兒童計算機教育改革：美國深入邏輯思考層面,中國止於工具使用

近來全球最重要的教育變革之一，就是很多國家開始重新規劃本國的兒童計算機教育，並將編程教育放到計算機教育的核心位置。雖說各國都在大力推進兒童計算機教育，但各國之間差別很大。 小編將帶大家讀懂中美兩國在兒童計算機教育改革上有何不同，畢竟，兒童計算機教育改革關乎你我（的後代）。

通過對比美國CSTA 在2016年發布的《K-12計算機科學框架》和中國在2016年發布的《信息技術課程標準》中的中小學部分，我認為在兒童計算機教育改革的推行中，美國是在新路上全力出擊，而中國是在老路上保守跟進。

層次一：整體認知差異

中美在兒童計算機教育改革上的差異首先體現在認知層面，對計算機教育的整體認知不同，教學導向上有質的差別。

美國：深入邏輯思考層面，帶領學生構建計算思維

美國CSTA（即美國計算機科學教師協會），在2016年推出的《K-12計算機科學框架》中明確提出了「計算思維」的概念，計算思維是把計算機科學延伸到所有學科領域的一種問題解決方式，是通過獨特的方法分析問題，並形成計算化的解決方案。這些方法強調抽象思維、自動化和分析。通俗一點，就是學會像計算機科學家一樣思考問題，用計算機所能有效執行的方式對問題進行表述並提出解決方案。

美國CSTA認為計算思維是計算機科學在廣泛學科領域中應用的核心要素。「計算思維是計算機科學在廣泛學科領域中應用的核心要素。」這句話的重大意義是什麼呢？

首先，它指出了計算思維的通用性，計算思維完全不局限於計算機相關領域，而是可以應用到其他所有學科，通過運用計算化的思維方式找到全新的解決方案。

例如，用計算思維的方式有效比較羅馬帝國的崛起和蒙古人的擴張，在這個過程中，學生需要選擇適當的變數來衡量國力，設計合理的計算方法對變數進行處理（往往是一個演算法），以及設計恰當的演示方法對。

其次，它明確了兒童計算機教育的核心，不是教授各種各樣的計算機使用技巧，也不是教授深奧的計算機理論，而是帶領學生構建起紮實的計算思維。當然，要構建紮實的計算思維需要習得一定的操作技能並理解計算機科學的核心概念。

中國：止於工具使用層面，培養學生綜合信息素養

相比之下，中國教育部門對計算機教育的理解還停留在工具使用層面，相應地，教學目標是教學生如何更好地利用信息技術和信息。

2016年中國發布新的《信息技術課程標準》，其主要教學目標是，讓學生掌握基礎的信息技術知識和技能（多為操作技能），培養學生良好的信息素養，把信息技術作為支持終身學習和合作學習的手段。

新課標對兒童計算機教育的理解是十分落後的，為什麼呢？

第一，它對兒童計算機教育的理解停留在使用信息工具層面，沒有從計算機科學中提煉出計算思維，並將其擴展到廣義的邏輯思考方式層面，而計算思維恰恰是將計算機教育的成果無限放大的催化劑；

第二，沒有強調讓學生掌握計算機科學的核心概念（演算法、編程、數據等），而是花費大量時間傳授簡單的操作技能（滑鼠、輸入法、繪圖工具等），撿了芝麻，丟了西瓜。

敢問在幼兒園寶寶都能熟練使用微信的情況下，類似使用滑鼠、輸入法、exel簡單操作等技能還需要專門上課來學習么？

層次二：教學內容差異

教學內容呈現巨大差異，美國力推編程內容，中國培訓操作技能

前面講到了中美兩國的教育政策制定者對兒童計算機教育的整體認知的差異，正所謂，失之毫釐，差之千里，當整體認知層面的差異擴展為具體教學內容層面的差異時，差別之大，孰優孰劣，不言自明。

美國：「演算法和編程」內容是主角

在CSTA課程標準（即《K-12計算機科學框架》）中，「演算法和編程」是課程標準的主角，相應地也會是實際教學內容的主角。

為什麼說「演算法和編程」是CSTA課程標準的主角呢？在回答該問題之前，我們先來看一下CSTA課程標準的整體框架。

根據年級和難度差異，CSTA標準 將K-12階段的計算機科學課程分為3個等級，Level 1-3，其中 Level 1 分為 Level 1A、Level 1B； Level 3 又分為 Level 3A，Level 3B。

CSTA課程標準等級-年級-年齡對應表

CSTA課程標準分核心概念和核心實踐兩部分，核心概念側重知識內容，核心實踐注重學生行為。核心概念分為5個方面：演算法和編程、計算機系統、數據和分析、計算機的影響、網路和互聯網；核心實踐分為7個部分：培養包容的計算文化、圍繞計算機展開合作、確認並定義計算問題、發展和使用抽象思維、創造計算機作品、測試並改善計算機作品、關於計算機的交流。

CSTA課程標準中的「核心概念」和「核心實踐」

CSTA課程標準圍繞核心概念和核心實踐，在各個Level上都有對應的具體要求，我們通過比較不同核心概念對應的要求數量來看看各部分所佔的比重，我們選取中小學對應的部分（即Level1A-Level2）進行具體說明。

CSTA課程標準數量分布表（Level1A-Level2）

從上表很容易可以看出，有關」演算法和編程」的課程標準要求，在3個不同的Level中都佔了1/3以上甚至接近1/2的比重。按照這個標準，美國孩子從幼兒園就開始學習演算法和編程了，而且，關於演算法和編程的學習要求十分明確，並非只是讓學生們聽聽看看而已，而是要完成明確的編程任務的。

CSTA K-2 學段部分編程相關標準細則

我們能看到，CSTA K-2 學段標準已經涉及到很多計算機科學最基礎關鍵的概念，如"拆解問題、邏輯分析和梳理、變數賦值、控制語句、構建演算法 " 。

這些看似深奧的概念，在限定難度後，孩子理解或者模仿起來並不難，通過完成一個個小任務，孩子們能夠逐步構建起計算思維，學會像計算機科學家一樣思考和解決問題。

中國：強調簡單的操作使用

按照中國2016年《信息技術課程標準》，當美國孩子學習變數賦值，控制語句時，中國孩子還在學習什麼是主機、什麼是顯示器；當美國孩子學習自己編寫程序來完成小任務時，中國孩子還在學習怎麼使用Word、Exel，怎麼上網搜索和下載文件。

在中國2016年《信息技術課程標準》小學階段標準中，共有7個模塊內容，其中僅有模塊7「LOGO繪圖」涉及非常淺的編程內容，而且模塊7還不是硬性要求，是可有可無的。

中國2016《信息技術課程標準》小學階段

前6個模塊的20條標準細則中，16條都是有關計算機操作使用的，而且需要強調一下，是非常簡單的操作使用。

例如模塊4「用計算機作文」的具體要求為：（1）掌握一種文字處理軟體的基本操作。（2）學會文章編輯、排版和保存的基本方法。（3）學會插入圖片、藝術字（美術字）和表格。簡言之，就是學習使用Word。

簡單的操作技能需要專門開課進行教學么？

顯然不需要，在現有的計算機普及的情況下，多數城鎮學生應該都無須專門學習輸入法、鍵盤操作、滑鼠操作、上網搜索這些操作技能了，在日常的生活中就已經能夠學會了。至於像 Word、Exel、PPT等常用軟體的操作也多屬於記憶性學習，隨時隨地都能學，早學一會晚學一會也不會差別很大。

在智能時代，想要理解和充分運用不斷出現的新事物，無人機、無人駕駛、智能機器人、機器學習、虛擬現實等等，首先是要具備系統化的計算機科學的核心知識，即演算法、編程、數據、計算機系統、網路和互聯網等。因此，強調操作技能的課程標準是根本不符合智能時代學生們真正的教育需求的。

結論

美國兒童計算機教育改革，理論依據紮實充分，明確提出計算思維的重要性；教學導向目標明晰，帶領學生構建計算思維；教學內容系統性強，緊緊圍繞計算機科學核心概念展開。

中國兒童計算機教育改革，依然著眼於如何讓學生們更好地利用信息工具和信息，視角落後；教學內容理論性弱，缺乏計算機科學核心概念知識，單方面強調操作使用，引導作用小。

兒童計算機教育改革，美國是在新路上全力出擊，中國是在老路上保守跟進。