美國高中計算機教育對我國相應(yīng)教育的啟示

　　摘 要：通過研究美國高中計算機教育對我國相應(yīng)教育的啟示，促進我國高中計算機教育的發(fā)展。介紹中美兩國中小學(xué)計算機教育發(fā)展的背景和過程，總結(jié)相關(guān)研究進展，描述中美兩國高中計算機教育框架的組成和目標(biāo)，分析比較兩國體系中核心概念和核心實踐的內(nèi)容。然后，介紹兩國高中課程標(biāo)準(zhǔn)，并以算法和程序?qū)崿F(xiàn)為例，分析兩國課程標(biāo)準(zhǔn)的異同。通過比較兩國大學(xué)先修課程的內(nèi)容、教學(xué)體系、結(jié)構(gòu)和評價方式，探討兩國高中計算機教育對大學(xué)計算機教育的影響以及未來兩國大學(xué)教育可能存在的差異。最后基于全文內(nèi)容，提出我國高中計算機教育發(fā)展的建議和期望。

　　本文源自楊曉春; 張錦; 蔡美玲; 胡子達; 陸玟冰， 軟件導(dǎo)刊 發(fā)表時間：2021-04-15《軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù)》是湖北省電教館與由湖北省信息學(xué)會聯(lián)合主辦的教育技術(shù)類全國公開刊物。作為業(yè)內(nèi)直接面向全國中小學(xué)信息技術(shù)教育的媒體，《軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù)》竭誠為中小學(xué)學(xué)科教師、網(wǎng)管人員、相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，大專院校教育技術(shù)專業(yè)師生，各級電教館工作人員，幼兒園教師提供從事信息技術(shù)教育的理論指南和實踐經(jīng)驗介紹。

　　關(guān)鍵詞：K-12 計算機科學(xué)框架;計算思維;普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn);高中信息技術(shù)教育;大學(xué)先修課程

　　0 引言

　　計算機科學(xué)是推動世界發(fā)展的技術(shù)、生產(chǎn)力和創(chuàng)新引擎，其思維方式、問題解決方式和創(chuàng)造方式極大地改變了我們的世界。隨著計算機科學(xué)影響的不斷深入，為適應(yīng)基礎(chǔ)教育的需求，21 世紀(jì)以來，中國和美國都發(fā)布了針對中小學(xué)教育的計算機科學(xué)框架。2000 年，我國教育部提出在中小學(xué)中普及信息技術(shù)教育[1]，同時發(fā)布的《小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要(試行)》指出中小學(xué)信息技術(shù)課程的主要任務(wù)為培養(yǎng)學(xué)生對信息技術(shù)的興趣和意識，讓學(xué)生了解和掌握信息技術(shù)基本知識和技能，了解信息技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用對人類日常生活和科學(xué)技術(shù)的深刻影響。通過信息技術(shù)課程使學(xué)生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應(yīng)用信息的能力，教育學(xué)生正確認(rèn)識和理解與信息技術(shù)相關(guān)的文化、倫理和社會等問題，負責(zé)任地使用信息技術(shù);培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)，把信息技術(shù)作為支持終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段，為適應(yīng)信息社會的學(xué)習(xí)、工作和生活打下必要的基礎(chǔ)[2]。2017 年，我國發(fā)布《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》，指出普通高中信息技術(shù)課程是一門旨在全面提升學(xué)生信息素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握信息技術(shù)基礎(chǔ)知識與技能、增強信息意識、發(fā)展計算思維、提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力、樹立正確的信息社會價值觀和責(zé)任感的基礎(chǔ)課程[3]。

　　2016 年 10 月，美國 K-12 計算機科學(xué)框架(K-12 Com? puter Science Framework)正式發(fā)布[4]，該框架在美國新版國家計算機科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上描述了計算機科學(xué)概念和實踐的主要集合。同年，美國在 K-12 計算機科學(xué)框架的基礎(chǔ)上發(fā)布了《CSTA K-12 計算機科學(xué)暫行標(biāo)準(zhǔn)》(簡稱 “K-12 暫行標(biāo)準(zhǔn)”)，其中規(guī)定了 K-12 計算機科學(xué)課程的一系列核心學(xué)習(xí)目標(biāo)。

　　針對兩國的計算機教育框架，國內(nèi)研究者進行了相關(guān)研究。盧蓓蓉等[5]介紹了美國框架的核心概念和核心實踐，并提出美國框架對我國的啟發(fā)是推進我國計算機科學(xué)教育應(yīng)提高中小學(xué)計算機科學(xué)課程地位，在學(xué)前教育中恰當(dāng)引入計算機科學(xué)教育，注重中小學(xué)計算機科學(xué)課程的系統(tǒng)性與實踐性，強調(diào)重視計算機科學(xué)教育研究及其成果的運用。趙中建等[6]以美國框架為基礎(chǔ)，梳理了計算機科學(xué)在美國成為一門正式學(xué)科的背景要素，同時詳細闡述了計算機科學(xué)在美國 K-12 階段的核心概念和核心實踐，介紹了美國中小學(xué)開設(shè)計算機科學(xué)課程的實施條件，并從宏觀角度提出美國框架的面世是信息社會技術(shù)發(fā)展的必然需求，是美國教育倡導(dǎo)公平的一項舉措;美國框架的面世符合作為一門學(xué)科存在的內(nèi)在要素和邏輯，并且源自于政府、企業(yè)和教育三方的合力，對中國中小學(xué)計算機教育有一定啟發(fā)。趙蔚等[7]通過解讀框架和梳理核心概念、核心實踐、實施過程，挖掘計算思維培養(yǎng)在中小學(xué)計算機科學(xué)教育中的重要性，以及科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(Science，Technology，Engineering，Mathematics，STEM)教育在節(jié)約時間與師資、減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負荷、強化知識技能等方面的作用，并在此基礎(chǔ)上提出該框架對我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的啟示是：融合 STEM 教育，拓展計算思維培養(yǎng)空間;多學(xué)段多年級聯(lián)動，構(gòu)建計算思維培養(yǎng)體系;創(chuàng)設(shè)仿真環(huán)境，完善計算思維培養(yǎng)過程。邱美玲等[8]深入分析和解讀了美國框架的背景、特點和主要內(nèi)容，并結(jié)合框架的特點和我國當(dāng)前中小學(xué)信息技術(shù)教育存在的問題，總結(jié)得出我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的努力方向，即注重對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，規(guī)范信息技術(shù)課程設(shè)置、評估與實施途徑，提升教師專業(yè)發(fā)展能力等。譚靜儀等[9]研究了兩國大學(xué)計算機先修課程的基本內(nèi)容及特點，并對比了中美兩國在計算機科學(xué)原理課程評估、目標(biāo)、內(nèi)容等方面的主要差異，指出我國大學(xué)先修課的問題，即計算機課程在我國先修課程體系中地位較低、計算機大學(xué)先修課程體系尚未統(tǒng)一、高校間對大學(xué)先修課的標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)分認(rèn)證機制未達成共識、線上考試分?jǐn)?shù)不具高說服力等。針對我國大學(xué)計算機先修課程制度的改革方向，譚靜儀等[9]提出教育部門需要提高計算機相關(guān)科目的地位，使之具備先修課考試資格，并且明確計算機先修課建設(shè)中不同主體(包括高校、高中、教育管理部門等)的職責(zé)，特別是需要完善學(xué)分互認(rèn)制度，理清大學(xué)計算機先修課程與高中信息知識體系之間的關(guān)系。

　　綜上所述，研究者們均對美國的計算機教育框架進行了詳細解讀，同時結(jié)合我國中小學(xué)計算機教育的實際情況，提出了提升計算機課程地位等決策層建議以及發(fā)展計算思維等宏觀理念，并對大學(xué)先修課程的發(fā)展提出了相應(yīng)建議，但是缺乏具體的兩國計算機教育的異同比較，以及高中與大學(xué)階段計算機教育銜接的分析。不同于以上研究者的工作，本文嘗試比較兩國計算機教育框架、計算機課程標(biāo)準(zhǔn)細節(jié)的異同，并以算法和程序?qū)崿F(xiàn)為例，詳細分析兩國高中課程標(biāo)準(zhǔn)中的具體差別，為高中計算機教育提出建議。本文還分析了兩國高中計算機教育對大學(xué)計算機教育的影響和挑戰(zhàn)，針對教育目標(biāo)、內(nèi)容和方式提出了相應(yīng)建議，以促進高中到大學(xué)計算機教育的順利銜接。

　　1 中美兩國計算機教育框架介紹

　　1.1 中美兩國計算機教育框架的目標(biāo)和組成

　　美國的框架為 K-12 學(xué)生提供了完整的計算機科學(xué)課程，并為課程實施奠定了基礎(chǔ)?？蚣苊鞔_定義了學(xué)生在 K12 教育的每個階段必須掌握的計算技能，從而使學(xué)生對計算機科學(xué)領(lǐng)域的“理解”和“能做”具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。該框架為標(biāo)準(zhǔn)和課程、專業(yè)發(fā)展以及計算機科學(xué)途徑的實施提供了信息。

　　美國 K-12 計算機科學(xué)框架[4]的目標(biāo)是使學(xué)生們能：① 批判地參與有關(guān)計算機科學(xué)主題的公開討論;②發(fā)展為計算機科學(xué)知識和工件的學(xué)習(xí)者、用戶和創(chuàng)造者;③更好地了解計算在他們周圍世界中的作用;④在其他學(xué)科和興趣中學(xué)習(xí)、執(zhí)行和表達自己。

　　美國的框架包括如圖 1 所示的核心概念和核心實踐，以適應(yīng)和補充廣泛采用的針對數(shù)學(xué)、科學(xué)和語言藝術(shù)等其他學(xué)科的教育框架，其是制定標(biāo)準(zhǔn)、評估課程、教師專業(yè)發(fā)展和課外計劃的全面指南[4]。在美國，該框架還將抽象的和領(lǐng)域通用的思想應(yīng)用于不同的核心概念，稱為跨領(lǐng)域概念，這些跨領(lǐng)域概念提供了跨不同核心概念的主題聯(lián)系[4]，包括：①抽象：將過程或一組信息簡化為一組重要特征以供計算使用的結(jié)果;②系統(tǒng)關(guān)系：系統(tǒng)的各個部分相互依存，并且出于共同目的而組織的關(guān)系;③人機交互：計算機技術(shù)的設(shè)計和使用，著重于人(用戶)與計算機之間的接口;④隱私和安全性：隱私是隔離信息并有選擇地表達信息的能力，安全是指圍繞信息系統(tǒng)的保障措施;⑤通信與協(xié)調(diào)：計算過程的特點是不同代理之間為實現(xiàn)共同結(jié)果而進行可靠的通信。

　　我國高中信息技術(shù)課程包括 4 個核心概念和 4 個核心素養(yǎng)。核心概念包括數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)和信息社會;核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任[3]。我國的框架中未詳細說明系統(tǒng)關(guān)系和人機交互這些跨領(lǐng)域概念，采用的名詞是信息技術(shù)，而不是計算機科學(xué)。兩者的差異在于：計算機科學(xué)是對計算機和算法過程的研究，包括原理，硬件和軟件設(shè)計、實現(xiàn)及其對社會的影響。雖然在全球范圍內(nèi)，信息技術(shù)一詞通常指計算的各個方面，以及其與當(dāng)今社會和數(shù)字平臺經(jīng)濟各個方面的集成。但在計算機教育體系中，信息技術(shù)被視為計算的一個子領(lǐng)域，是研究選擇、開發(fā)、應(yīng)用、集成和安全管理計算技術(shù)的系統(tǒng)方法，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)其個人、組織和社會目標(biāo)[10]。具體來說，信息技術(shù)通常與計算機科學(xué)重疊，但主要關(guān)注計算機科學(xué)的工業(yè)應(yīng)用，例如安裝和運行軟件，而不是創(chuàng)建軟件，而且信息技術(shù)專業(yè)人員通常具有計算機科學(xué)背景[4]。

　　1.2 核心概念和核心實踐比較

　　如表 1 所示，兩國的核心概念描述中有許多共同特征，但美國 K-12 框架的核心概念包括子概念，例如數(shù)據(jù)分析核心概念包括 4 個子概念：收集、存儲、可視化和轉(zhuǎn)換以及推理和模型;算法和程序?qū)崿F(xiàn)包含以下幾個子概念：算法、變量、控制、模塊和程序開發(fā)。在我國的框架中，核心實踐通過信息素養(yǎng)的 4 個部分進行解釋，其中信息意識是指個體對信息的敏感度和對信息價值的判斷力;計算思維是指個體運用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動;數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是指個體通過評估并選用常見數(shù)字化資源與工具，有效管理學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)造性地解決問題，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)，形成創(chuàng)新作品的能力;信息社會責(zé)任是指信息社會中的個體在文化修養(yǎng)、道德規(guī)范和行為自律等方面應(yīng)盡的責(zé)任[3]。

　　如圖 2 所示，計算思維是計算機科學(xué)實踐的核心，由實踐 3~6 闡述，而實踐 1、2 和 7 是計算機科學(xué)中獨立的、通用的實踐，可以補充計算思維[4]。每個核心實踐都包括概述、畢業(yè)時需要達到的目標(biāo)以及學(xué)生的發(fā)展過程。如表 2 所示，即使在文字描述上有所不同，兩國在核心實踐的制定上依然有著相同之處。

　　2 兩國框架對應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)比較

　　根據(jù)以上框架基礎(chǔ)，中美兩國設(shè)計了相應(yīng)的課程體系。

　　2.1 中美高中計算機課程標(biāo)準(zhǔn)

　　我國的課程是以模塊設(shè)計的，見表 3。其中，必修課程是全面提升高中學(xué)生信息素養(yǎng)的基礎(chǔ)。選擇性必修課程是根據(jù)學(xué)生升學(xué)、個性化發(fā)展需要而設(shè)計的，分為升學(xué)考試類課程和個性化發(fā)展類課程，分別包括 3 個模塊。選修課程是為滿足學(xué)生的興趣愛好、學(xué)業(yè)發(fā)展、職業(yè)選擇而設(shè)計的自主選修課程。為幫助實施課程標(biāo)準(zhǔn)，教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會[11]對普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)進行了解讀，闡釋了課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，并為每一個課程模塊提供了案例。

　　美國的 CSTA K-12 計算機科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)描述了一組核心學(xué)習(xí)目標(biāo)，旨在為完整的計算機科學(xué)課程及其在 K-12 級別的實施奠定基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)融合了 K-12 計算機科學(xué)框架的核心概念、子概念和核心實踐的內(nèi)容[12]。

　　2.2 中美課程標(biāo)準(zhǔn)中算法和程序?qū)崿F(xiàn)比較

　　在我國的課程標(biāo)準(zhǔn)中，算法和程序?qū)崿F(xiàn)屬于必修課程模塊 1：數(shù)據(jù)與計算。我國的課程內(nèi)容要求如下[3]：①從生活實例出發(fā)，概述算法的概念與特征，運用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡單算法;②掌握一種程序設(shè)計語言的基本知識，使用程序設(shè)計語言實現(xiàn)簡單算法，通過解決實際問題，體驗程序設(shè)計的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試與運行的方法;③通過人工智能典型案例的剖析，了解智能信息處理的巨大進步和應(yīng)用潛力，認(rèn)識人工智能在信息社會中的重要作用。

　　美國課程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分為 3A 級和 3B 級。3A 級是適用于所有高中學(xué)生的計算機科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，3B 級標(biāo)準(zhǔn)是適用于學(xué)習(xí)完所有高中必學(xué)的內(nèi)容后，還希望學(xué)習(xí)更多計算機科學(xué)課程的學(xué)生。

　　可以看到，兩國的課程標(biāo)準(zhǔn)中都強調(diào)依據(jù)解決問題的需要設(shè)計和表示算法，掌握程序設(shè)計語言，利用程序語言實現(xiàn)算法以解決實際問題。如表 4 和表 5 所示，兩國的不同之處在于：美國的課程標(biāo)準(zhǔn)在計算思維的培養(yǎng)方面，充分通過實踐活動全面培養(yǎng)學(xué)生的程序開發(fā)能力。其核心目標(biāo)的制定非常詳盡和具體，每一個核心目標(biāo)通過子概念和核心實踐進行闡述，基于此標(biāo)準(zhǔn)也較易于制定相應(yīng)的課程。核心目標(biāo)強調(diào)了算法和程序?qū)崿F(xiàn)的子概念包括算法、變量、控制、模塊化方法、程序開發(fā)的方法論?；谶@樣的基礎(chǔ)教育，未來學(xué)生無論成為計算理論科學(xué)家、設(shè)計開發(fā)計算工件工程師或消費者，都會對程序開發(fā)有著深刻的理解。此外，我國在必修課中要求學(xué)生理解人工智能，而美國只在專業(yè)課程或選修課程中要求學(xué)生理解人工智能。

　　3 兩國大學(xué)計算機科學(xué)先修課程介紹

　　中美兩國的課程體系均鼓勵學(xué)校提供額外的中學(xué)計算機科學(xué)課程，以便感興趣的學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)計算機科學(xué)，為進入大學(xué)或職場做好準(zhǔn)備。

　　3.1 兩國大學(xué)先修課程介紹

　　中國教育學(xué)會聯(lián)合高等教育出版社共同發(fā)起并組織實施了“中國大學(xué)先修課程(Chinese Advanced Placement， CAP)試點項目”。CAP 提供了計算機基礎(chǔ)與前沿科目的基礎(chǔ)課程，包括語言設(shè)計和大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程，但沒有與之對應(yīng)的考試[13]。北京大學(xué)考試院支持建設(shè)了中國大學(xué)先修課程(Advanced Pre-University Courses，AC)，在全國部分中學(xué)選修課體系內(nèi)開設(shè)大學(xué)程度的選修課[14]。美國的計算機大學(xué)先修課程包括計算機科學(xué) A(Computer Science A)和計算機科學(xué)原理(AP Computer Science Principles，AP CSP)。 AP CSP 是在美國國家科學(xué)基金會、50 多所領(lǐng)先高中以及高等計算機科學(xué)教育者的大力支持下創(chuàng)建的，其介紹了計算機科學(xué)的基本概念，以及計算和技術(shù)是如何影響世界的。該課程專注于創(chuàng)造性地解決問題以及計算機科學(xué)的實際應(yīng)用，為學(xué)生進入大學(xué)或職場做好準(zhǔn)備。

　　該課程的目的是培養(yǎng)計算機科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，同時吸引那些缺乏必要計算工具和多學(xué)科學(xué)習(xí)機會的學(xué)生參與學(xué)習(xí)。AP CSP 以非常詳細和特定的方式描述了知識點和技能，其圍繞 7 個概念展開：創(chuàng)造力、抽象、數(shù)據(jù)和信息、算法、程序?qū)崿F(xiàn)、互聯(lián)網(wǎng)和全球影響力。AP CSP 代表了大學(xué)對計算機科學(xué)的介紹，并影響了 K-12 計算機科學(xué)框架的發(fā)展;K-12 計算機科學(xué)框架的許多作者和顧問都參與了 AP CSP 的開發(fā)。表 6 和表 7 分別描述了 AP CSP 和 K-12 在實踐和概念上的內(nèi)容。

　　由加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的《計算的美與樂》(TheBeauty and Joy of Computing，簡 稱 BJC)是 AP CSP 課 程 之一。超過 90 所大學(xué)表示支持該課程，因為學(xué)生們較容易獲得學(xué)分[15]。AP CSP 考試采用包括多項選擇和自由回答的筆試方式，重視學(xué)生對于程序設(shè)計理念的掌握，而不是細枝末節(jié)的語法知識。目前，我國還沒有像美國 AP CSP 考試那樣成熟的方法，但可以學(xué)習(xí)借鑒相關(guān)評價方法，例如 BJC 課程為教師發(fā)展提供了材料和教學(xué)方法[15]。表 6 和表 7 的內(nèi)容對于我國設(shè)計大學(xué)先修課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)和評價方法有一定啟發(fā)作用。

　　3.2 先修課程對大學(xué)教育的影響

　　大量研究表明，美國先修計算機科學(xué)考試的成績與學(xué)生入學(xué)后的表現(xiàn)呈正相關(guān)，這意味著先修課程為后續(xù)大學(xué)學(xué)習(xí)打下了良好的知識、計算思維和方法論基礎(chǔ)。而目前我國的先修課程側(cè)重于傳授知識，例如最新的大綱中包括了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)知識。課程評價方法包括筆試和上機測試，暫時無法為大學(xué)教育提供具有參考意義的判斷方法[9]。我國需要建立一個更完善的計算機先修課程體系，改善課程目標(biāo)、內(nèi)容和評價方法，并重視發(fā)展學(xué)生良好的計算機思維能力，從而為其大學(xué)生涯奠定良好的基礎(chǔ)。

　　除了大學(xué)先修課程，美國的 CS for All 課程提供了高質(zhì)量的項目促進高中計算機教育的發(fā)展，對我國教育工作者具有啟發(fā)意義[16]。眾所周知，計算機科學(xué)是促進世界發(fā)展的技術(shù)，也是創(chuàng)新的引擎。計算機先修課程除了可以幫助未來選擇計算機相關(guān)專業(yè)的學(xué)生打好基礎(chǔ)，對需要利用計算機作為工具的其他專業(yè)學(xué)生也有著非常重要的作用。因此，我國需要在高中計算機教育期間進行更多基礎(chǔ)性工作。一方面，幫助學(xué)生奠定計算機科學(xué)知識的基礎(chǔ)，另一方面培養(yǎng)學(xué)生運用計算機科學(xué)思維方式解決問題的能力。當(dāng)學(xué)會使用計算機科學(xué)作為學(xué)習(xí)和表達的工具后，學(xué)生們將具備足夠的計算思維能力，成為計算機技術(shù)的用戶和創(chuàng)造者。目前我國高中計算機教育發(fā)展不平衡，導(dǎo)致大一學(xué)生信息素養(yǎng)差異較大，增加了大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育的難度。如果我國高中計算機教育能同時重視基礎(chǔ)知識的傳授和思維能力的培養(yǎng)，計算機先修課成績便可以為大學(xué)教育提供具有參考意義的判斷基礎(chǔ)，也可以實現(xiàn)中學(xué)與大學(xué)計算機教育的良好過渡，降低大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育的難度，為學(xué)生迎接新的挑戰(zhàn)提供更多空間。對教師而言，減少目前偏重基礎(chǔ)知識的課程內(nèi)容是大學(xué)計算機基礎(chǔ)課教育的新挑戰(zhàn)，例如從賦能其他專業(yè)的角度開設(shè)計算機課程，從而為非計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生的未來發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

　　4 對我國計算機教育的建議

　　結(jié)合上述內(nèi)容，本文認(rèn)為，我國高中計算機教育在理念和方法方面有很多與美國體系接近的地方。與美國高中計算機教育相比，我國計算機教育可以進一步提升。此外，Papert[17]認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種重建，而不是知識的傳播，他提到學(xué)習(xí)的有效性體現(xiàn)在學(xué)習(xí)者在從事某種活動的過程中構(gòu)造有意義的產(chǎn)品上。筆者認(rèn)為，Papert 的建構(gòu)主義理論可以用來幫助調(diào)整我國高中計算機教育框架設(shè)計。

　　首先，調(diào)整計算機教育框架的宏觀設(shè)計，使其更具有可讀性和易理解性，并促進包括中學(xué)教師在內(nèi)的更多人參與其中。例如使用易于理解的語言描述 4 個核心概念和 4 個核心素養(yǎng)的定義。

　　其次，在課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計上注重細節(jié)的描述，解決目前普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)由于解釋不夠明晰、未考慮實際教學(xué)情況而存在的指導(dǎo)性不足問題。此外，為系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，還需要增加程序開發(fā)的方法論內(nèi)容，并增設(shè)軟件開發(fā)和抽象實踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計。

　　5 結(jié)語

　　本文基于計算機教育框架和課程標(biāo)準(zhǔn)，分析中美高中計算機教育的異同以及對大學(xué)教育的影響，得出發(fā)展我國高中計算機教育的建議。針對目前高中計算機教師面臨的教育教學(xué)問題，未來筆者會嘗試與高中教師合作探討設(shè)計高中計算機教育教師指導(dǎo)，以彌補現(xiàn)有普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性不足的缺陷。同時計劃為高中計算機教師提供持續(xù)性專業(yè)發(fā)展支持，如指導(dǎo)教師學(xué)習(xí)計算機相關(guān)課程以及開展教育教學(xué)討論等工作。