在当今数字驱动的世界中，在不断发展的技术环境中导航和发展的能力至关重要。随着技术创新不断重塑教育格局，教师必须为后代提供必要的技能，以便在数字环境中适应、创新和脱颖而出。在日益数据驱动的世界中，计算思维已成为解决复杂问题和做出明智决策的方法之一。这篇博客探讨了计算思维的概念，并强调了它在中小学教育中的关键作用。
定义计算思维
计算思维是一种解决问题的方法，其灵感来自计算机科学家几十年来使用的过程。它的核心是将复杂的问题分解为更小、更易于管理的组件、识别模式、设计算法以及采用逻辑思维来达成解决方案。计算思维鼓励一种结构化和系统化的问题解决方法，这在从科学和工程到日常生活的各个领域都很有价值。
斯德哥尔摩国际学校的迷雾机器人课程
计算思维的关键组成部分
分解：将问题分解为更小、更易于管理的子问题。
模式识别：识别问题中的相似之处和反复出现的主题。
算法思维：制定解决问题的分步计划。
抽象：从问题中删除不必要的细节，专注于基本组件。
逻辑推理：采用逻辑过程和规则来达成解决方案。
计算思维在机器人技术中的重要性
利用机器人技术在教育中引入计算思维的主要好处之一是，它能提高解决问题的能力。学生在练习分解和算法思维的过程中，会变得更善于剖析复杂的问题，并设计出结构化的解决方案。这些技能可用于工程、数学、物理等多个学科，使学生能够有效、有条不紊地应对挑战。有几种模式探讨了如何发展 其中一些专门针对机器人技术，例如下图所示的创造性计算问题解决（CCPS）模式。
资料来源 Chevalier, M., Giang, C., Piatti, A. et al. 通过教育机器人培养计算思维：创造性计算问题解决模式。IJ STEM Ed 7, 39 (2020).
CCPS 等模式非常强调解决问题过程中的创造性。这在机器人教育中至关重要，因为机器人教育往往需要创新的解决方案来应对复杂的挑战。通过培养创造力，机器人实践活动使学生能够更好地发散思维，开发出编程和设计机器人互动的新方法。
Blockly 的计算思维
市面上有许多编程语言和工具，但对于年轻学生来说，掌握它们可能非常具有挑战性，因为它们需要坚实的基础，而这通常需要数年时间才能开发。而那些没有编程经验的人，往往认为这是一个巨大的障碍。然而，使用像 Blockly 这样的工具，一个可视化的拖放界面，用户可以通过堆叠代表代码结构的块来创建程序。每个模块对应一个编程命令或逻辑，用户可以连接这些模块以创建机器人指令序列，使编程经验很少或没有编程经验的个人也可以构建机器人交互。
Blockly 和类似工具（如 Scratch）广泛用于教育环境中，用于教授编码概念，而无需关注基于语法的传统编程。通过亲身参与 Blockly，用户可以无缝掌握基本的编程概念，例如排序、循环和条件，这些概念对于机器人编程至关重要。
学生使用 Blockly 对 Misty II 进行编程
职业准备
随着就业市场的不断发展，许多职业现在需要一定程度的计算素养。在教育中引入计算思维和机器人技术使学生具有竞争优势，使他们为各种职业做好更好的准备，尤其是软件开发、信息技术、工程等 STEM 领域的职业。
结论
计算思维是一项基本技能，对于培养学生在数字世界中脱颖而出至关重要。通过培养解决问题的能力、提高数字素养、促进逻辑推理和提高职业准备，它为学生提供了在 21 世纪取得成功所需的工具。虽然将计算思维融入中小学教育存在挑战，但好处远远大于障碍，因此教育工作者和政策制定者必须优先考虑将其纳入课程。通过这样做，我们可以使子孙后代能够在数字时代茁壮成长，并以自信和能力为技术进步做出贡献。