4、STEM驱动的计算机科学教育的变革与创新

STEM驱动的计算机科学教育的变革与创新

1. 核心思维概念解析

在当今的教育领域，多种思维方式对于培养全面发展的人才至关重要。计算思维涉及利用计算机科学的基本概念来解决问题、设计系统以及理解人类行为。设计思维则应被视为学校教育中的一种思维模式，有助于培养和发展21世纪每个学生的创造力与创新能力。

计算思维有两个层面的含义：一是设计计算以让计算机完成任务的心智技能和实践；二是将世界解释和理解为一个复杂的信息处理过程。STEM思维则是有目的地思考STEM概念、原理和实践与我们日常生活中使用的大多数产品和系统之间的联系。数据思维整合了计算思维、统计思维和领域思维。

ISTEMT是一种人类的思维和行为模式，通过解决需要综合计算、设计、数据驱动和科学思维等技能的复杂现实世界任务，来理解综合STEM的本质。而综合STEM - CS技能模型是ISTEMT概念模型的实际应用。在STEM的发展和相关研究方法中，计算思维（CT）和综合STEM（ISTEM）都被视为重要概念。并且，由于ISTEMT和智能教育的重要性以及它们之间的互补性，二者在某种程度上是等同的。

2. 情境模型定义研究方法

情境在发现模型和概念建模中是非常重要的属性。通过对相关文献的分析，得出以下关于情境的结论：
- 情境是一个多维类别，通常可能包括特定时间、物理条件、计算资源、用户、活动和社会等实体。
- 情境总是与一个实体相关联，描述实体情况的信息就是情境。之前讨论的一些概念和想法属于外部（广泛）情境。
- 情境通常是一个分层实体，因为许多组成部分在不同层次上构成其结构。如果要深入研究某个组成部分，其他部分可以作为其情境。
- 任何要研究的实体、