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一、教育計算思維的本質(zhì)主線：理論推演、實踐案例【教育數(shù)字思維的本質(zhì)主線：理論推演、實踐案例】
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二、教育框架與案例——教育計算思維的視角【教育框架與案例——教育數(shù)字思維的視角】
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三、教育案例匯編——教育計算思維的視角【教育案例匯編——教育數(shù)字思維的視角】
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四、教育計算思維、計算思維教育
1、“計算思維本質(zhì)”（“數(shù)字思維本質(zhì)”）
面向當前數(shù)字化計算時代的“計算思維本質(zhì)”，即“計算機CPU平臺的0/1的語言”隱喻“人腦平臺的字符/非字符的語言”（也即“人機隱喻”）。
2、“計算思維本質(zhì)”默認是“0/1數(shù)字化計算思維本質(zhì)”，并且隱喻“字符/非字符化計算思維本質(zhì)”
上述本研究選用的計算思維的本質(zhì)，體現(xiàn)了“計算思維本質(zhì)”默認是“0/1數(shù)字化計算思維本質(zhì)”、并且隱喻“字符/非字符化計算思維本質(zhì)”。此思路需要先有全面系統(tǒng)的計算機“0/1數(shù)字”知識作為基礎(chǔ)，再去隱喻人腦習(xí)慣的“字符/非字符”知識，所以比較適合計算機專業(yè)人士。
“0/1數(shù)字化”，即，“0/1這一數(shù)字語言”靜態(tài)隱喻“人類所有的字符/非字符的語言”。靜態(tài)隱喻，主要是指盡少考慮隱喻隨時間空間的變化、隨過程狀態(tài)的變化。例如，“0/1數(shù)字化計算”領(lǐng)域，ASCII國際標準編碼中，“0/1語言的00110001”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的1”、“0/1語言的00110010”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的2”，“0/1語言的00101011”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的+”，“0/1語言的00101101”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的-”，等等。
偏向靜態(tài)的“0/1數(shù)字化”，進而可以擴展偏向動態(tài)的“0/1數(shù)字化計算思維”。即，“0/1這一數(shù)字語言”靜態(tài)隱喻“人類所有的字符/非字符語言”之后，進一步實現(xiàn)動態(tài)隱喻。動態(tài)隱喻，主要是指需要考慮隱喻隨時間空間的變化、隨過程狀態(tài)的變化。例如，上述“0/1語言的00110001”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的1”、“0/1語言的00110010”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的2”，“0/1語言的00101011”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的+”，“0/1語言的00101101”靜態(tài)隱喻“人類字符/非字符語言的-”，但是：
?1+1=2是不應(yīng)該無休止地靜態(tài)隱喻下去了，而需要基于“靜態(tài)隱喻”進而“動態(tài)隱喻”，實現(xiàn)（00110001即1）（00101011即+）（00110001即1）=（00110010即2）這一動態(tài)隱喻過程，等等。
?2-1=1也是不應(yīng)該無休止地靜態(tài)隱喻下去了，而需要基于“靜態(tài)隱喻”進而“動態(tài)隱喻”，實現(xiàn)（00110010即2）（00101101即-）（00110001即1）=（00110001即1）這一動態(tài)隱喻過程，等等。
?也即，基于偏向靜態(tài)的“0/1數(shù)字化”，進而擴展了偏向動態(tài)的“0/1數(shù)字化計算思維”?！?/1數(shù)字化”屬于“0/1數(shù)字化計算思維”的最本質(zhì)基礎(chǔ)的一個部分。
3、“計算思維本質(zhì)”：也可默認是“字符/非字符化計算思維本質(zhì)”，反向隱喻“0/1數(shù)字化計算思維本質(zhì)”
上述本研究選用的計算思維的本質(zhì)，體現(xiàn)了“計算思維本質(zhì)”也可默認是“字符/非字符化計算思維本質(zhì)”，然后反向隱喻“0/1數(shù)字化計算思維本質(zhì)”。此思路比較適合非計算機專業(yè)人士。
?例如，上述的ASCII國際標準編碼中，“人類字符/非字符語言的1”反向靜態(tài)隱喻“0/1語言的00110001”， “人類字符/非字符語言的2”反向靜態(tài)隱喻“0/1語言的00110010”，“人類字符/非字符語言的+”反向靜態(tài)隱喻“0/1語言的00101011”，“人類字符/非字符語言的-”反向靜態(tài)隱喻“0/1語言的00101101”，等等。
?再例如，1+1=2是不應(yīng)該無休止地反向靜態(tài)隱喻下去了，而需要基于“反向靜態(tài)隱喻”進而“反向動態(tài)隱喻”，實現(xiàn)（1即00110001）（+即00101011）（1即00110001）=（2即00110010）這一反向動態(tài)隱喻過程，等等。
?再例如，2-1=1也是不應(yīng)該無休止地反向靜態(tài)隱喻下去了，而需要基于“反向靜態(tài)隱喻”進而“反向動態(tài)隱喻”，實現(xiàn)（2即00110010）（-即00101101）（1即00110001）=（1即00110001）這一反向動態(tài)隱喻過程，等等。
4、“計算思維本質(zhì)”：物性與人性統(tǒng)一、“計算世界重要性”與“人腦世界重要性”統(tǒng)一
業(yè)界認為，“計算機CPU的0/1數(shù)字化計算思維”最能隱喻人腦思維，但也必須注意到人機隱喻的一些缺陷，例如，計算機是“0/1語言”的二進制電路組成的物性的機器，人是“字符/非字符語言”的神經(jīng)系統(tǒng)組成的人性的生物體，所以，“計算思維本質(zhì)”必須物性與人性統(tǒng)一。
業(yè)界認為，“計算機CPU的0/1數(shù)字化計算思維”最能隱喻“人腦思維”，所以，必須“計算世界重要性”與“人腦世界重要性”統(tǒng)一。例如：人腦世界有多廣泛，計算機CPU世界也就基本可能有多廣泛；人腦世界有多復(fù)雜，計算機CPU世界也就基本可能有多復(fù)雜；人腦世界能有多少功能，計算機CPU世界也就基本可能能有多少功能。應(yīng)該“計算機CPU世界”≈ “人腦世界”，而不應(yīng)該“計算機CPU世界”<“人腦世界”；應(yīng)該“計算機CPU世界”可以應(yīng)用于“人腦世界的任何領(lǐng)域”，而不應(yīng)該“計算機CPU世界”只是“人腦世界的一個小領(lǐng)域”。
5、?“計算思維本質(zhì)”→“計算思維”
上述計算思維的本質(zhì)，與業(yè)界一般認為2006年Wing J. M.正式提出的“計算思維”、“計算思維的6個判定標準”是基本吻合的：1.是概念化，不是程序化；2.是根本的技能，不是機械的技能；3.是人的思維，不是計算機的思維；4.是數(shù)學(xué)和工程思維的互補與融合，不是純數(shù)學(xué)；5.是思想，不是人造物；6.是面向所有的人面向所有的領(lǐng)域，不是僅面向計算機僅面向定量的領(lǐng)域。
上述計算思維的本質(zhì)，與計算機科學(xué)教師協(xié)會提出的政策性的CSTA 2011計算思維定義也是基本吻合的：“Computational thinking is thus a problem-solving methodology that can interweave computer science with all disciplines, providing a distinctive means of analyzing and developing solutions to problems that can be solved computationally（計算思維是計算機科學(xué)與所有學(xué)科交織在一起，計算方式地解決問題）” 。即，“人機隱喻”吻合CSTA 2011計算思維定義中“計算機科學(xué)與所有學(xué)科交織在一起”；“計算機CPU平臺的0/1語言”隱喻“人腦平臺的字符/非字符語言”，吻合“計算方式地解決問題”。
上述計算思維的本質(zhì)，與計算思維的各種視角的研究，也是基本吻合的。
注：“計算思維”，嚴格地說應(yīng)該是“計算這一思維方式”（此時，“計算”偏名詞）；而不是“對思維進行計算”（此時，“計算”偏動詞，已經(jīng)不是計算思維的本意）。
6、?“計算思維本質(zhì)”→“計算思維教育的本質(zhì)”
基于上述“計算思維本質(zhì)”，可以推演“計算思維教育的本質(zhì)”。
“計算思維教育的本質(zhì)”是“(0/1數(shù)字化)計算思維教育的本質(zhì)”的簡稱，即，“計算機CPU硬件平臺0/1的語言”隱喻“人腦平臺的字符/非字符的語言”這一計算思維本質(zhì)及其擴展，被用作教育的內(nèi)容。也即，學(xué)習(xí)者與教育者互動，掌握計算思維內(nèi)容，學(xué)習(xí)者然后將計算思維內(nèi)容，應(yīng)用成為各種領(lǐng)域的方法。
近年來，關(guān)于“計算思維教育”的研究報道日益增多，雖然本研究面向“教育計算思維”，而非面向“計算思維教育”，但是“計算思維教育”與“教育計算思維”之間，自然存在的內(nèi)容與方法的統(tǒng)一性，是本研究必須遵循的基本原則之一。
此外，如果自然科學(xué)不分國界的視角，值得思考借鑒的是，美國的國家科學(xué)基金會NSF 2021年《Research on Emerging Technologies for Teaching and Learning》提案中，特意強調(diào)不資助基于傳統(tǒng)教育方法論的各種計算科技的教育研究，那么，如果只是傳統(tǒng)教育方法的“計算思維教育”相關(guān)的研究，應(yīng)是不屬于NSF資助考慮范圍的。
7、?“計算思維本質(zhì)”→“教育計算思維的本質(zhì)”
基于上述“計算思維本質(zhì)”，可以推演“教育計算思維的本質(zhì)”。
“教育計算思維的本質(zhì)” 是“教育(0/1數(shù)字化)計算思維的本質(zhì)”的簡稱，即，“計算機CPU平臺0/1序列的語言”隱喻“人腦平臺的字符/非字符的語言”這一計算思維本質(zhì)及其擴展，被用作教育的方法。也即，教育者將自己已經(jīng)掌握的計算思維內(nèi)容，應(yīng)用成為教育領(lǐng)域的方法，教育者與學(xué)習(xí)者互動。
近年來，“計算教育學(xué)”的研究報道日益增多，這與教育計算思維的重要性也是吻合的。
此外，如果自然科學(xué)不分國界的視角，值得思考借鑒的是，美國的國家科學(xué)基金會NSF 2021年《Research on Emerging Technologies for Teaching and Learning》提案中，特意強調(diào)大力資助教育與計算機科學(xué)整合的新興教育方法論的研究，那么，“教育計算思維”相關(guān)的研究，應(yīng)是屬于NSF資助考慮范圍的。
8、?“計算思維教育”與“教育計算思維”的內(nèi)容與方法的統(tǒng)一性
本研究主要面向“教育計算思維”，不過因為“教育計算思維”與“計算思維教育”之間內(nèi)在的邏輯統(tǒng)一，所以也涉及“計算思維教育”。這與軟件領(lǐng)域“C--(ASM匯編)/C/C++/C++++(C#)這些源語言”（方法），自舉開發(fā)“C--(ASM匯編)/C/C++/C++++(C#)這些源語言的編譯器”（內(nèi)容），也是異曲同工的。
