人工智能时代的必备心智素养:计算思维

人工智能逐步进驻人类生活并改变着人类的思维方式,计算思维因与时代背景高度契合而得到欧美国家的广泛关注,被认为和听、说、读、写、算一样,是每个人都必备的思维能力。通过对国内外计算思维缘起、定义、特征、框架、测评及教育实践应用等相关研究的综合分析,文章探究了目前国际计算思维研究的基本状况,发现计算思维已成为21世纪必备的心智素养,与抽象概括、问题分解、算法、分析建模、系统化(自动化)、数据实践、评估与改进等要素密切相关。此外,文章通过剖析典型的计算思维教育应用案例,发现在不使用计算机的前提下,适当的教学活动也可以有效促进学生对计算思维的理解和掌握。整个研究旨在促进教育研究者对计算思维进行深层次思考,为相关研究提供一些线索。     

探讨计算思维在高中化学学习中的应用

计算思维是以计算过程为基础,利用计算机科学概念和思维方式,完成相关问题的解答和设计,帮助人们理解和利用知识的思维活动,具有抽象性和自动化特点。在非计算机领域中应用计算思维主要体现在科研领域,如计算生物学、计算化学等。化学是高中阶段的一门重要学科,计算思维在化学学习应用中的研究不多,结合学生的日常学习,借助计算思维培养学生多元化计算思维能力,推动化学教学有效开展。结合高中化学教学,提出几点计算思维的应用策略。     

计算思维将被纳入PISA2021测试

经合组织(OECD)指出,计算机科学和计算思维可以培养学生应用解决问题、创造和协作的能力。因此,2021年国际学生评估项目(PISA)数学评估将纳入测试计算思维的问题——逻辑或解决问题的方法。虽然计算机科学本身是一个广泛的领域,包括诸如计算机编程(编码)、算法设计、数据科学、网络安全、网络、机器学习和机器人技术等方面,但所有这些子领域都依赖于对计算思维的深刻理解。     

中小学信息技术学科学生计算思维培养的策略与方法北大核心CSSCI

计算思维是当前国际计算机界和教育界较为关注的一个重要的概念,在中小学信息技术课程实施过程中如何有效培养学生的计算思维,是中小学信息技术学科教师十分关注的内容。该文阐述了计算思维的概念与内涵,结合目前中小学信息技术课程的目标,指出计算思维在中小学信息技术课程中的重要作用。根据计算思维包含的算法思维、评估、分解、抽象、概括这五大要素,分别设计了基于计算思维某一方面培养的单个课堂活动,通过具体介绍英国中小学计算课程的一个培养计算思维的课堂实例详细分析如何在信息技术学科教学中落实对学生计算思维的培养,最终总结出在信息技术学科中培养学生计算思维的方法与策略,期望对我国中小学信息技术学科的教学提供一定参考。     

国际计算创造力及其教育应用研究可视化分析与展望

计算创造力是人工智能研究领域的前沿,有望成为促进教育变革的重要推动力。本文综述了创造力与计算创造力的定义,运用文献计量法和文献分析法对国际计算创造力领域研究进行了可视化分析和内容分析。研究发现,计算创造力研究大体历经酝酿期、形成期和发展期三个阶段,计算创造力研究呈现出理论研究与实践应用相互促进的发展逻辑;主要研究主题为系统设计与评估、基本概念与理论、创造力认知计算模型、创意构思计算方法四个关键聚类和计算思维一个与教育相关的特殊聚类;创造性思维与计算思维的结合、计算创造力系统的教育应用是研究热点。计算创造力与教育结合的未来研究方向是《计算创造力》课程研究、创造力支持系统研究和计算创造力促进教学变革研究。     

英国K-12阶段计算思维教育分析与启示

计算思维作为学习者应对未来社会科技快速变革的必备能力,受到各国教育界的高度重视,并纷纷将其纳入国家课程标准,加大了相关教育投入力度。英国作为教育信息化较为发达的国家之一,较早关注到儿童计算思维的培养,并在计算思维教育方面取得不少实践与研究成果。文章梳理了英国在K-12阶段计算思维教育的政策与投入,介绍了英国的计算思维教育评价方式,并从课程标准、教材与跨学科教学等方面分析计算思维的教育实践。在此基础上,我国对K-12阶段的计算思维教育应积极整合校内外资源搭建计算思维教育平台,完善信息科技课程评价,重视教师培训,并在多学科中培养学生的计算思维。     

人工智能时代计算思维培养的七种教学策略

计算思维已成为当今国际学术界多学科领域关注的热点议题,随着人工智能等新一代信息技术的飞速发展,计算思维培养需要全新的教学策略框架。本文基于美国K-12人工智能教学指南,提出了人工智能时代培养计算思维的四类七种教学策略框架,并结合案例阐述七种教学策略及实施。文章基于我国计算思维教育的发展实际,提出中小学计算思维培养的若干...     

计算思维融入高职计算机基础课程的探索

计算思维是一种重要的思维方式和教学理念,适合于培养学生将专业背景与计算机技术结合起来以解决各领域专业问题的能力。文章通过案例探讨如何将计算思维融入到高职计算机基础课程中,使学生在学会计算机基本操作技能的同时,初步具备以计算思维进行思考与问题求解的能力。     

国际计算思维教育的研究现状与趋势 ——基于1994-2020年WOS数据库439篇文献的量化分析

近年来,计算思维教育已经成为国际教育研究领域的前沿.为进一步审视国际视野下的计算思维教育发展,文章以Web of Science(WOS)核心合集数据库为文献数据来源,对1994～2020年与计算思维教育有关的439篇有效文献进行了知识图谱分析,研究发现:2016年以后计算思维教育相关研究的年发文量激增,且主要为关注计...     

计算思维培养中教育者的角色分析——基于2018年ISTE《教育者计算思维能力标准》的解读与启示

当前,计算思维的培养正变得越来越重要。基于此,文章首先阐述了计算思维的内涵和特点,指出计算思维能力是数字公民的一种基础能力。随后,文章回顾了美国国际教育技术协会(InternationalSocietyfor Technology in Education,ISTE)教育者标准的发展史,并通过不同版本标准的对比,分析了教育者的角色变化。最后,文章重点解读了2018年ISTE发布的《教育者计算思维能力标准》中教育者所承担的"学习者"、"领导者"、"协作者"、"设计者"和"促进者"等角色,并探讨了此标准对我国的启示。文章对计算思维培养中教育者的角色分析,以及由此提出的计算思维培养路径,可为我国计算思维教育提供参考。