高等教育中计算思维问题的探索
时间：2021-07-17 20:01:49 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：计算思维几十年来在学术界中一直存在争议，直到2006 年， Jeanetee Wing描述计算思维是能够使学生在所有领域可以获得成功而需要的一项思维技能。Wing有关计算思维的理论和著作有着广泛的影响，已经成为研究计算思维的学者在制定教学计划时的主要参考材料，用于将计算思维贯穿于12年的义务教育之中。尽管着手点在义务教育之中，然而，除了计算机科学、 技术、 工程和数学（STEM）之外很少涉及计算思维，但是计算思维在高等教育中的潜力亟待人们去发掘。文章的目的是审视当前计算思维在高等教育领域中的状态，并讨论计算思维与其他学科的相关性。
关键词：计算思维；高等教育；STEM
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）04-0003-03
Abstract： Computational thinking had been controversial in the academic world for several decades until 2006， when Jeanetee Wing described that computational thinking is a thinking skill that enables students to succeed in all fields. Wing"s computational thinking theories and works have had a profound influence and become a major reference for making teaching plans for researchers in the field of computational thinking， which has thus been applied to the 12-year compulsory education. Despite the starting point in compulsory education， computational thinking is rarely utilized except in computer science， technology， engineering and mathematics （STEM）. The potential of computational thinking in higher education， however， is yet to discover. This paper is intended to examine the current utilization of computational thinking in higher education and discuss the correlation between computational thinking and other disciplines.
Keywords： computational thinking； higher education； STEM
一、介绍
计算思维是人类在思维过程中参与制订问题及其解决办法的一种思维模式，通过这种方式能快速地、有效地进行信息处理，提出问题的解决方案[1]。计算思维几十年来在学术界有着不同的名称和定义。1962 年由Alan Perlis最早提出，同时阐述了卡内基理工学院（现在是卡内基.梅隆大学）的编程入门课程[2]。基于他的研究Seymour Papert在 1980 年使用编程语言进行数学概念的教学，正如所望，程序性的思维（即“像计算机一样思考”）被认为是构成整体思维技能的一部分[3]。
直到 2006 年，Jeanette Wing在ACM美国计算机学会通讯发表了“计算思维”这篇文章，从此，计算思维得到了新的定义。Wing的文章提出计算思维不只对计算机这门学科的专家有用的一种技能，而是任何人在解决问题和发现计算解决方案时都能使用的心理过程。在这个更广泛的意义上，被视为逻辑思维的一部分，计算思维可视为一项与所有学科有关的技能，不仅仅是计算机科学。因此，Wing认为：“像对阅读、写作和算术一样，我们应将计算思维加到评价每个学生的能力中去”[4]。
二、计算思维在高等教育中的缺失
在高等教育方面，对计算思维的应用则较为分散。对于计算机科学专业的本科生早期阶段的教学而言，计算思维技能问题仍然是热门的研究课题，也是在各个重要的、有革新性的领域中的研究热点，但是许多对计算思维在交叉学科感兴趣的，要么是具体的机构，例如卡内基·梅隆大学和斯坦福大学，要么就是较大学院专业的分支机构。而没有机构将计算思维作为一个基本的技能融入到除计算机科学以外的几个学科中。之所以会出现这种情况，主要是以下几个原因：
1. 计算思维概念化的问题。这些问题更容易在中小学通过务实专注教学方法来解决它们，却成为高等教育中更注重研究领域教育的潜在障碍。
2. 除了计算机科学和数学领域，对于从计算机科学分离出来的计算思维方法和简单的应用计算机程序去解决数据问题的区别了解不多。
3. 即使在计算机科学中，对于计算的理解也是有限的。有些问题是可计算的，而另一些则不能。可能，在人文和其他非科学领域核心训练问题的构建是一种非计算性的；在某些情况下用“可计算”方式来构建这些问题也许是不可取的。但是，我们当前理解计算的局限性可能被新兴计算模型所改变，例如自然计算和并行交互计算[5]。
在本文中，我們会进一步了解现状以发现计算思维在高等教育中的潜力，希望能够为构建计算思维教育提供一套明确的方向，以便更好地学习和应用计算思维。
三、计算思维在高等教育中的应用
