8、以课堂实践为“思考工具”：职前教师计算思维培养探索

以课堂实践为“思考工具”：职前教师计算思维培养探索

1. 构建主义与计算思维基础

在学习过程中，人工制品或“思考工具”起着关键作用，它连接了感官知识与抽象知识，也连接了个人世界与社会世界。当人工制品与共享理解通过表征和解释的循环相结合时，就构建了共享知识。通过围绕自己或他人的人工制品进行对话，能够促进共享理解的发展，并为新理解奠定基础。构建主义意味着一个构建的过程，既包括构建人工制品，也包括构建新的理解。

计算思维的概念源于Papert的研究，他提出计算机可以成为儿童通过编程发展程序思维的工具。直到2006年，Wing发表开创性文章，计算思维才受到广泛关注。Wing将计算思维定义为在配备计算设备的情况下，利用计算机科学的基本概念来表述和解决问题的思维过程。其核心要素包括：
| 要素 | 定义 |
| ---- | ---- |
| 抽象 | 减少不必要的细节，突出相关细节，使过程更简单易懂 |
| 算法思维 | 设计逐步解决问题的方案 |
| 分解 | 将复杂问题分解为可管理的小问题 |
| 泛化 | 寻找一类问题的通用方法 |
| 调试 | 识别、消除和修复错误的技能 |

此外，还有一系列被认为对计算思维发展至关重要的倾向或态度，如Brennan和Resnick提出的计算实践和计算视角。计算实践包括迭代和增量、测试和调试、重用和混合、抽象和模块化；计算视角则涉及学生对自己、与他人的关系以及周围技术世界的理解。

目前已经提出了一些计算思维的实施框架，大部分针对中学和高等教育，少数针对小学。在小学课堂中，常用编程工具如Scratch来提供计算思维的学习机会。然而，职前小学教师在这方面受到的关注