10.27学习笔记
作者：互联网
Computational Thinking: What and Why?
•计算思维与逻辑思维和系统思维重叠。
它包括算法思维和并行思维，而并行思维又涉及到其他类型的思维过程，如组合推理、模式匹配、程序思维和递归思维。
•计算思维中最重要、最高级的思维过程就是抽象过程。抽象用于定义模式、从实例进行泛化和参数化。它用来让一个物体代表多个物体。它被用来捕捉一组对象的基本属性，同时隐藏它们之间不相关的区别。
•日常生活中的计算思维：流水线，散列，分类。
•计算思维的好处：1让我们能够了解问题的哪些方面可以计算
2让我们能够评估计算工具和技术之间的匹配性，并理解计算工具和技术的局限性和威力
3让我们能够将计算工具或技术应用于新的用途
4让我们能够认识到以新的方式使用计算的机会
5让我们能够在任何领域应用例如分而治之的计算策略
•专业人士：
1将新的计算方法应用于他们的问题
2重新制定问题以适应计算策略
3通过分析大数据发现新的“科学”
4提出因规模而没有想到或不敢问的新问题，易于计算解决
5用计算术语解释问题和解决方案
•计算思维不仅仅是或全部关于计算。通过提高和加强智力技能，能够将计算思维转移到任何领域的教育益处。
Computational Thinking
•计算思维建立在计算过程的能力和限制之上的，无论这些过程是由人还是由机器执行的
•两个问题：1.人类能比计算机做得更好吗？2.计算机能比人类做得更好吗？
最根本的问题是：什么是可计算的？
•计算思维是递归思维。这是并行处理。
•计算思维是在攻击一个大型复杂任务或设计一个大型复杂系统时使用抽象和分解。
•计算思维对其他学科有影响，例如，机器学习改变了统计学；计算生物学正在改变生物学家的思维方式等等。
•计算思维的特点：
1概念化，而不是编程。需要多层次的抽象思维。
2基本技能，不是死记硬背的技能。
3一种人类而不是计算机思考的方式。
4补充结合数学和工程思维。计算机科学天生依赖数学思维，形式基础建立在数学之上。本质上借鉴了工程思维。
5想法，不是人工制品。计算概念，不仅仅是软件硬件产品。
6为每个人，任何地方。
•两个重要信息
1智力上具有挑战性和有吸引力的科学问题仍有待于理解和解决。我们的领域和解决方案仅限于我们自己的领域和解决方案；
2一个人可以主修计算机科学，然后继续从事医学、法律、商业、政治、任何类型的科学或工程，甚至艺术。
•向所有人学习掌握，普及计算思维。
促进计算思维发展的教学设计华东师范2019
·写作思路：
研究背景（计算思维、STEM教育、STEM教育与计算思维能力培养）
概念界定（计算思维、STEM教育、计算思维与STEM课程中学科的联系）
研究内容、研究问题、研究思路、研究方法、研究现状
理论基础
必要性分析（培养计算思维能力的必要性、在STEM课程中培养计算思维能力的必要性）
教学模型建构
教学设计（目标设计、资源设计、策略设计、活动设计、过程设计、评价设计、总框架）
实验设计、过程、结果分析
总结与展望
•2006年，Jeannette M. Wing 的一篇开创性的论文中提到计算思维的概念，她认为“计算思维需要通过借鉴计算机科学的基本概念来解决问题，设计系统和理解人类的行为”。她的观点为人与计算机之间的关系提供了新的视角，并引发了一系列关于计算思维的研究。
•2011 年美国国际教育技术协会（ISTE）联合计算机科学教师协会（CSTA）对计算思维进行了操作性定义，将利用计算思维解决问题的过程分为6 个：明确问题、分析数据、抽象、设计算法、评估最有方案、迁移解决方法，并对计算思维中包含的9 个核心概念及影响计算思维的5种态度因素进行了详细的解释。
•英国的CAS 工作小组（Computing at School Working Group）发布的《教师计算思维指南》中指出计算思维是逻辑能力、算法能力、递归能力和抽象能力的体现。
美国麻省理工MIT实验室的Karen Brennan 和Mitchel Resnick基于Scratch 教学实践，将计算思维从实践的角度分为计算概念、计算实践、计算观念14。中国学者王飞跃基于Karen Brennan 和Mitchel Resnick的观点，将计算思维概括为以抽象、算法和规模为特征的解决问题的思维方式。
综上所述，计算思维是一种特殊的解决问题的思维方式。是一种广义的计算思维，不止步于计算科学，是一种有效利用系统方法，制定解决方案并进行问题解决的思维活动。计算思维能力是指在应用系统方法研究和解决问题以及学习知识过程中顺利进行思维所应有的个性心理特征，通俗的来说就是有效利用系统方法，制定解决方案并进行问题解决的水平。
•计算思维技能分为：创造力、算法思维、协同、批判性思维、问题解决。
•计算思维的一般过程，简述:
在涉及解决复杂问题时，将问题分解为一系列易于管理的小问题（分解），然后单拎出其中一个小问题，考虑解决问题的具体步骤，并进行一定的概括，接下来设计解决每个小问题的规则或步骤，并用计算机实现（算法思维），接下来将调试这些规则或算法以找到最优方式（评估），最后总结该问题的一般方法（抽象）。
•计算思维与STEM课程中学科的联系：
计算思维，数学思想和工程虽然源于不同的学科，但都可以是解决问题的方式。因此将计算思维融入STEM课程中具有可行性。
研究内容：构建基于高中STEM编程课程的计算思维培养的教学模型。进行教学设计。
•研究问题：
1）如何将计算思维的五个要素（分解、概括、算法、评估、抽象）融入到高中STEM编程课程的教学中并构建模型？
2）基于高中STEM编程课程以促进计算思维发展的教学设计是否能够提高学生的计算思维能力？
3）教学设计是否能够提升学生的课堂表现？
•研究思路：
•准实验研究是采用一定的操控程序，利用自然场景，灵活地控制实验对象的一种研究方法。
•研究现状：研究发展、筛选文献
•理论基础：“从做中学”理论、建构主义理论
•计算思维三维框架：该框架涉及三个关键维度：计算概念、计算实践和计算观念。
我国学者王旭卿进行本土化探索与研究：
•教学过程
计算思维微认证的设计与应用 2020华东师范
•写作背景：
研究背景（K-12计算思维评价发展的困境、新形态微认证）
概念界定（计算思维、微认证）
国内外研究现状
研究目标、研究内容、研究思路、研究方法
计算思维的分解与测评
计算思维微认证的实现、实践应用
总结与展望
•计算思维的概念原型最早由Papert提出，不过当时还被称为“程序思维”。Papert明确地指出程序思维是一种强大的智力工具，是计算机时代文化背景下产生的计算素养，这一素养不仅仅指如何编程和怎样使用计算工具，更包含知道什么时候适合使用这些手段。到了 2006 年，周以真正式地提出了计算思维的概念，她认为计算思维是指通过计算科学的基础概念进行问题解决、系统设计以及人类行为理解等一系列体现计算机科学领域宽度和广度的思维活动，是每个人应具备的一项基本能力。
•微认证
是由多人合著的对学习者在正式或非正式学习活动中完成任务的学习证明，是依据实践成果对各项独立、明确、具体的能力的评估。
特点：能力导向、有研究支持、个性化、面向需求、可分享
•微认证给传统专业化方法下无法认证或者评估的计算思维提供了一种呈现方式，可以实现对计算思维的分维度评价，促进学习者个性化发展。
•微认证强调通过证据驱动的方法来加强评估实践，透明，标准证据明确，评测的结果更有价值。
•徽章融入课程可以激励学习者不断学习，强烈的目标意识和自我管理感
•塑造了更灵活的学习途径和轨迹
•计算思维发展是一个持续性的过程，微认证可以充当学习者计算思维成长档案袋的角色
标签：思维,10.27,研究,笔记,STEM,学习,计算,设计,问题 来源： https://www.cnblogs.com/zhangxue2020/p/14012275.html