我們經??吹健坝嬎闼季S”這個術語,那到底什么是計算思維(CT)?它與編程和計算機科學有什么區(qū)別?尤其在教學方面,它們的區(qū)別在那里?
什么是計算思維(CT)?
簡而言之,計算思維是利用計算機科學解決問題的一種強有力的思維方式。
具體闡述下計算思維的定義。當提出問題時,首先定義問題的內涵,然后利用計算的思路解決問題的方法就是計算思維。具有計算思維的人,會通過收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)來理解和思考問題。不僅僅體現(xiàn)在解決某一個問題上,繼續(xù)探索思維模式:去除問題細節(jié),抽象定義問題,解決具有數(shù)據(jù)特征的所有問題。如果愿意更深入探討,可以定義解決問題的步驟,建立數(shù)據(jù)模型,并調試和驗證解決方案。下圖解釋了構成計算思維的元件。
計算思維的背景
“計算思維”術語走入大眾視野,起源于期刊《ACM通訊》(Communications of the ACM)2006年計算機科學家 Jeannette Wing 的一篇文章。在那篇文章中Wing提到:
”計算思維是每個人(而不僅僅是計算機科學家)都應該具備的基本技能,計算思維同閱讀,寫作和算術一樣,應當成為孩子們必備的分析能力。“
CS教育(尤其K-8年級)不應當只是成就程序員或計算機科學家。CS教育應該使每個生活在數(shù)字世界的人,具有運用計算思維解決問題的能力。所以,應該有更多的教育項目,教育資源或教學大綱注重培養(yǎng)孩子們的計算思維——而不只是計算機科學或編程。ISTE和CSTA兩家機構聯(lián)合定義了計算思維的操作過程,并倡導在課堂上培養(yǎng)孩子們的CT能力。最近,Google創(chuàng)建了融合不同領域的CT在線課程,并提供有價值的CT資源。這些年來,Scratch,一種流行的圖形化編程語言,通過對計算的定義,實踐和對觀點的討論解釋了CT。
注: Seymour Papert 在1980年出版的《Mindstorms》一書中,就提到了運用計算思維的重要性,盡管他的定義和操作步驟與Wing不完全相同。
計算思維資源:如何在課堂上培養(yǎng)CT能力?
孩子們必須通過學習編程來鍛煉計算思維能力嗎?有些人的答案是肯定的,另一些人則關心問題是如何解決的,而不在意解決的方法是否是通過設計和編碼實現(xiàn)的。為項目編寫代碼,調試程序無疑是鍛煉CT能力的一種有趣方法,不過除了編碼,老師還可以在CT課上使用很多非編程類資源。相關例子如下:
1 語言和歷史:谷歌spreadsheets和谷歌Ngram Viewer。使用電子表格函數(shù)來評估語言的使用情況。
2 數(shù)學:面向問題提供解決方案的Desmos教育資源。例如教案:通過收集數(shù)據(jù),建立模型,預測手機間隔多久就需要充電。
3 社會研究: Wolfram Alpha的教育案例。在此課程中,學生通過使用計算知識引擎Wolfram Alpha,研究數(shù)據(jù),尋找某城市通往世界各地的最短飛行路線。
4 科學:學生可以使用MIT提供Starlogo Nova工具。建立如水循環(huán),生態(tài)系統(tǒng)等模擬計算模型進行實驗。如果需要,學生還可以通過修改代碼,修改模型來理解科學內涵。
當今社會,我們需要提供給每個孩子成為科技創(chuàng)造者的機會,讓他們理解并學會運用計算思維的強大力量去解決問題。夕陽西下,當學校回歸沉寂之際,不管你決定讓孩子們關注計算機科學,編程還是計算思維,你是否思考過:最重要的是讓孩子們超越對技術的簡單消費,培養(yǎng)孩子們的創(chuàng)造力和解決問題的能力。
原文出自Edsurge。
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