前言

計算思維作為智能時代人們認識世界、改造世界的重要方法論，對于中小學階段的學生而言，既是一種觀察和理解周邊世界的新視角，也是一種利用計算的過程和方法來理解和解決問題的新能力，更是他們應對未來競爭與挑戰的必備技能。世界各國都在加快步伐開設中小學階段的計算思維相關課程，來幫助學生更好地適應未來。

計算思維是世界公認的普適思維方式。正因為它是一種思維方式，所以它非常容易被誤解。有人從字面上理解，認為計算思維就是關于數學的思維，或者是計算機的思維；有人片面地理解，以為學習編程、懂得計算機技術就擁有了計算思維；有人誤把算法、機器人理解為計算思維。對于信息技術教師而言，搞清楚計算思維到底是什么非常關鍵。

在我國，計算思維被列為高中信息技術課程，同時被最近出臺的義務教育信息科技課程列為四大核心素養之一，非常受重視?？墒窃诨A教育的具體實施中，計算思維的培養困難重重。一來是因為國內面向基礎教育的計算思維研究還不夠成熟，二來由于計算思維過于抽象。雖然高中信息技術新課標落地實施已經超過五年了，但是很多老師對計算思維仍然好似熟悉的陌生人，很難捕捉其核心，更別談有效地發展學生的計算思維了。

本書以計算思維落地實施中遇到的六大問題為邏輯主線來組織內容：中小學的計算思維是什么；計算思維培養的框架是怎樣的；計算思維培養該采取怎樣的教學策略；如何對中小學生的計算思維進行評估，實現教學評一致性；要發展學生的計算思維，學生和教師自身該如何提升計算思維能力；計算思維不能局限在信息技術學科范疇，如何通過跨學科的課程和活動來發展計算思維。具體對應的每章內容如下：第一章介紹計算思維的起源、計算思維的內涵和計算思維的教育，來增加對計算思維的認識；第二章介紹計算思維的本質、計算思維培養框架和計算思維培養的核心要素，來形成對計算思維培養的全局觀；第三章介紹中小學計算思維教學的六種常見策略，分別是體驗式教學、游戲化教學、基于問題解決的教學、基于不插電式教學、基于人工智能的教學以及項目式教學，來提升中小學計算思維教育的豐富性；第四章介紹計算思維常用的評估方法以及如何實現計算思維的教學評一致性；第五章介紹青少年如何提升計算思維能力以及教師如何從專業發展和學科發展的雙重視角更好地深度認知計算思維，以期知曉該如何努力才能實現計算思維能力的自我提升；第六章介紹跨學科教學對發展計算思維的作用，以及發展計算思維的跨學科主題設計、跨學科教學活動設計、跨學科教學實施建議，從而提升教師設計與實施跨學科主題教學的能力，最終發展學生的計算思維。

隨著智能時代的到來，具備計算思維、利用計算的過程和方法來理解與解決復雜問題，已成為當今社會人人必須具備的素養。編寫本書是為了幫助一線教師揭開計算思維的面紗，清晰地認識計算思維的內涵，掌握計算思維能力的發展規律，將計算思維的培養真正滲透到我們的課堂教學之中。由于水平有限，書中內容難免存在疏漏，歡迎廣大讀者批評指正。

魏小山

2023年3月16日