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摘要：在计算机技术发展水平不断提升的背景之下，计算思维应运而生，这是一种通过各种各样的计算工具来解决问题的活动，对于人类的生存与发展具有重要的推动作用。从我国现阶段的情况来看，对于计算机思维的研究还比较浅显，大都集中在计算思维的定义以及组成部分等理论层面，计算思维的培养方式、教学方式是其重点关注的内容。与之相比，国外有关这方面的研究走在了前面，成熟度也比较高，同时兼顾了理论与实践两个方面，既重视计算思维内在含义的分析，也强调具体应用的研究，而计算思维教学过程中存在的问题、提高计算思维教育水平的工具以及计算思维教学结果的评估是其关注的重点。由此可见，在未来的发展阶段，国内学术界在针对计算思维进行研究的过程中，要进一步提升基础教育阶段计算思维教育的重视程度，将编程语言与课堂教学紧密结合，培养学生的计算思维，同时还要借助各式各样的计算工具为学生创造学习计算思维的条件。
关键词：计算思维;计算机科学;信息技术;计算思维教育;编程教育
中图分类号：G633.67 文献标识码：A
一、计算思维的概念
1.计算思维定义
计算思维的概念起源于西方发达国家，英文名为“Computational Thinking”，形成于二十世纪八十年年代,1980年，美国著名学者Seymour Papert在其发表的《头脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》之后第一次提到了有关计算思维一词。在此之后，他又多次在研究中提到了这一概念，试图通过计算思维建立具有“阐述性”特征的几何理论，但是并没有对计算思维的内在含义进行详细、准确的说明。2000年，为了让人们能够更加深入的了解机器智能，Jeanette M.Wing发表了一篇名为《Compitational Thinking》的文章，文章中对计算思维进行了全面的介绍，这一思维方式是以计算机在处理能力方面的优劣势为基础的。并指出，计算思维简单而言就是通过计算机科学来解决各种问题、设计各种系统、理解人类各种行为的思维活动，为问题的解决提供新的思路，不仅能够让人们更好地了解计算机的本质，还能够打破“知识鸿沟”，使得计算机领域与其他领域研究人员能够进行更好的交流与分享。在此之后，学者们对于计算思维的重视程度持续提升，计算思维的研究也取得了一定的成果。
2.国内地位
从国内的情况来看，相关部门与机构对计算思维的内在含义、目标、培养机制等方面进行了比较全面的讨论，并组织了诸多与计算思维具有较高关联度的会议。2010年，C9高校联盟正式对外发布了《计算机基础教学发展战略联合声明》，该文件明确要求在未来阶段的计算机基础教学过程中，要将学生计算思维能力的培养作为教学的重点内容。2012年，教育部下发了第188号文件，文件中对多个大学计算机课程改革项目予以了批准，进一步明确了计算思维培养的重要地位，为未来将计算机课程改革指明了方向。2013年，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发表了一篇题为《计算机教学改革宣言》的文章，文章中指出，在开展大学计算机课程改革工作的过程中，要将计算思维作为重点关注的内容，利用对学生计算思维的培养来促进应用能力的有效增强。2017年，新修订的《普通高中信息技术课程标准》正式出台，该标准对信息技术学科核心素养的构成进行了详细说明，分别是信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任。通过对这些文件的分析可以发现，计算思维的培养已经成为大势所趋。
3.国外现状
2006年，Jeanette M.Wing在研究中对计算思维的内在含义进行了界定，在此之后，越来越多的国家、组织开始重视计算思维，并顺势推出了诸多有关计算思维的培养课程。
2011年，美国正式出台了《CSTA K-12标准（2011修订版）》，该文件初步构建了一个相对完整的计算机教育体系，计算思维也被囊括到了体系之中。从世界范围内来看，在计算思维教育与教学方面，英国与其他国家相比具有一定的优势。2012年，英国学校就按课程工作组CAS明确指出在学校计算机与信息技术课程中，要将计算思维作为重点关注的对象，在此之后，CAS于2014年提出了计算思维培养体系，对于中小学进行计算思维教育具有参考性意义，并且在该年度，英国还对教育制度进行了深入改革，明确要求只要学生的年龄超过5岁，就需要学习电脑程序编写的相关课程。随着计算思维的重要性愈发凸显，越来越多的国家开始将计算机纳入必修课程。例如芬兰、新西兰等国，都将计算机课程纳入了中小学的常规教学中，对于学生计算思维的形成具有重要的促进作用。
二、计算思维的组成部分
计算思维是通过计算机知识来解决问题的一种思维方式，在此之前，要对计算思维的内在含义形成正确的认识，只有这样，才能够基于问题的实际情况选择合适的方式来处理。本文以计算思维的个性特征为出发点来展开研究，具体包括以下五个方面。
1.分解
分解(Decomposition)就是将复杂程度较高的大问题拆分成多个简单的小问题，简单而言，就是复杂问题简单化。经过分解之后，在向他人解释问题的过程中，难度大幅降低。在分解问题的过程中，要基于相应的标准，不能根据主观意愿来进行，只有这样，那些复杂程度相对较高的问题才能被分解成若干个可以被解决的小问题，在完成拆分过程以后，这些小问题也具有自身的个性特征，甚至在某些情况下还会出现复杂程度依旧较高或解决难度很大的问题，针对这种情况，可以进一步细分。一般而言，人们往往会害怕那些复杂程度较高的问题，而对于那些复杂度较低的问题，人们通常会更有信心。在教学中，当要求学生设计一个电脑游戏时，学生可以将游戏分解成情节、人物和背景等，然后对每个部分分别进行设计。
2.模式识别
模式识别(Patterns)指的是生活中存在的各式各样的问题的表现形式具有一定的差异，但它们之间又存在着一定的相似之处，分析出各种问题之间存在的相同点，并以此为立足点进行闻一知十。简单而言，就是对问题进行充分的观察，找出其中存在的规律，并制定针对这类问题通用的解决方法。以数学为例，学生在计算矩形面积的过程中，可以利用绘制方格的方式来实现，但是这种方法也有其自身的局限性，无法适用于那些面积非常大或者非常小的矩形，针对这种情况，可以在计算矩形面积的过程中，找出其中存在的规律，并以公式的形式展现出来，从而提高面积计算的便捷性。
3.抽象化
抽象化(Abstraction)是计算思维要素最重要的组成部分之一，能够实现复杂问题的简单化，忽视那些无关痛痒的细节，降低理解事物的难度。通过忽略不必要的细节，深入了解问题的本质，找出解决问题的关键点。以学校课程表为例，其具有很强的抽象性特征，仅仅将课程、教学时间等关键信息显示了出来，并未对教学目标、教学计划等进行详细说明。
4.算法
算法(Algorithms)是计算思维中最重要的工具，可以将其视作为流程建设，是针对问题的解决而制定的具体步骤，按照步骤中的要求循序渐进的来解决问题。算法最终的目的是为人提供服务，其既能够服务于程序设计，还能够解决其他学科遇到的问题。以演奏音乐为例，在演奏过程中，要按照乐谱上的内容来进行，此时乐谱就相当于一种特殊类型的算法。
5.评估
评估(Evaluation)是在可能的情况下，以客观和系统的方式做出判断，是确保一个算法是最佳方案的过程。在具体评估过程中，要从整体出发，通盘考虑算法出现的各种可能性，进而制定出性质有效的策略来解决问题。同时还要保持严谨的心态，从而确保解决方案的质量、效率以及有效性处于比较高的水平之上。
学生在通过计算思维解决问题的过程中，第一步是学会思考，正确认识计算思维与解决问题之间的相互关系，通过对其具体掌握之后，才能在遇到问题时，使用计算思维去解决问题。
三、培养计算思维能力的方法
各式各样的计算思维培养方法其目的都是为了促进学习者计算思维能力的提升，基于此，国内研究人员以不同的角度为切入点，制定了多种有助于计算思维能力提升的具体手段，国内计算思维培养方法具体如下：
1.牟琴，通过“轻游戏”，培养计算思维能力。
2.宗伟伟，按学科知识设计并开发教学游戏。
3.梁艳瑞，使用App Inventor培养计算思维。
4.林旺等，应用软件培养计算思维。
5.高娇，在游戏化教学的过程中培养计算思维。
6.路艳丽等，使用案例式的教学培养计算思维。
7.刘瑜等，在建构主义理论的指导下，开展抛锚式和支架式教学方法。
8.王晓丹等，将计算思维的培养渗透到具体课程与教学过程中。
9.徐迎晓等，在跨学科课堂中培养计算思维。
10.陈宇峰等，利用启发式虚拟实验培养计算思维。
11.刘昕，在计算机课程的教学中采用以问题为中心的教学方式。
12.赵兰兰，运用Scratch软件培养中学生计算思维的研究。
13.姚天昉，在程序设计课程的实验过程中培养创新思维。
四、运用计算思维能力的教学方法
为了进一步推动计算思维能力的提升，国内诸多研究人员基于计算思维的个性特征，制定了一系列针对计算思维培养的特殊方法。
牟琴等在其研究中以计算思维的个性特征为出发点，对探究教学模式、自主学习模式以及任务驱动教学模式进行了有效整合，构建一套与计算思维培养相适应的特色教学模式。相较于传统教学模式，可以看出，在这些教学模式的作用之下，学习者的计算思维能力得到了大幅提升。
张蕾在其研究中将计算思维的知识、能力与实际教学整合成了一个有机的整体，通过创造问题情境的方式让学生进行自主学习，建立了一个针对计算思维的WPBL教学模式，经过长期实践，证明了在这一教学模式之下，学生的计算思维能力得到了有效增强。
刘君亮在其研究中将计算思维与混合学习模式结合在一起，建立一个与计算思维相适应的混合学习模型，并针对模型可行性水平的高低展开了研究。
韩秋枫在其研究中针对计算思维的个性特征，提出通过问题探究式教学模式来提升学习者的计算思维能力，该模式主要包括四个组成部分，分别是发现问题、自主分析、合作分析以及总结提升。
曾夏玲在其研究中针对计算思维的特殊性，以学生计算思维能力的培养为切入点，建立了一种新型的教学模式，即“轻游戏”模式，并且通过实际的教学证明了这一模式对于学生计算思维能力的提升具有重要的推动作用。
鲍宇在其研究中以计算思维存在的问题为立足点，建立引导式自主培养教学模型，引导学生借助计算思维来思考各个层次的问题，并通过对计算思维的追踪，推动学生计算思维能力的进一步增强。
通过对这些研究的分析可以发现，针对计算思维，大部分研究人员在建立教学模式的过程中，都将学生计算思维能力的培养摆在了最重要的位置，并且在教学活动中对计算思维的思想、方法进行了具体实践，利用对学生的引导，让学生主动、积极地参与到学习活动中，进而促进计算思维的形成。
五、为发展计算思维能力提供支持与建议
通过对比国内外有关计算思维的研究可以发现，国外在这一方面的研究已经具有一定的成熟度，而我国仍处于相对落后的状态，特别是在基础教育阶段，对于计算思维的重视水平相当低。尽管国内研究人员针对学生计算思维的培养制定了诸多的策略、方法，但是无论在普适性上还是在可推广性上，都处于相对较弱的水平。除此以外，对于计算工具的研发、应用以及评价等方面，国内学术界的研究还停留在初级阶段，在未来的一段时间内，要将这些方面作为研究的重点。从目前的情况来看，我国学生的计算思维能力还比较弱，针对这种情况，可以从以下几个方面来进行改善：
1.提高计算思维基础教育的重视程度，不断丰富计算思维的理论内容与实践经验
从世界范围内来看，绝大部分国家都将基础教育阶段作为计算思维培养的关键时期。就我国而言，2017年，教育部发布了《普通高中信息技术课程标准》的修订版，首次将计算思维纳入信息技术学科核心素养的范围之中。计算思维不是一朝一夕就可以形成的，只有经过大量系统的训练才能够获得。而处于基础教育阶段的学生，行为、习惯等尚未定型，接受能力也比较强，因此，要进一步加大在基础教育阶段进行计算思维的教育力度，让学生能够逐渐形成计算思维能力。但是如何将高等教育与计算思维教育衔接成一个整体，如何构建完善度水平较高的计算思维教育体系，成了现阶段亟待解决的重要问题。
2.借助Python编程语言教学，制定计算思维培养的具体方法
2016年，我国教育部向各大高校下发了《大学计算机基础课程教学基本要求》，指出要进一步提高Python语言在程序设计课程教学中的地位。2017年10月，教育部下发了《关于全国计算机等级考试（NCRE）体系调整的通知》，该文件也明确指出，在未来的计算机等级考试中，将会新增Python语言程序设计的相关内容。除此以外，东部沿海地区的一些省份、直辖市也在信息技术课程、高考内容中新增了Python编程的相关内容。由此可见，可以充分借助Python编程语言被引入课堂的机遇，制定出既能够提升学生计算思维能力，又能够实现大规模推广的教学方式。
3.重视各种计算工具的应用，为学生创造一个学习计算思维的条件
在培养学生计算思维的过程中，要同时兼顾系统性、持续性两个方面，学习环境的好坏对于学生学习的积极性具有重要影响。在计算机技术不断进步的背景下，各种对计算思维培养具有促进作用的技术算工具层出不穷，教学环境的建立也由此获得了有效的技术保障。从目前的情况来看，国外研究人员在开展计算思维的过程中，已经开始通过图形化/模块化编程语言、有喜欢编程环境等工具来进行，而我国与之相比则明显处于落后的状态，只有一小部分研究人员利用Scratch、App Inventor工具进行了计算思维培养的探索。学生个体之间在学习能力、学习基础方面有着一定的差异，基于此，在培养学生计算思维的过程中，要以学生计算机编程的基础出发，从Alice.Game Maker、Kodu、Minecraft、CargoBot、Toontalk等计算工具中，选择与之相适应的工具为学生创造一个学习计算思维的环境，为学生计算思维能力的提升夯实基础。
4.构建计算思维评估体系，重视计算思维培养的有效性水平
在培养学生计算思维的过程中，要时刻关注他们思维方式方面出现的各种变化，这些变化一般都会体现在学生的行为上。在判断计算思维培养结果的过程中，要构建相应的评估体系，从而准确了解计算思维培养水平的高低。从国外的研究情况来看，研究人员构建了各式各样的工具来评估计算思维的培养水平，如总结性工具、技能转移工具、词汇评估等等，已经构建了一套成熟度相对较高的计算思维培养评估体系。与之相比，我国这一方面的研究还处于相对落后的状态。怎样确定能够得到广泛认同的、符合本国实情的以及可操作性较强的计算思维评价指标，选择什么样的评价工具，通过什么样的方法来对学生计算思维能力的强弱、教育效果的好坏来进行评估，探寻现阶段计算思维教育存在的根本性问题，这都是未来一段时期亟待解决的关键问题。
结语
计算思维是计算机技术不断发展而出现的新兴事物，经过长期的发展，已经由传统的计算机科学领域延伸到了其他领域，逐渐成了人们解决问题的重要方法之一。这种新型的方法是人类在计算机时代获得更好发展的重要支撑，所以人们对于计算思维的重视程度越来越高，逐渐成了一项最基本的技能。
但是通过对国内外有关计算思维研究成果的分析可以看出，与外国相比，我国在这一方面的研究还处于相对落后的状态，研究的深度也不足，无法对具体的实践教学形成指引。并且处于不同教育阶段的学生的计算思维学习效果也有着很大的差异，有必要采用差异化的教育方法，这些都是值得学术界重点关注的问题，只有通过这些问题的解决以及相关理论的完善，我国计算思维的教育才能迈上新的发展阶段。
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关键词：计算思维;计算机科学;信息技术;计算思维教育;编程教育
中图分类号：G633.67 文献标识码：A
一、计算思维的概念
1.计算思维定义
计算思维的概念起源于西方发达国家，英文名为“Computational Thinking”，形成于二十世纪八十年年代,1980年，美国著名学者Seymour Papert在其发表的《头脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》之后第一次提到了有关计算思维一词。在此之后，他又多次在研究中提到了这一概念，试图通过计算思维建立具有“阐述性”特征的几何理论，但是并没有对计算思维的内在含义进行详细、准确的说明。2000年，为了让人们能够更加深入的了解机器智能，Jeanette M.Wing发表了一篇名为《Compitational Thinking》的文章，文章中对计算思维进行了全面的介绍，这一思维方式是以计算机在处理能力方面的优劣势为基础的。并指出，计算思维简单而言就是通过计算机科学来解决各种问题、设计各种系统、理解人类各种行为的思维活动，为问题的解决提供新的思路，不仅能够让人们更好地了解计算机的本质，还能够打破“知识鸿沟”，使得计算机领域与其他领域研究人员能够进行更好的交流与分享。在此之后，学者们对于计算思维的重视程度持续提升，计算思维的研究也取得了一定的成果。
2.国内地位
从国内的情况来看，相关部门与机构对计算思维的内在含义、目标、培养机制等方面进行了比较全面的讨论，并组织了诸多与计算思维具有较高关联度的会议。2010年，C9高校联盟正式对外发布了《计算机基础教学发展战略联合声明》，该文件明确要求在未来阶段的计算机基础教学过程中，要将学生计算思维能力的培养作为教学的重点内容。2012年，教育部下发了第188号文件，文件中对多个大学计算机课程改革项目予以了批准，进一步明确了计算思维培养的重要地位，为未来将计算机课程改革指明了方向。2013年，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发表了一篇题为《计算机教学改革宣言》的文章，文章中指出，在开展大学计算机课程改革工作的过程中，要将计算思维作为重点关注的内容，利用对学生计算思维的培养来促进应用能力的有效增强。2017年，新修订的《普通高中信息技术课程标准》正式出台，该标准对信息技术学科核心素养的构成进行了详细说明，分别是信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任。通过对这些文件的分析可以发现，计算思维的培养已经成为大势所趋。
3.国外现状
2006年，Jeanette M.Wing在研究中对计算思维的内在含义进行了界定，在此之后，越来越多的国家、组织开始重视计算思维，并顺势推出了诸多有关计算思维的培养课程。
2011年，美国正式出台了《CSTA K-12标准（2011修订版）》，该文件初步构建了一个相对完整的计算机教育体系，计算思维也被囊括到了体系之中。从世界范围内来看，在计算思维教育与教学方面，英国与其他国家相比具有一定的优势。2012年，英国学校就按课程工作组CAS明确指出在学校计算机与信息技术课程中，要将计算思维作为重点关注的对象，在此之后，CAS于2014年提出了计算思维培养体系，对于中小学进行计算思维教育具有参考性意义，并且在该年度，英国还对教育制度进行了深入改革，明确要求只要学生的年龄超过5岁，就需要学习电脑程序编写的相关课程。随着计算思维的重要性愈发凸显，越来越多的国家开始将计算机纳入必修课程。例如芬兰、新西兰等国，都将计算机课程纳入了中小学的常规教学中，对于学生计算思维的形成具有重要的促进作用。
二、计算思维的组成部分
计算思维是通过计算机知识来解决问题的一种思维方式，在此之前，要对计算思维的内在含义形成正确的认识，只有这样，才能够基于问题的实际情况选择合适的方式来处理。本文以计算思维的个性特征为出发点来展开研究，具体包括以下五个方面。
1.分解
分解(Decomposition)就是将复杂程度较高的大问题拆分成多个简单的小问题，简单而言，就是复杂问题简单化。经过分解之后，在向他人解释问题的过程中，难度大幅降低。在分解问题的过程中，要基于相应的标准，不能根据主观意愿来进行，只有这样，那些复杂程度相对较高的问题才能被分解成若干个可以被解决的小问题，在完成拆分过程以后，这些小问题也具有自身的个性特征，甚至在某些情况下还会出现复杂程度依旧较高或解决难度很大的问题，针对这种情况，可以进一步细分。一般而言，人们往往会害怕那些复杂程度较高的问题，而对于那些复杂度较低的问题，人们通常会更有信心。在教学中，当要求学生设计一个电脑游戏时，学生可以将游戏分解成情节、人物和背景等，然后对每个部分分别进行设计。
2.模式识别
模式识别(Patterns)指的是生活中存在的各式各样的问题的表现形式具有一定的差异，但它们之间又存在着一定的相似之处，分析出各种问题之间存在的相同点，并以此为立足点进行闻一知十。简单而言，就是对问题进行充分的观察，找出其中存在的规律，并制定针对这类问题通用的解决方法。以数学为例，学生在计算矩形面积的过程中，可以利用绘制方格的方式来实现，但是这种方法也有其自身的局限性，无法适用于那些面积非常大或者非常小的矩形，针对这种情况，可以在计算矩形面积的过程中，找出其中存在的规律，并以公式的形式展现出来，从而提高面积计算的便捷性。
3.抽象化
抽象化(Abstraction)是计算思维要素最重要的组成部分之一，能够实现复杂问题的简单化，忽视那些无关痛痒的细节，降低理解事物的难度。通过忽略不必要的细节，深入了解问题的本质，找出解决问题的关键点。以学校课程表为例，其具有很强的抽象性特征，仅仅将课程、教学时间等关键信息显示了出来，并未对教学目标、教学计划等进行详细说明。
4.算法
算法(Algorithms)是计算思维中最重要的工具，可以将其视作为流程建设，是针对问题的解决而制定的具体步骤，按照步骤中的要求循序渐进的来解决问题。算法最终的目的是为人提供服务，其既能够服务于程序设计，还能够解决其他学科遇到的问题。以演奏音乐为例，在演奏过程中，要按照乐谱上的内容来进行，此时乐谱就相当于一种特殊类型的算法。
5.评估
评估(Evaluation)是在可能的情况下，以客观和系统的方式做出判断，是确保一个算法是最佳方案的过程。在具体评估过程中，要从整体出发，通盘考虑算法出现的各种可能性，进而制定出性质有效的策略来解决问题。同时还要保持严谨的心态，从而确保解决方案的质量、效率以及有效性处于比较高的水平之上。
学生在通过计算思维解决问题的过程中，第一步是学会思考，正确认识计算思维与解决问题之间的相互关系，通过对其具体掌握之后，才能在遇到问题时，使用计算思维去解决问题。
三、培养计算思维能力的方法
各式各样的计算思维培养方法其目的都是为了促进学习者计算思维能力的提升，基于此，国内研究人员以不同的角度为切入点，制定了多种有助于计算思维能力提升的具体手段，国内计算思维培养方法具体如下：
1.牟琴，通过“轻游戏”，培养计算思维能力。
2.宗伟伟，按学科知识设计并开发教学游戏。
3.梁艳瑞，使用App Inventor培养计算思维。
4.林旺等，应用软件培养计算思维。
5.高娇，在游戏化教学的过程中培养计算思维。
6.路艳丽等，使用案例式的教学培养计算思维。
7.刘瑜等，在建构主义理论的指导下，开展抛锚式和支架式教学方法。
8.王晓丹等，将计算思维的培养渗透到具体课程与教学过程中。
9.徐迎晓等，在跨学科课堂中培养计算思维。
10.陈宇峰等，利用启发式虚拟实验培养计算思维。
11.刘昕，在计算机课程的教学中采用以问题为中心的教学方式。
12.赵兰兰，运用Scratch软件培养中学生计算思维的研究。
13.姚天昉，在程序设计课程的实验过程中培养创新思维。
四、运用计算思维能力的教学方法
为了进一步推动计算思维能力的提升，国内诸多研究人员基于计算思维的个性特征，制定了一系列针对计算思维培养的特殊方法。
牟琴等在其研究中以计算思维的个性特征为出发点，对探究教学模式、自主学习模式以及任务驱动教学模式进行了有效整合，构建一套与计算思维培养相适应的特色教学模式。相较于传统教学模式，可以看出，在这些教学模式的作用之下，学习者的计算思维能力得到了大幅提升。
张蕾在其研究中将计算思维的知识、能力与实际教学整合成了一个有机的整体，通过创造问题情境的方式让学生进行自主学习，建立了一个针对计算思维的WPBL教学模式，经过长期实践，证明了在这一教学模式之下，学生的计算思维能力得到了有效增强。
刘君亮在其研究中将计算思维与混合学习模式结合在一起，建立一个与计算思维相适应的混合学习模型，并针对模型可行性水平的高低展开了研究。
韩秋枫在其研究中针对计算思维的个性特征，提出通过问题探究式教学模式来提升学习者的计算思维能力，该模式主要包括四个组成部分，分别是发现问题、自主分析、合作分析以及总结提升。
曾夏玲在其研究中针对计算思维的特殊性，以学生计算思维能力的培养为切入点，建立了一种新型的教学模式，即“轻游戏”模式，并且通过实际的教学证明了这一模式对于学生计算思维能力的提升具有重要的推动作用。
鲍宇在其研究中以计算思维存在的问题为立足点，建立引导式自主培养教学模型，引导学生借助计算思维来思考各个层次的问题，并通过对计算思维的追踪，推动学生计算思维能力的进一步增强。
通过对这些研究的分析可以发现，针对计算思维，大部分研究人员在建立教学模式的过程中，都将学生计算思维能力的培养摆在了最重要的位置，并且在教学活动中对计算思维的思想、方法进行了具体实践，利用对学生的引导，让学生主动、积极地参与到学习活动中，进而促进计算思维的形成。
五、为发展计算思维能力提供支持与建议
通过对比国内外有关计算思维的研究可以发现，国外在这一方面的研究已经具有一定的成熟度，而我国仍处于相对落后的状态，特别是在基础教育阶段，对于计算思维的重视水平相当低。尽管国内研究人员针对学生计算思维的培养制定了诸多的策略、方法，但是无论在普适性上还是在可推广性上，都处于相对较弱的水平。除此以外，对于计算工具的研发、应用以及评价等方面，国内学术界的研究还停留在初级阶段，在未来的一段时间内，要将这些方面作为研究的重点。从目前的情况来看，我国学生的计算思维能力还比较弱，针对这种情况，可以从以下几个方面来进行改善：
1.提高计算思维基础教育的重视程度，不断丰富计算思维的理论内容与实践经验
从世界范围内来看，绝大部分国家都将基础教育阶段作为计算思维培养的关键时期。就我国而言，2017年，教育部发布了《普通高中信息技术课程标准》的修订版，首次将计算思维纳入信息技术学科核心素养的范围之中。计算思维不是一朝一夕就可以形成的，只有经过大量系统的训练才能够获得。而处于基础教育阶段的学生，行为、习惯等尚未定型，接受能力也比较强，因此，要进一步加大在基础教育阶段进行计算思维的教育力度，让学生能够逐渐形成计算思维能力。但是如何将高等教育与计算思维教育衔接成一个整体，如何构建完善度水平较高的计算思维教育体系，成了现阶段亟待解决的重要问题。
2.借助Python编程语言教学，制定计算思维培养的具体方法
2016年，我国教育部向各大高校下发了《大学计算机基础课程教学基本要求》，指出要进一步提高Python语言在程序设计课程教学中的地位。2017年10月，教育部下发了《关于全国计算机等级考试（NCRE）体系调整的通知》，该文件也明确指出，在未来的计算机等级考试中，将会新增Python语言程序设计的相关内容。除此以外，东部沿海地区的一些省份、直辖市也在信息技术课程、高考内容中新增了Python编程的相关内容。由此可见，可以充分借助Python编程语言被引入课堂的机遇，制定出既能够提升学生计算思维能力，又能够实现大规模推广的教学方式。
3.重视各种计算工具的应用，为学生创造一个学习计算思维的条件
在培养学生计算思维的过程中，要同时兼顾系统性、持续性两个方面，学习环境的好坏对于学生学习的积极性具有重要影响。在计算机技术不断进步的背景下，各种对计算思维培养具有促进作用的技术算工具层出不穷，教学环境的建立也由此获得了有效的技术保障。从目前的情况来看，国外研究人员在开展计算思维的过程中，已经开始通过图形化/模块化编程语言、有喜欢编程环境等工具来进行，而我国与之相比则明显处于落后的状态，只有一小部分研究人员利用Scratch、App Inventor工具进行了计算思维培养的探索。学生个体之间在学习能力、学习基础方面有着一定的差异，基于此，在培养学生计算思维的过程中，要以学生计算机编程的基础出发，从Alice.Game Maker、Kodu、Minecraft、CargoBot、Toontalk等计算工具中，选择与之相适应的工具为学生创造一个学习计算思维的环境，为学生计算思维能力的提升夯实基础。
4.构建计算思维评估体系，重视计算思维培养的有效性水平
在培养学生计算思维的过程中，要时刻关注他们思维方式方面出现的各种变化，这些变化一般都会体现在学生的行为上。在判断计算思维培养结果的过程中，要构建相应的评估体系，从而准确了解计算思维培养水平的高低。从国外的研究情况来看，研究人员构建了各式各样的工具来评估计算思维的培养水平，如总结性工具、技能转移工具、词汇评估等等，已经构建了一套成熟度相对较高的计算思维培养评估体系。与之相比，我国这一方面的研究还处于相对落后的状态。怎样确定能够得到广泛认同的、符合本国实情的以及可操作性较强的计算思维评价指标，选择什么样的评价工具，通过什么样的方法来对学生计算思维能力的强弱、教育效果的好坏来进行评估，探寻现阶段计算思维教育存在的根本性问题，这都是未来一段时期亟待解决的关键问题。
结语
计算思维是计算机技术不断发展而出现的新兴事物，经过长期的发展，已经由传统的计算机科学领域延伸到了其他领域，逐渐成了人们解决问题的重要方法之一。这种新型的方法是人类在计算机时代获得更好发展的重要支撑，所以人们对于计算思维的重视程度越来越高，逐渐成了一项最基本的技能。
但是通过对国内外有关计算思维研究成果的分析可以看出，与外国相比，我国在这一方面的研究还处于相对落后的状态，研究的深度也不足，无法对具体的实践教学形成指引。并且处于不同教育阶段的学生的计算思维学习效果也有着很大的差异，有必要采用差异化的教育方法，这些都是值得学术界重点关注的问题，只有通过这些问题的解决以及相关理论的完善，我国计算思维的教育才能迈上新的发展阶段。
没有PDF文件供下载
