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摘要：对计算思维概念本质与结构框架的提炼是计算思维教授策略的基础。文章以皮亚杰认知发展阶段论的儿童思维发展逻辑为框架基础，划分计算思维培养的四阶段：实体感知与行为互动中的前计算思维阶段、符号象征与任务驱动中的计算思维准备阶段、逻辑推演与思维抽象中的计算思维形成阶段及假设推理与形式运演中的计算思维发展阶段。根据各阶段儿童认知心理与行为特点的不同设定相应的教学方式与策略：以实物感知与实体操作浸润前计算思维阶段、以逻辑任务与人机交互贯穿计算思维准备阶段、以图形化编程与计算参与助力计算思维形成阶段、以学科领域延伸与深度逻辑推理渗透计算思维发展阶段。
关键词：计算思维;皮亚杰;培养阶段;认知发展;教授方式
中图分类号：G434
文献标识码：A
计算思维作为21世纪学生必备的一项技能，自提出以来便广受各界关注。教育信息化蓬勃发展、智能教育如火如荼开展的先决条件为计算思维的教授与培养提供了良好的硬件环境与软件基础。外界商业刺激、面向未来社会人才需求都为计算思维的培养与发展提供了有力的外在助推，技术的魅力不在于技术本身而在于技术的使用，如何有效使用外在因素推动计算思维的内在培养是目前教育领域迫切需要解决的问题。计算思维的提出最早可追溯到人工智能教育先驱西蒙·派珀特（Seymour Papert），而时至今日，人们对他的技术助学思想仍未彻底理解及有效践行;周以真（Jeannette M.Wing）教授关于计算思维的新视界将计算思维推向了更为宽广的研究与应用领域，同时也将社会各界对计算思维的探讨上升到思维认知层面。教育是装备下一代劳动力的重要方式，课堂教学成为推广普及计算思维的主阵地。而计算思维应该教授什么、如何教授等方法策略层面的问题仍未深入开垦，有待深耕。如今，计算思维已不是一个新鲜的名词，但其抽象性的内涵本质为其实践推进带来了诸多阻碍，如何将其与教学及生活实践接轨以使计算思维从幕后走到台前、从思维活动反射出行为活动，需要一定的教授方法作为枢纽。计算思维的培养不可一蹴而就，应是逐渐推进的阶段性过程。对计算思维培养进行阶段划分、明晰各阶段的儿童思维特点及教授策略，是计算思维教授的先行之举。
一、计算思维概念的产生及发展
对计算思维内涵本质的理解与提炼是实施相应教授策略的前提与基础。计算思维（ComputationalThinking，简称CT）的雏形见于麻省理工学院教授西蒙·派珀特1 980年的著作Mindstorms： Children，Computers，and Powerful Ideas中，在此，派珀特首次提出计算思维并将其阐述为儿童在通过计算机学习时所训练与培养的思维技能[1];2006年，周以真教授在美国计算机权威杂志Communieations of the ACM发表了Computational Thinking一文，以颠覆性的视角给计算思维以全新的定义，并奠定了之后计算思维研究与实践的基调。周以真教授将计算思维定义为运用计算机科学基础概念求解问题、设计系统和理解人类的行为，并描述了计算思维具有概念化、基础化、以人类为思维主体、强调数学与工程思维的互补融合、强调思维特点及面向所有人及所有领域等六大特性[2]。这为计算思维赋予了思想高度的灵魂，由此引发了此后计算思维研究的热潮;随后几年间周以真教授基于时代背景的更新及教育需求的变化不断丰富与深化计算思维的理论及实践内涵;2008年，她将对计算思维的认识整合到科学、技术与社会三方驱动的背景之下，对计算思维内涵的主要组成（如抽象与自动化等概念）进行了详细探讨，列举了相关应用领域的实施案例，体现出计算思维的“无所不在”性，并厘清了计算、计算技术以及计算思维的概念边界，计算思维是希望学习者像计算机科学家一样思考而不是像计算机一样思考，应该在利用好计算工具的同时更好地理解与践行计算思维理念[3];2010年在智能人机协作时代前奏之下，周以真将计算思维阐述为制定问题及其解决方案所涉及的思维过程，以便于解决方案以一种可以有效地由信息处理代理执行的形式来表示。这些解决方案可以由人、机器或人和机器结合的方式执行[4]。 2011年，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会（CSTA）等制定了K-12教育中计算思维的操作性定义，认为计算思维作为解决问题的过程，具备但不限于以下特征：能够使用计算机和其它工具来帮助解决问题;逻辑地组织和分析数据;通过模型和模拟等抽象来表示数据;通过算法思维自动化解决方案;确定、分析和实施可能的解决方案，实现步骤和资源最有效的组合;概括问题解决过程，并用于各种各样的问题上。相对于其它的定义，操作性定义指出了培养计算思维的倾向性态度，包括：处理复杂性的信心;坚持不懈地处理困难问题;对歧义的容忍;处理开放式问题的能力;与他人沟通和合作以实现共同目标或解决方案的能力[5]。这从计算思维操作者的角度出发，不仅将计算思维的聚焦点放在问题解决的过程，同时也关注了学习者的情感态度以及思维中的“人”性层面，为理解计算思维提供了不同的维度。
在此基础之上，计算思维教育实践逐步走向落地，各研究者对计算思维的教学框架与实践推进进行了诸多探讨，其中最具影响力的当属伯南与雷斯尼克（Karen Brennan
关键词：计算思维;皮亚杰;培养阶段;认知发展;教授方式
中图分类号：G434
文献标识码：A
计算思维作为21世纪学生必备的一项技能，自提出以来便广受各界关注。教育信息化蓬勃发展、智能教育如火如荼开展的先决条件为计算思维的教授与培养提供了良好的硬件环境与软件基础。外界商业刺激、面向未来社会人才需求都为计算思维的培养与发展提供了有力的外在助推，技术的魅力不在于技术本身而在于技术的使用，如何有效使用外在因素推动计算思维的内在培养是目前教育领域迫切需要解决的问题。计算思维的提出最早可追溯到人工智能教育先驱西蒙·派珀特（Seymour Papert），而时至今日，人们对他的技术助学思想仍未彻底理解及有效践行;周以真（Jeannette M.Wing）教授关于计算思维的新视界将计算思维推向了更为宽广的研究与应用领域，同时也将社会各界对计算思维的探讨上升到思维认知层面。教育是装备下一代劳动力的重要方式，课堂教学成为推广普及计算思维的主阵地。而计算思维应该教授什么、如何教授等方法策略层面的问题仍未深入开垦，有待深耕。如今，计算思维已不是一个新鲜的名词，但其抽象性的内涵本质为其实践推进带来了诸多阻碍，如何将其与教学及生活实践接轨以使计算思维从幕后走到台前、从思维活动反射出行为活动，需要一定的教授方法作为枢纽。计算思维的培养不可一蹴而就，应是逐渐推进的阶段性过程。对计算思维培养进行阶段划分、明晰各阶段的儿童思维特点及教授策略，是计算思维教授的先行之举。
一、计算思维概念的产生及发展
对计算思维内涵本质的理解与提炼是实施相应教授策略的前提与基础。计算思维（ComputationalThinking，简称CT）的雏形见于麻省理工学院教授西蒙·派珀特1 980年的著作Mindstorms： Children，Computers，and Powerful Ideas中，在此，派珀特首次提出计算思维并将其阐述为儿童在通过计算机学习时所训练与培养的思维技能[1];2006年，周以真教授在美国计算机权威杂志Communieations of the ACM发表了Computational Thinking一文，以颠覆性的视角给计算思维以全新的定义，并奠定了之后计算思维研究与实践的基调。周以真教授将计算思维定义为运用计算机科学基础概念求解问题、设计系统和理解人类的行为，并描述了计算思维具有概念化、基础化、以人类为思维主体、强调数学与工程思维的互补融合、强调思维特点及面向所有人及所有领域等六大特性[2]。这为计算思维赋予了思想高度的灵魂，由此引发了此后计算思维研究的热潮;随后几年间周以真教授基于时代背景的更新及教育需求的变化不断丰富与深化计算思维的理论及实践内涵;2008年，她将对计算思维的认识整合到科学、技术与社会三方驱动的背景之下，对计算思维内涵的主要组成（如抽象与自动化等概念）进行了详细探讨，列举了相关应用领域的实施案例，体现出计算思维的“无所不在”性，并厘清了计算、计算技术以及计算思维的概念边界，计算思维是希望学习者像计算机科学家一样思考而不是像计算机一样思考，应该在利用好计算工具的同时更好地理解与践行计算思维理念[3];2010年在智能人机协作时代前奏之下，周以真将计算思维阐述为制定问题及其解决方案所涉及的思维过程，以便于解决方案以一种可以有效地由信息处理代理执行的形式来表示。这些解决方案可以由人、机器或人和机器结合的方式执行[4]。 2011年，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会（CSTA）等制定了K-12教育中计算思维的操作性定义，认为计算思维作为解决问题的过程，具备但不限于以下特征：能够使用计算机和其它工具来帮助解决问题;逻辑地组织和分析数据;通过模型和模拟等抽象来表示数据;通过算法思维自动化解决方案;确定、分析和实施可能的解决方案，实现步骤和资源最有效的组合;概括问题解决过程，并用于各种各样的问题上。相对于其它的定义，操作性定义指出了培养计算思维的倾向性态度，包括：处理复杂性的信心;坚持不懈地处理困难问题;对歧义的容忍;处理开放式问题的能力;与他人沟通和合作以实现共同目标或解决方案的能力[5]。这从计算思维操作者的角度出发，不仅将计算思维的聚焦点放在问题解决的过程，同时也关注了学习者的情感态度以及思维中的“人”性层面，为理解计算思维提供了不同的维度。
在此基础之上，计算思维教育实践逐步走向落地，各研究者对计算思维的教学框架与实践推进进行了诸多探讨，其中最具影响力的当属伯南与雷斯尼克（Karen Brennan