)計(jì)了基于計(jì)算思維某一方面培養(yǎng)的單個(gè)課堂活動(dòng)。④謝忠新, 曹楊璐. 中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的策略與方法[J]. 中國(guó)電化教育, 2015(11): 116-120.計(jì)算思維教育過(guò)程宏觀上在教學(xué)每個(gè)階段都應(yīng)有適合的教學(xué)理論支持，有明確的思維教學(xué)目標(biāo)并遵循思維發(fā)展的規(guī)律；在方法層面要有全新的交流與協(xié)作方式及合適的檢索、存儲(chǔ)、加工信息的新手段和新方法；在外部支持上，要為教師變革教學(xué)、提高教學(xué)效能提供支持；在知識(shí)學(xué)習(xí)與技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，發(fā)展可遷移的思維技能，建構(gòu)從無(wú)意識(shí)思維到有意識(shí)思維直至無(wú)意識(shí)自動(dòng)思維的習(xí)慣。另一類則是依托于較為成熟的教學(xué)模式，設(shè)計(jì)面向計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐路徑。典型的包括面向計(jì)算思維的W-PBL教學(xué)模式，其核心就是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境資源，設(shè)置一組面向計(jì)算思維的、層次遞進(jìn)的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生在開(kāi)展一系列的活動(dòng)過(guò)程中將計(jì)算思維滲透到自身的知識(shí)體系和能力中。⑤張蕾. 面向計(jì)算思維的WPBL教學(xué)模式研究[J]. 電化教育研究, 2014, 35(3): 100-105.該模式滲透了PBL的教學(xué)思想，這些問(wèn)題不僅能激發(fā)學(xué)生的動(dòng)機(jī)，而且還有助于培養(yǎng)計(jì)算思維。

盡管都是對(duì)計(jì)算思維的教學(xué)方法進(jìn)行的系統(tǒng)的理論研究，但不同的是，謝忠新等人以計(jì)算思維自身的結(jié)構(gòu)要素為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算思維就是教學(xué)過(guò)程本身，后者則是以一個(gè)相對(duì)成熟的模式為基礎(chǔ)，面向計(jì)算思維做出教學(xué)設(shè)計(jì)，計(jì)算思維是作為教學(xué)目的而存在的。兩種設(shè)計(jì)思路必將對(duì)應(yīng)不同的教學(xué)模式，但在理論研究中各有千秋，特別是在計(jì)算思維研究還不甚成熟的起步階段，與相對(duì)成熟的教學(xué)模式結(jié)合不失為一種培養(yǎng)計(jì)算思維的路徑。與此同時(shí)，將計(jì)算思維本身的結(jié)構(gòu)作為開(kāi)發(fā)教學(xué)模式的切入點(diǎn)，雖然難度較大，但對(duì)我們從根本上形成屬于計(jì)算思維研究領(lǐng)域自己的教學(xué)模式和實(shí)踐體系，是大膽且非常有力的探索。

（三）計(jì)算思維教育實(shí)踐成效的評(píng)價(jià)工具與方法

由于計(jì)算思維興起之初亟待解決的是定義、內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)等基本問(wèn)題。具體到實(shí)踐層面，特別是在教學(xué)實(shí)施后的評(píng)價(jià)階段，研究起步較晚，內(nèi)容相比教學(xué)實(shí)踐相對(duì)薄弱。但計(jì)算思維評(píng)價(jià)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，轟轟烈烈的計(jì)算思維教育活動(dòng)如果脫離了評(píng)價(jià)就沒(méi)有了目標(biāo)和基本的導(dǎo)向，而淪為一種無(wú)目的實(shí)踐，因此在對(duì)中觀的實(shí)踐研究進(jìn)行分析后，有必要對(duì)國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維評(píng)價(jià)研究情況進(jìn)行梳理。對(duì)于計(jì)算思維評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)各自所處的教育情境以及不同階段學(xué)生的特點(diǎn)，開(kāi)展了多角度多途徑的研究。我國(guó)學(xué)者曾對(duì)計(jì)算思維評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了總結(jié)與梳理，將評(píng)價(jià)工具分為文本話語(yǔ)分析、題目測(cè)試、作品分析、圖示分析和行為分析五大類。①郁曉華, 肖敏, 王美玲等. 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(píng)價(jià)[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2018(2): 18-28.本研究選取相關(guān)文獻(xiàn)作了進(jìn)一步的綜合分析，以便從不同視角更深入地了解當(dāng)前計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具的研究現(xiàn)狀。

國(guó)外關(guān)于計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究中最為重要的是評(píng)價(jià)工具的開(kāi)發(fā)。以任務(wù)為載體的計(jì)算思維測(cè)試平臺(tái)是出現(xiàn)較早的一類評(píng)價(jià)方式，評(píng)價(jià)內(nèi)容由開(kāi)發(fā)者根據(jù)平臺(tái)任務(wù)自主選擇。美國(guó)科羅拉多大學(xué)科赫等人早在2010年便開(kāi)發(fā)了名為“計(jì)算思維模式圖”的評(píng)價(jià)工具，用來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生創(chuàng)作視頻游戲程序時(shí)計(jì)算思維概念的使用情況。②Koh, K. H., Basawapatna, A., Bennett, V., Repenning, A. Towards the Automatic Recognition of Computational Thinking for Adaptive Visual Language Learning[A]// Visual Languages and Human-Centric Computing(VL/HCC), Symposium On ACM[C]. IEEE, 2010: 59-66.類似的還有2012年加利福尼亞大學(xué)沃納等人開(kāi)發(fā)的可在Alice平臺(tái)應(yīng)用的“精靈評(píng)價(jià)”（Fairy Assessment）工具，③Werner,L., Denner,J., Campe, S., Kawamoto, D. C. The Fairy Performance Assessment: Measuring Computational Thinking in Middle School[A]// Proceedings of the 43rd ACM Technical Symposium on Computer Science Education[C]. ACM: 215-220.巴薩瓦帕特納等人于2011年開(kāi)發(fā)的計(jì)算思維模式測(cè)驗(yàn)，④Basawapatna, A., Koh, K. H, Repennlng, A., Webb, D.C., Marshall, K. S. Recognizing Computational Thinking Patterns[A]//Proceedings of the 42nd ACM Technical Symposium on Computer Science Education[C]. ACM: 245-250.以評(píng)價(jià)學(xué)生能否將視頻游戲中培養(yǎng)的計(jì)算思維模式進(jìn)行應(yīng)用。上述測(cè)試平臺(tái)代表了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者評(píng)價(jià)計(jì)算思維的意識(shí)，但總體上是一種就事論事的評(píng)價(jià)，更類似于對(duì)學(xué)生任務(wù)完成情況進(jìn)行打分，并沒(méi)有揭示出計(jì)算思維的本質(zhì)，也沒(méi)有真正體現(xiàn)出科學(xué)性。隨著時(shí)間的推移以及國(guó)際上對(duì)計(jì)算思維內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不斷完善，近幾年研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了僅針對(duì)學(xué)習(xí)成果而進(jìn)行評(píng)價(jià)的突破，土耳其學(xué)者柯?tīng)柨爽斊澋热嗽O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的由29個(gè)題目組成的計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表，⑤Korkmxz O, Cakir R, Ozdcn M Y. A Validity and Reliability Study of the Computational Thinking Scales[J]. Computers in Human Behavior, 2017(72): 558-569.測(cè)量維度包括創(chuàng)造力、算法思維、協(xié)作、批判性思維、問(wèn)題解決等五個(gè)維度，庫(kù)庫(kù)爾等人開(kāi)發(fā)的計(jì)算思維自我效能感量表，⑥Kukul V, Karatas S. Computational Thinking Self-Efficacy Scale: Development, Validity and Reliability[J]. Informatics in Education, 2019, 18(1): 151-164.以及羅曼-岡薩雷斯等人2017年提出的由28個(gè)題目組成的計(jì)算思維測(cè)量量表。⑦Roman-Gonzalez, M., Perez-Gonzalez, J. C., Jimenez Fernandez, C. Which Cognitive Abilities Underlie Computational Thinking? Criterion Validity of the Computational Thinking Test[J]. Computers in Human Behavior, 72: 678-691.這些量表更為全面地評(píng)價(jià)了學(xué)生的計(jì)算思維水平，試圖接近計(jì)算思維的本質(zhì)，但與此同時(shí)也不可避免地存在一定的主觀性。國(guó)外不同類型的評(píng)價(jià)工具總體呈現(xiàn)百花齊放的發(fā)展態(tài)勢(shì)，每一種評(píng)價(jià)工具的背后都蘊(yùn)含了評(píng)價(jià)思想和研究者對(duì)于計(jì)算思維的基本認(rèn)識(shí)。

國(guó)內(nèi)關(guān)于計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究近幾年才引發(fā)關(guān)注。依據(jù)中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)明確聚焦計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究始于2014年，雖是對(duì)國(guó)外研究工具的綜述介紹，①王旭卿. 面向三維目標(biāo)的國(guó)外中小學(xué)計(jì)算思維培養(yǎng)與評(píng)價(jià)研究[J]. 電化教育研究, 2014, 35(7): 48-53.但它較早關(guān)注到了計(jì)算思維評(píng)價(jià)這一實(shí)踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并以通俗易懂的三維分析方式與我國(guó)信息技術(shù)課程三維目標(biāo)相互呼應(yīng)，在當(dāng)時(shí)產(chǎn)生了一定的影響力并保持了較高的被引量。另外，在此基礎(chǔ)上提出的評(píng)價(jià)方式融入了作者對(duì)關(guān)注過(guò)程還是關(guān)注結(jié)果、關(guān)注計(jì)算思維的客觀成效還是學(xué)習(xí)者的主觀體驗(yàn)，為我國(guó)學(xué)者進(jìn)行計(jì)算思維本土化的研究提供了啟迪。而后較長(zhǎng)一段時(shí)間，國(guó)內(nèi)關(guān)于計(jì)算思維的評(píng)價(jià)陷入了沉默。直到2018年，我國(guó)學(xué)者在討論計(jì)算思維培養(yǎng)的整體過(guò)程中再次提到了評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，并將其作為計(jì)算思維教育實(shí)踐的一個(gè)重要組成部分和最終環(huán)節(jié)。就研究思路來(lái)看，國(guó)內(nèi)更多是基于對(duì)國(guó)外評(píng)價(jià)體系的分類與梳理，在此基礎(chǔ)上反思我國(guó)本土實(shí)踐。從計(jì)算思維教育實(shí)踐的縱向路徑來(lái)看，計(jì)算思維的評(píng)價(jià)需要放眼行為過(guò)程、能力表現(xiàn)與學(xué)習(xí)結(jié)果；從橫向維度來(lái)看，應(yīng)當(dāng)確定學(xué)生在知識(shí)、技能、態(tài)度等不同維度上的表現(xiàn)性指標(biāo)，建立具有可操作性的等級(jí)體系標(biāo)準(zhǔn)?？v橫交叉才能相對(duì)全面、客觀地評(píng)價(jià)計(jì)算思維能力。此外，計(jì)算思維的評(píng)價(jià)既要有相對(duì)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，又要做到兼顧個(gè)體差異，諸如自身認(rèn)知基礎(chǔ)、能力偏向、興趣動(dòng)機(jī)的差異。因此總體上，我國(guó)學(xué)者在審視了國(guó)外計(jì)算思維評(píng)價(jià)研究成果的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到評(píng)價(jià)手段要力求多元，評(píng)價(jià)內(nèi)容要力求全面，評(píng)價(jià)依據(jù)要力求詳盡。

具體到評(píng)價(jià)工具的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用歷史較短，當(dāng)計(jì)算思維的培養(yǎng)和評(píng)價(jià)在國(guó)際上備受關(guān)注之時(shí)，我國(guó)尚沒(méi)有K-12階段學(xué)生計(jì)算思維的量表，僅有對(duì)國(guó)外的研究介紹和述評(píng)。2019年白雪梅、顧小清進(jìn)入了本土化探索與嘗試，旨在為我國(guó)實(shí)踐者和研究者對(duì)于K-12階段學(xué)生計(jì)算思維的評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)測(cè)量工具。②白雪梅, 顧小清. K12階段學(xué)生計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具構(gòu)建與應(yīng)用[J]. 中國(guó)電化教育, 2019(10): 83-90.筆者在認(rèn)識(shí)到目前我國(guó)缺少一個(gè)成體系且經(jīng)過(guò)科學(xué)論證的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之后，也進(jìn)行了實(shí)證探索，確立了計(jì)算思維評(píng)價(jià)框架，并構(gòu)建了由7個(gè)因子及23個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)組成的指標(biāo)體系。而后以1410名高中學(xué)生作為測(cè)試樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析，檢驗(yàn)其有效性，結(jié)果顯示該指標(biāo)體系可為高中學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐提供測(cè)量工具的支持。③陳興冶, 馬穎瑩. 本土化計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與探索：基于1410名高中生的樣本分析與驗(yàn)證[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2020, 38(5): 70-80.

總體上講，我國(guó)關(guān)于計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究有兩個(gè)特點(diǎn)，其一是借鑒國(guó)外較多，獨(dú)立思考較少。這在任何一個(gè)全新領(lǐng)域研究的起步階段是必要的，但要警惕過(guò)分停留于梳理、分析，會(huì)阻礙該研究領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。其二，立足于本國(guó)學(xué)生實(shí)情的實(shí)證研究非常薄弱，與國(guó)外大量的實(shí)證研究形成了較大的反差，這與我國(guó)研究計(jì)算思維評(píng)價(jià)歷程較短有關(guān)，一定程度上也受我國(guó)傳統(tǒng)思辨研究范式的影響，但在今后隨著更多人投入計(jì)算思維教育實(shí)踐，或有所豐富和發(fā)展。

四、研究展望：計(jì)算思維教育研究的問(wèn)題與走向

筆者在回顧對(duì)比國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維研究整體路徑和實(shí)踐歷程之后發(fā)現(xiàn)，盡管研究數(shù)量有所增長(zhǎng)，熱度逐年提升，但仍有較大的待開(kāi)墾的荒地需要未來(lái)的研究者進(jìn)行耕耘。

（一）中觀層面基于教學(xué)實(shí)踐研究的反思

計(jì)算思維實(shí)踐是教學(xué)研究最受關(guān)注的方向，也是成果較為集中的研究領(lǐng)域。通過(guò)前期對(duì)國(guó)內(nèi)外重要成果的梳理，當(dāng)前實(shí)踐研究仍存在兩方面問(wèn)題。一方面，從研究對(duì)象來(lái)說(shuō)，更加重視計(jì)算思維在高等教育中的培養(yǎng)，與基礎(chǔ)教育的結(jié)合仍顯不足。約90%的研究圍繞大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，而在中小學(xué)教學(xué)中不成體系也不具規(guī)模。但事實(shí)上，思維的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期而系統(tǒng)的過(guò)程，計(jì)算思維的教育應(yīng)該貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程。既能幫助中小學(xué)生發(fā)展抽象思維能力，又能使成人更加適應(yīng)信息社會(huì)，提升問(wèn)題解決能力。因此，從研究層次上講，中小學(xué)應(yīng)提升對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐的重視程度，不論是從成果數(shù)量還是從創(chuàng)新性上講，都要有所突破并形成一定規(guī)模。另一方面，從研究?jī)?nèi)容上來(lái)說(shuō)，研究較為局限，內(nèi)容也比較單一。研究更多集中于模式的探討和計(jì)算思維具體軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上，教學(xué)軟件只是教學(xué)實(shí)踐的載體，并不能等同于實(shí)踐本身。教學(xué)實(shí)踐是一個(gè)包含了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過(guò)程、評(píng)價(jià)體系、師資、教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境等多重因素的系統(tǒng)，對(duì)任何一個(gè)因素的研究必然有助于教學(xué)實(shí)踐，但同時(shí)，對(duì)任何一個(gè)因素的忽視也必將影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。目前對(duì)評(píng)價(jià)體系、教學(xué)資源與師資建設(shè)的關(guān)注明顯不足，這會(huì)制約指向計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)的科學(xué)化發(fā)展，也會(huì)影響教學(xué)實(shí)踐的效率?；诖?，計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究應(yīng)該抓住五個(gè)著力點(diǎn)：

第一，重視計(jì)算思維在基礎(chǔ)教育階段的培養(yǎng)與滲透。研究者應(yīng)立足于基礎(chǔ)教育一線，與教師深入合作，從教學(xué)需求與培養(yǎng)現(xiàn)狀出發(fā)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，不能僅僅停留在理論層次的探索。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)放眼人才培養(yǎng)的全過(guò)程，將中小學(xué)置于“全人發(fā)展”的一個(gè)重要階段來(lái)審視計(jì)算思維教育肩負(fù)的重任，才能在打好基礎(chǔ)的同時(shí)面向未來(lái)社會(huì)培養(yǎng)人才。

第二，要綜合應(yīng)用思辨研究和實(shí)證研究多種研究范式。我國(guó)學(xué)者善于思辨，實(shí)證研究一度是短板，而計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)貼合緊密，研究者在建構(gòu)理論框架的同時(shí)應(yīng)大膽實(shí)踐。這就需要嚴(yán)謹(jǐn)、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和充足的樣本，使研究更具科學(xué)性。目前，國(guó)內(nèi)計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)證研究不僅數(shù)量少，嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性也相對(duì)不足，這需要在今后的研究中將理論與實(shí)證相結(jié)合，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、有計(jì)劃的教學(xué)實(shí)驗(yàn)聚焦實(shí)際問(wèn)題，檢驗(yàn)培養(yǎng)成效。

第三，深化理論研究，夯實(shí)理論基礎(chǔ)。盡管計(jì)算思維從提出到現(xiàn)在已有十幾年之久，但是對(duì)于國(guó)內(nèi)而言還是一個(gè)較“新”的事物，因此對(duì)于其內(nèi)涵、特征、要素等問(wèn)題的探討仍然需要進(jìn)一步厘清。只有對(duì)核心概念有了清晰的認(rèn)識(shí)才能建構(gòu)科學(xué)的理論框架，進(jìn)而才能設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)證研究。所以，在倡導(dǎo)加大實(shí)證研究力度的同時(shí)需要夯實(shí)理論基礎(chǔ)，這不僅是研究的指導(dǎo)，也是計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐的指導(dǎo)。

第四，拓寬計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究的廣度。今后的研究在探討計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)模式、策略等重要主題的同時(shí)，還應(yīng)加大對(duì)計(jì)算思維評(píng)價(jià)、資源建設(shè)、師資建設(shè)等相關(guān)問(wèn)題的研究，特別是著力開(kāi)發(fā)科學(xué)的評(píng)價(jià)工具，這是檢驗(yàn)教學(xué)成效的武器，也是教學(xué)實(shí)踐獲得成功的重要保障。沒(méi)有適配的評(píng)價(jià)體系，即使探索出再多的模式也是孤立的。

第五，加強(qiáng)計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究的系統(tǒng)性。研究者應(yīng)以全局的眼光審視計(jì)算思維實(shí)踐過(guò)程，既要對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，又要在拓寬研究廣度的基礎(chǔ)上加大不同維度的關(guān)聯(lián)，使得教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)評(píng)價(jià)、資源建設(shè)等連成一體，發(fā)揮合力作用。

目前我國(guó)計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究仍處于起步階段，研究成果較為有限，未來(lái)計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)必將向基礎(chǔ)教育延伸，并且在“全人發(fā)展”的過(guò)程中強(qiáng)化意義，夯實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí)發(fā)展實(shí)證研究，其自身所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)也應(yīng)得到全面的關(guān)注，特別是計(jì)算思維評(píng)價(jià)體系尤其應(yīng)得到重視。如此計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐才能由隱性化、被動(dòng)性向顯性化、自發(fā)性轉(zhuǎn)變，才能有規(guī)劃、成體系地發(fā)展。

（二）微觀層面基于教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的反思

從評(píng)價(jià)載體的視角分析，多數(shù)評(píng)價(jià)工具以程序設(shè)計(jì)為載體測(cè)量計(jì)算思維水平，即通過(guò)編程時(shí)學(xué)生的行為表現(xiàn)（如Aggarwal的前后測(cè)①Aggarwal A, Gardner-McCune C, Touretzky D S. Evaluating the Effect of Using Physical Manipulatives to Foster Computational Thinking in Elementary School[C]. The 2017 ACM SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Education, 2017: 9-14.）、編程任務(wù)完成后的作品（如Dr.Scratch②Moreno-León J, Robles G. Analyze Your Scratch Projects with Dr. Scratch and Assess Your Computational Thinking Skills[J].Scratch Conference, 2015: 12–15.）、編程類測(cè)試題（如CTt③Marcos R G, Juan-Carlos P G, Carmen J F. Which Cognitive Abilities Underlie Computational Thinking? Criterion Validity of the Computational Thinking Test[J].Computers in Human Behavior, 2017(72): 678-691.）以及編程活動(dòng)時(shí)進(jìn)行訪談（如美國(guó)結(jié)構(gòu)化診斷性訪談工具④Weintrop D, Wilensky U. Using Commutative Assessments to Compare Conceptual Understanding in Blocks-Based and Text-Based Programs[C]. Association for Computing Machinery, 2015: 101-110.）等途徑來(lái)進(jìn)行計(jì)算思維的測(cè)量。從評(píng)價(jià)維度的視角分析，大部分的評(píng)價(jià)工具基于編程（或算法）技能展開(kāi)測(cè)量，其主要通過(guò)編程過(guò)程中的學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)（概念、術(shù)語(yǔ)，如德國(guó)的PPA⑤Mühling A, Ruf A, Hubwieser P. Design and First Results of A Psychometric Test for Measuring Basic Programming Abilities[C]. Workshop in Primary And Secondary Computing Education, 2015: 2-10.）、技能掌握（基本程序技能，如CTS⑥D(zhuǎn)agiene V, Futschek G. Bebras International Contest on Informatics and Computer Literacy: Criteria for Good Tasks[C].Informatics Education-Supporting Computational Thinking, 2008: 19-30.⑦Izu C, Mirolo C, Settle A, Mannila L, Stupuriene G. Exploring Bebras Tasks Content and Performance: A Multinational Study[J].Informatics in Education, 2017: 39-59.）及問(wèn)題解決（程序修改、故障排查等，如TSA①David C, Webb. Troubleshooting Assessment: An Authentic Problem Solving Activity for it Education[J]. Procedia Social and Behavioral Sciences, 2010(9): 903-907.）等三個(gè)方面來(lái)測(cè)量學(xué)生計(jì)算思維水平。從評(píng)價(jià)目的的視角分析，可分為形成性評(píng)價(jià)（如Dr. Scratch、CTP、②Koh K H, Basawapatna A, Bennett V, Repenning A. Towards the Automatic Recognition of Computational Thinking for Adaptive Visual Language Learning[C]. 2010 IEEE Symposium on Visual Languages and Human-Centric Computing, 2010: 59-66.Fairy Assessment③Werner L, Denner J, Campe S, Kawamoto D C. The Fairy Performance Assessment: Measuring Computational Thinking in Middle School[C]. The 43rd ACM Technical Symposium on Computer Science Education, 2012: 215-220.）和總結(jié)性評(píng)價(jià)（如Beras競(jìng)賽、④Dagiene V, Futschek G, Bebras. International Contest on Informatics and Computer Literacy: Criteria for Good Tasks[C].Informatics Education-Supporting Computational Thinking, 2008: 19–30.⑤Izu, C, Mirolo C, Settle A, Mannila L, Stupuriene G. Exploring Bebras Tasks Content and Performance: A Multinational Study[C]. Informatics in Education, 2017: 39–59.CTt）工具，根據(jù)測(cè)量學(xué)習(xí)效果來(lái)修正教學(xué)是形成性評(píng)價(jià)的目的，而總結(jié)性評(píng)價(jià)則是測(cè)量一定周期學(xué)習(xí)后學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展水平。從評(píng)價(jià)對(duì)象的視角分析，多數(shù)評(píng)價(jià)工具的目標(biāo)對(duì)象為6－8年級(jí)的初中生，少數(shù)針對(duì)小學(xué)生（如Dr. Scratch、Beras競(jìng)賽），涉及高中生的評(píng)價(jià)工具比較依賴程序設(shè)計(jì)，主要基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序閱讀與調(diào)試（如Beras競(jìng)賽、CTt）等方式展開(kāi)測(cè)量?？傮w而言，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出了針對(duì)不同群體的較豐富的計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具。而在計(jì)算思維已成為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)計(jì)算思維評(píng)價(jià)的關(guān)注度依然有限，未來(lái)應(yīng)在如下方面給予著重關(guān)注。

其一，建立合理、完善的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)，其前提必須對(duì)計(jì)算思維本身的內(nèi)涵、邊界、概念層次有清晰的界定。由于計(jì)算思維研究歷史較短，初始定義較為寬泛，之后幾經(jīng)修改、完善，但對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)仍處于進(jìn)行時(shí)。不同的定義方式會(huì)影響我們對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的厘清，因此研究者在有針對(duì)性地進(jìn)行評(píng)價(jià)研究前，先要對(duì)計(jì)算思維的內(nèi)涵、計(jì)算思維的教育內(nèi)容和實(shí)踐過(guò)程反復(fù)斟酌，如此得到的評(píng)價(jià)框架才有據(jù)可循。

其二，我國(guó)目前使用的計(jì)算思維的評(píng)價(jià)工具絕大多數(shù)來(lái)自國(guó)外，僅有CTt、CTS等少數(shù)工具經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的驗(yàn)證，國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)較成熟的評(píng)價(jià)工具，只有個(gè)別學(xué)者針對(duì)國(guó)外個(gè)別測(cè)量工具進(jìn)行了有效性和適用性的驗(yàn)證。⑥白雪梅, 顧小清. K-12階段學(xué)生計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具構(gòu)建與應(yīng)用[J]. 中國(guó)電化教育, 2019(10): 83-90.這在一定程度上影響了學(xué)科教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的效果檢測(cè)，亟需一套本土化、被廣泛認(rèn)同、可操作的計(jì)算思維評(píng)價(jià)指標(biāo)。⑦范文翔, 張一春, 李藝. 國(guó)內(nèi)外計(jì)算思維研究與發(fā)展綜述[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2018(2): 3-17.

其三，研究范式上，計(jì)算思維評(píng)價(jià)既需要理論基礎(chǔ)，又需要以科學(xué)的實(shí)證為支撐。但目前我國(guó)的計(jì)算思維評(píng)價(jià)更多的是包含在計(jì)算思維實(shí)踐全過(guò)程當(dāng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，距離專門的研究領(lǐng)域尚有距離。我國(guó)要建立符合本國(guó)學(xué)生的計(jì)算思維評(píng)價(jià)體系，必然要以大量的實(shí)證研究為基礎(chǔ)，而不能直接將國(guó)外成型的量表未經(jīng)本土化改造直接使用。

其四，就國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)項(xiàng)評(píng)價(jià)工具來(lái)看，應(yīng)豐富類別。根據(jù)國(guó)外的研究成果以及國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)國(guó)外的述評(píng)，要想反映學(xué)生計(jì)算思維水平及發(fā)展?fàn)顩r，不論量表經(jīng)過(guò)了多么嚴(yán)密的檢驗(yàn)和論證，也不論是多么智能化的在線評(píng)價(jià)程序，僅依賴一種研究工具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。計(jì)算思維的復(fù)雜性決定了評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的艱巨性，因而很難用一種工具從概念、實(shí)踐與觀點(diǎn)三個(gè)維度全面測(cè)量學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展?fàn)顩r。①Kong S C. Components and Methods of Evaluating Computational Thinking for Fostering Creative Problem-solvers in Senior Primary School Education[M]// Computational Thinking Education. Singapore: Springer, 2019: 119-141.因此，今后計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具要指向不同工具的綜合與開(kāi)發(fā)，將定性、定量等相關(guān)研究方法結(jié)合起來(lái)，綜合評(píng)價(jià)與表征計(jì)算思維。