计算思维的意义是什么？
计算思维的意义是什么？
计算思维是数字时代每个人都应该具备的基本技能。计算思维、理论思维和实验思维共同构成了科技创新的三大支柱。
卡耐基梅隆大学的珍妮特·m·温(Jeanette M. Wing)教授将计算思维定义为通过使用计算机科学的基本概念来解决问题、设计系统和理解人类行为的一系列涵盖计算机科学广度的思维活动。
计算思维具有以下特征:
(1)计算思维是概念和抽象思维，不是程序性思维。
(2)计算思维是人的思维，不是机器思维。
(3)计算思维是一种思想，不是一种神器。
(4)计算思维、数学和工程思维是相辅相成、融为一体的。
(5)计算思维面向所有人，所有领域。
(6)喜欢？读写算？同样，计算思维是一项基本技能。
计算思维教育的实践方法
计算思维的培养，具体到中小学教育实践，必须有一个依托工具和抓手。如何在中小学信息技术课程中渗透计算思维的教育，可以从以下几个方面进行尝试。
(一)计算机编程教学中计算思维的渗透
通过计算机编程教学培养学生的计算思维，是中小学信息技术教师最容易入门的方法。对于计算思维的培养，要选择可视化、模块化、易学的编程软件。
LOGO语言是早期的编程语言，也是非常接近自然语言的编程语言。画画？以一种新的方式学习编程，并以一种有趣的方式教初学者，尤其是孩子。到现在，很多人用LOGO语言教学生编程。2012年，韩国小学教师职前培训中增加的计算思维内容是借助LOGO语言的算法学习项目实现的。
Scratch是一种新的编程语言，它可以让你用非常简单的方式创建自己的故事、动画、游戏、音乐甚至绘画，并且你可以很容易地在互联网上分享它们。在英国、美国、韩国、新加坡等国家的许多关于中小学计算思维培养的论文中都提到了Scratch软件的使用。在中国，许多小学和初中教师也在使用Scratch软件实施编程教学。
目前移动应用开发比较流行，APP Inventor也是不错的选择。Google App Inventor是一个完全在线的Android编程开发环境，摒弃了复杂的程序代码，采用积木堆叠的方式完成Android编程。北京景山学校和北大附中的一些老师正在尝试通过APP Inventor编程来培养学生的计算思维。移动应用设计也将作为选修课纳入高中信息技术课程体系。
当然，借助编程培养学生的计算思维，并不一定要在计算机上实现。韩国济州大学计算机教育系的学者金苏斌研究了基于纸和笔的游戏编程策略。编程只需要纸和笔，不需要电脑。研究表明，基于纸笔编程的PPS与基于LOGO语言的编程一样，可以培养学生的整体逻辑思维能力。英国中学计算机教材《计算机科学》在内容设计上更注重学生计算思维的培养，在编程部分不需要计算机。它用的是伪代码，只是纸和笔。人大附中的温婷婷老师也介绍了类似的选修课，叫不插电电脑。
(B)通过机器人教学渗透计算思维
塔夫茨大学的玛丽亚？尤玛奇？在Marina Umaschi Bers的研究中提到，波士顿的三所幼儿园通过TangibleK机器人课程对5-6岁的儿童进行计算思维教育。德克萨斯大学奥斯汀分校的学者Ko Pat也提到K12学生使用机器人作为计算思维教育的工具。十年前，我也在能力风暴机器人的帮助下开始教学。图形化和模块化的编程界面易于学习和理解。通过完成项目任务设计，可以很好地培养学生分析问题和解决问题的能力。乐高机器人，目前很多学校都在用，也是培养学生计算思维的很好的教学平台。结构不用学也能掌握，结构可以简单也可以复杂，编程也是积木形式的可视化环境。通过巧妙的任务设置，可以很好的完成这个任务。
(C)通过游戏软件训练学生的计算思维
英国格林威治大学尝试通过电脑电子游戏实施教学，以游戏为基础进行学习，传授理论和应用知识。他们设计了一个创新的游戏教育框架，以发展计算思维能力，促进计算机编程导论课程的学习。《计算机程序设计导论》有限的关键概念融入游戏，学生通过玩游戏获得计算思维能力。美国加州大学圣克鲁斯分校的学者研究了如何通过游戏编程课程提高中学生的计算思维，并设计了中学生计算思维能力的评价工具。中科院软件所研究员王丹丽介绍了一款名为T-maze的电子编程工具，可以让5-9岁的孩子在迷宫游戏中通过积木搭建计算机程序，促进孩子计算思维的培养。微软亚洲研究院也推出了他们的游戏《《我的世界》》，同样可以培养学生的计算思维。这个游戏允许每个玩家在三维空间中自由地创建和破坏不同种类的方块。在游戏中，玩家可以在单人或多人模式下通过破坏或创建广场来创建精美的建筑和艺术品，或者收集物品探索地图来完成游戏主线。很多中小学生都痴迷于这一块。
(D)通过音频和视频创作训练学生的计算思维。
音视频作品的创作需要经历一个完整的项目过程，通过这个过程也可以很好的培养学生的计算思维。麻省大学洛厄尔分校的音乐与计算机科学系开设了一门课程《声音中的计算思维》，这是一门交叉学科，是科技教育与艺术教育的融合。学生的计算思维是通过演奏、分析和处理音乐来培养的。目前全国各地都有针对中学生的微电影、微视频创作比赛。中小学信息技术教师可以借助这个项目有意识地培养学生的计算思维。
(E)通过开源硬件项目设计培养学生的计算思维。
未来的中小学信息技术教育不仅需要传授基于软件的理论知识、实践和研究，还需要带领学生做开源的硬件项目设计，既能紧扣创客教育的热点话题，又是培养计算思维的有力手段。带领学生从零开始设计制作一个项目，从策划、实施到项目发布，甚至申请风险投资，整个过程都包含计算思维的元素。开源硬件设计项目也将作为选修课，也将纳入国家高中信息技术课程体系。
(6)通过建模仿真培养学生的计算思维。
数学中的计算思维与建模思维、物理中的科学思维模型构建相结合，可以提高解决现实生活中各种问题的能力。在计算机算法与程序设计课程中，通过对实际问题的建模和仿真，可以充分激发学生的兴趣，培养学生的思维方法和解决问题的能力。比如物理学中的抛体运动可以科学模拟，计算机科学中的离散采样、时间对应、图形编程可以进行涉及多方面知识的综合实践。又如计算思维中的递归思想，可以与数学中的分形概念紧密结合，可以与音乐中的赋格、艺术中的无限上升等表现形式相结合，给学生一个跨学科的研究课题，找到现实生活中分形的具体例子，通过计算机算法和编程进行建模和模拟。
(七)培养计算思维的其他工具和途径。