教孩子编码就够了吗？不！学校该培养的是计算思维

来源：Edsurge

作者：Shuchi Grover

智能观 编译

无论是好是坏，计算都无处不在，改变着人们的工作、合作、沟通、购物、吃饭、旅行、学习和简单的生活，从艺术到科学、政治，没有一个领域未被触及。

在过去十年里， “计算+X”的学科也在兴起，“X”代表从物理学到新闻学众多领域中的任何一个。

但最大的问题是:当前的K-12教育是否让每个学生都具备了必要的技能，使他们能够成为创新者、解决问题者，甚至是见多识广的人，从而在这个计算普及的世界取得成功？

自本世纪初以来，“4个C”的21世纪技能——批判性思维（critical thinking）、创造力（creativity）、协作（collaboration）和沟通（communication）——已被越来越多的人视为学校课程的重要组成部分。这种转变促使人们在K-12所有层次的教学和框架（如“项目式学习”“探究性学习”和“K-12阶段深度学习” ，这些都强调了更高层级的思维方式，而不是死记硬背）中吸收经验。我认为，我们需要在“4个C”中加入计算思维(computational thinking)，使之成为另一个核心技能，即21世纪技能的“第5个C”。

在全球教育系统中，人们越来越认识到计算可以解决问题。也就是说，从逻辑和算法上思考，并使用计算工具来创建模型和使数据可视化，这些正迅速成为各领域人才的必备技能。

2012年，英国开始向所有学生介绍计算机科学（CS）课程。新加坡作为“智能国家”，把计算思维定为“国家能力”。从芬兰到韩国，从澳大利亚、新西兰到中国，各个国家正在将计算思维作为新的CS课程的一部分，或者纳入现有科目。2016年，美国前总统奥巴马呼吁所有K-12学生，学习“计算机科学”时发展计算思维。在美国，尽管计算思维正越来越多地融入STEM(特别是科学)的学习中，但计算思维项目只是计算机科学课程的一部分。

在深入了解K-12领域的计算思维之前，我们首先要清楚，我们的目标不是把每个孩子都培养成计算机科学家。正如数学和科学的基本读写能力，被认为是所有儿童理解世界运转的必要条件一样，如今，计算机与所有职业的联系都很紧密，教育也必须涉及计算机相关的知识和技能。

什么是计算思维？

那么，什么是计算思维，它与CS和编程(编码)有什么关系？

简单地说，计算思维要求学生像计算机科学家一样思考(或解决问题)。学生要对一个问题深入理解，然后表达出解决方案的思考过程，这样一台计算机就可以执行该解决方案了。计算思维从根本上讲是利用与计算机科学密切相关的算法概念和策略来制定、分析和解决问题。

和其他思维能力一样，计算思维很难定义，但当你看到它的时候你就知道了。尽管许多人将它与编程、自动化等概念联系在一起——这些都是计算机科学的核心部分——但教育工作者和研究人员发现，在教学以及课程设计、评估设计中，它更容易使用。

这意味着我们要把计算思维技能分解成各个部分，包括逻辑、算法、模式、抽象、概括、评估和自动化等。还可以将问题分解为子问题，以便于解决问题，创建计算工具(通常是编码);重复利用解决方案，测试和调试;迭代细化。

它还包括协作和创造力，而且，这部分不涉及计算。

如何培养计算思维？

如果这一切听起来有点不靠谱，别担心。与任何技能一样，计算思维最好嵌入课堂教学，成为教学的一部分，进行学习。例如，分析和逻辑思维可以通过谜题和词汇类问题来培养，这些问题需要学习者使用计算思维的关键方面。事实上，除了数学或计算机科学，涉及逻辑论证和逻辑思维的问题也可以作为语言艺术学科的一部分来解决。

编码对于发展计算思维技能来说是一个极好的、有趣的并且有用的方法，但这不是唯一的方法。以下是一些在学科当中培养计算思维的想法。有些比较容易应用，而另一些则需要借助编码来实现。

语言艺术

使用逻辑将混乱的故事按照正确的顺序组合起来(低年级)

识别不同的句子类型和语法规则

用逻辑根据给定的事实得出结论

用社会网络关系分析故事

用不同的脉络编排故事

数学

通过程序对代数中的函数进行建模(将其与程序中的函数进行比较)

写一个关于如何进行矩阵乘法，或如何求解二次方程的算法(或精确的步骤序列)

使用分解法来解决单词问题

通过识别模式来表达概括(如代数表示)

科学

使用明确的“If-Then”逻辑进行物种分类（低年级)

建立一个物理现象的计算模型

不要使用已开发的软件去模拟科学现象，而是要创建(程序)计算模型来研究这些现象

社会科学

研究战争和其他历史事件中的数据，确定模式和趋势

使这些模式和趋势可视化

创建一个模型研究社会科学现象，比如女性教育和健康

为社会系统、社交网络或社会选择创建模型

教师可能会认为，许多非编程类活动他们已经做过了。事实上，许多活动都锻炼了计算思维，但没人意识到。

关于计算思维的常见误区

让我们明确一点，发展计算思维不是要把每个孩子都培养成计算机科学家。

有人认为，发展计算思维就是编码，这并不是很准确。虽然编码是一种很受欢迎的计算机教学方式，但计算思维比编码更重要。它是在编码前理解问题和制定解决方案时使用的思维技能。

还要记住，编码不一定是计算思维过程的最终产物。

计算思维包括学生的提问以及回答，比如，这个问题是由人还是电脑更容易解决?这个问题和我们之前解决的问题有什么不同吗?如何才能更好地解决这个问题？如何创建一个适用于各种问题的通用解决方案?我可以用一个循序渐进的方法来解决这个问题吗？可以采用什么计算策略?解决这个问题的限制是什么？

此外，计算思维不应与“数字素养”混淆，“数字素养”在学校通常与技术科目相关，其重点是如何使用软件、数字工具和互联网。计算思维不是教学生如何应用技术，与之相反，它是教学生如何使用计算工具，设计数字解决方案等。

结合学科背景，进行计算思维教学有更多的好处，教师能够彼此建立联系，获得课程评估、职业发展以及教计算思维的最佳实践等。最重要的是，作为教育工作者的一员，我们可以为孩子带来适用于21世纪的至关重要的一项能力。

作者简介：Shuchi Grover曾是SRI国际技术研究中心的高级研究科学家，现在为与STEM、 计算机科学、评估、学习分析和计算思维有关的研究项目提供咨询。

https://www.edsurge.com/news/2018-02-25-the-5th-c-of-21st-century-skills-try-computational-thinking-not-coding

—完—

亲爱的朋友：

读完这篇文章，你想到了什么？

我想到了两种典型的思维方式：固定型和成长型思维方式。而计算思维着实让我眼前一亮。

对一个人的发展来说，思维方式起着决定性作用。希望这篇分享，能对你也有所启发。

祝安！

智能观 一米

2018-3-26 于北京中关村

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