计算思维培养中教育者的角色分析-基于ISTE《教育者计算思维能力标准》的解读与启示

1、    计算思维培养中教育者的角色分析基于iste教育者计算思维能力标准的解读与启示    4 设计者：设计和组织创造性活动计算思维赋能给学生运用计算思维和计算设备去设计、组织创造性活动，以激发学生学习的兴趣和信心。作为“设计者”，教育者应积极创建有意义的计算学习体验和环境，帮助学生提升计算思维能力，具体需做到：设计计算思维活动，提升学生获取、分析和表征数据的能力，支持学生在不同领域学习并解决问题；结合生活实际问题设计学习活动，这些学习活动要超越课堂之外，能够解决现实世界中的真实问题，教育者要引导学生遵守社会道德规范，运用设计思维、信息技术知识来解决问题

2、；鼓励学生了解不同群体的文化观念，坚持以人为本的设计理念，开发具有可用性、实用性的计算工件；创建包含计算科学和计算思维的课程模块、课程规范和课堂文化，发挥学生的主动性和创造力，重视并鼓励不同的观点表达。在2017年、2018年教育者标准中，教育者作为“设计者”的角色定位大致相似：强调学生学习的主动性，教育者要从知识灌输者转为学习资源提供者，为学生设计学习活动提供相关的学习资源，鼓励学生进行探究式学习；强调设计思维的重要性，设计的学习活动要能全面锻炼学生的计算思维、问题解决、创造性表达等能力；强调以人为本的设计原则，要求设计过程、设计作品既具有个性化特点，又能够解决现实社会问题。在计算思维的培养

3、过程中，作为“设计者”的教育者应注重为学生提供设计活动的管理框架，帮助学生自主进行探究式学习。5 促进者：跨学科整合计算思维在不同学科领域，计算思维都是一种基础能力，教育者需运用计算思维促进学生学习目标的达成。教育者作为“促进者”，需将计算思维整合到跨学科领域的学习中，培养每个学生在生活情境中应用计算思维的能力，具体需做到：评估计算思维课程、资源、工具的实用性，为学生提供具有文化适切性和反思性的课程，以满足不同学生的个性化学习需求；赋权给学生选择能够反映自身经验或兴趣的计算项目；采用多样化的教学方法，帮助学生运用计算思维或算法步骤解决问题；建立评估计算思维学习实践的标准，使用形成性和替代性评估

4、，使学生能够展示他们对计算思维实践和概念的理解。总体来看，在2017年、2018年教育者标准中，教育者作为“促进者”的角色均强调赋权给学生，给予学生更多的选择权和自主权。不同的是，2017年教育者标准提出教育者要创造一些对学生具有挑战性的学习机会，促使学生运用计算思维来解决问题；而2018年教育者标准进一步细化了如何运用计算思维的操作过程，并提出计算思维的培养要考虑文化因素、建立反思性学习、满足学生个性化需求。值得一提的是，2018年教育者标准还指出教育者作为“促进者”应帮助残障人士进行学习，展现出了计算思维能力所要求的包容性。四 2018年教育者标准对我国的启示我国虽于2014年制定了中小学

5、教师信息技术应用能力标准（试行），但相较于英、美等发达国家，我国对教育者教育技术标准的理论和实践研究尚不成熟，存在重知识技能的学习而轻计算思维的培养、教师专业素养不高、信息技术与课程整合欠缺等问题。2019年3月，教育部发布关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见，指出“信息技术运用能力是新时代高素质教师的核心素养，要全面促进信息技术与教育教学融合创新发展，提升教师信息化教学能力”15。随着人工智能时代的到来，信息技术再次引领了学习方式的变革，计算思维能力的重要性日益凸显。在2018年教育者标准中，“学习者”、“领导者”角色符合数字时代教师专业发展的要求；“协作者”、“设计者

6、”角色强调在培养学生计算思维的过程中，要发挥教师的主动性、创造性作用；“促进者”角色则体现了教师帮助学生发展的“脚手架”作用这些针对教育者的不同角色定位，可为我国计算思维教育提供一定的启示。1 国家层面加强顶层设计，制定计算思维能力标准正如2018年教育者标准所言：“世界各地的领导者和教育者都有责任让所有学生为未来的成功做好准备，计算能力是我们日常生活中各方面综合素养的基础”16，教师应确保每个学生都能理解并运用计算思维来提高他们在学业或职业生涯中成功的机会。教育者计算思维能力标准既是将计算思维有效整合到学科课程学习中的顶层设计，也是计算思维教育教学体系形成和发展的指南。基于此，我国应尽早根据

7、计算思维教育的实际情况和学生的学习特点，设计并构建计算思维能力培养的指导和评估框架，并制定相关的计算思维能力标准。2 作为“学习者”和“领导者”，教师需不断提升专业素养作为“学习者”，教师需不断加强对计算思维的训练和学习，既要了解关于计算思维的教育理念和知识、学习关于计算思维的教学策略，也要不断提升计算思维课程的整合和教学能力，还要有效评估学生计算思维的学习效果，并根据评估结果设计教学活动、改进教学策略。而作为“领导者”，教师需具备组织和引导学生运用计算思维解决问题的能力，在课堂教学中要关注每一位学生的学习状况，并能够根据不同学生的特点设计适宜的学习活动；同时，要充分鼓励学生积极参与问题解决的

8、讨论和实践，使所有学生都能有公平参与学习实践的机会；此外，教师还要加强家校合作，和家长一起共同引导学生认识计算思维与社会发展的关系、遵守相应的社会道德规范。3 作为“设计者”和“协作者”，教师需不断加强合作学习作为“设计者”，教师不能只重视知识技能的传授，而忽视学习过程中对学生计算思维能力的培养；要将计算思维过程纳入教学框架，根据学生已有的知识经验设计教学内容和教学活动；在学生设计作品时，要引导学生坚持“以人为本”的设计理念，鼓励学生思考何种作品能够最大程度地满足人们的需要并节约成本，帮助学生创造性地解决问题。而作为“协作者”，教师要加强与同行、学生之间的合作学习；与学生在课堂教学中处于平等地

9、位，协助学生围绕学习目标开展合作探究活动；在布置和分配任务时，要考虑任务或问题的挑战难度，鼓励生生之间相互合作；教师与教师之间要组成学习共同体，加强合作学习，共同探讨课程内容、教学设计和文化差异等问题，以不断提高教学质量。4 作为“促进者”，教师需不断提高跨学科整合能力作为“促进者”，教师要帮助并促进学生在不同学科领域的学习。目前，计算思维己被广泛应用于数学、生物学、计算机科学、语言学等学科领域，并取得了良好的学习效果。如libeskind-hadas等17提出了一个biocomp模型，用以指导学生在生物学课程中运用计算思维和编程逻辑来解决生物学问题，结果发现学生的学习效率和学习兴趣得到了显著

10、提升。因此，计算思维能力的培养需要教师提高跨学科整合的能力，并对已有的教学资源和学习环境进行评估，以尽可能地满足学生的学习需求，为他们提供跨学科课程所需的学习机会和学习支持；同时，要允许学生根据自己的兴趣和特长自主选择学习内容，鼓励学生尝试在不同学科领域中运用计算思维解决问题，帮助学生设计他们认为有意义的项目或作品。此外，教师还需建立一套评估计算思维跨学科学习的标准体系，用以分析、判断学生的学习成效，并针对学生在学习中存在的问题予以反馈和解答，据此及时调整、改进自己的教学策略。参考文献：1朱珂，贾鑫欣.stem视野下计算思维能力的发展策略研究j.现代教育技术，2018，（12）：115-121

11、.2吴忭，王戈.协作编程中的计算思维发展轨迹研究基于量化民族志的分析方法j.现代远程教育研究，2019，（2）：76-84、94.3committee for the workshops on computational thinking，national research council. report of a workshop on the scope and nature of computational thinkingr. washington，dc：national academies press，2010：3-6.4papert s a. mindstorms：children

12、，computers，and powerful ideasm. new york：basic books，1980：285-286.5wing j. computational thinking and thinking about computingj. philosophical transactions of the royal society a：mathematical，physical and engineering sciences，2008，（1881）：3717-3725.6wing j m. computational thinking：what and why？ol.&l

13、t;https：/7iste and csta. operational definition of computational thinking for k-12 educationol.<https：/8berland m，wilensky u. comparing virtual and physical robotics environments for supporting complex systems and computational thinkingj. journal of science education and technology，2015，（5）：628-6

14、47.9李墨.美国国家教师教育技术标准的演变及启示j.集美大学学报（教育科学版），2014，（4）：5-8.10陈维维，沈书生.美国国家教师教育技术标准的演变j.现代教育技术，2009，（6）：14-18.11李锋，王吉庆.计算思维教育：从“为计算”到“用计算”j.中国电化教育，2015，（10）：6-10、21.12grover s，pea r d. computational thinking in k-12：a review of the state of the fieldj. educational researcher，2013，（1）：38-43.1316iste. standards for educators-computational thinking competenciesol.<https：/14iste. standards for educatorol.<https：/15教育部.教育