科学教育中的计算思维:理论框架与课程设计

摘要

计算思维(Computational Thinking)的培养在国外科学教育领域初见端倪,其中相关理论与课程实践还不成熟.该文从观念、思维和实践三个层面构建了科学教育的计算思维理论框架,层层递进.在观念层面计算作为认识论和方法论与科学具有本质联系,从而影响其思维层面的基本属性——抽象、模拟和自动化,这些思维属性体现在建模与模拟、数据收集与分析等科学实践上.然后,基于该理论框架,结合课程案例,从目标、内容和评价三个方面探讨了如何设计整合计算思维的科学课程.最后,在教育信息化2.0的时代背景下,为我国整合计算思维的科学课程的发展提出若干建议.