STEM与计算思维/中国STEM教育2029行动计划丛书

本书主要就“STEM计算 思维”教育，从理解本质和 特征属性、掌握解决问题的 实践案例入手，深刻剖析 STEM中计算思维培养的路 径和策略，带领大家在掌握 、理解、控制和体验中，创 造性地理解和使用承载计算 思维的技术、工具和方法。 全书从STEM教育视角分析 STEM教育跨学科、整合性 、挑战性的特征，分析了 STEM教育中的设计方法和 基于支架的学习过程，阐释 了计算思维与STEM整合过 程中对科学、技术、工程与 数学的作用，提出了一 个“STEM计算思维项目设计 与实施”的模型，提供了丰 富多样的模型实现案例。本 书结构层次清晰，逐层递进 ，有助于教师在教学实施中 将计算思维应用于STEM教 育中。

于晓雅，博士，北京教育学院信息科学与技术教育学院副教授，创客教育研究中心主任，综合课程教研室主任。中国教育学会中小学信息技术教育专业委员会常务理事，北京市教育学会创造教育研究专业委员会副理事长。长期从事信息技术学科课程研究和教师培训及专业发展标准研制工作。近年来致力于信息技术与教育教学融合、STEM和创客教育等教学方式变革及创新课程开发与实施。负责多项国家和省部级课题，主持信息技术学科创新平台、人工智能教育特级教师工作室、STEM卓越教师工作室和信息素养提升协同创新学校计划等中小学教师继续教育项目，受聘担任国内多个地区的课程指导专家。发表中英文论文30余篇，出版国家级教材、论著等6部，获得省部级教育教学成果奖一等奖1项。

第一章 计算思维：智能时代问题解决的基本能力 第一节 理解计算的本质 一、计算领域的发展 二、计算原理和性质 三、计算和计算思维 第二节 理解计算思维 一、计算思维的提出 二、计算思维的概念 三、计算思维的操作性定义 第三节 计算思维的实践 一、计算思维实践的依据 二、计算思维是考虑应用场景的实践 三、计算思维是生活问题的形式化描述 四、计算思维是从特殊到一般的问题解决 五、编程是计算思维学习的重要途径 第四节 面向计算思维的教育 一、智能时代呼唤计算思维教育 二、计算思维教育的核心内容和实施策略 三、计算思维教育的目标：用计算思维学习和思考 四、计算思维教育的评价 本章小结 本章回顾与反思 第二章 从技术实现到素养培育：指向计算思维教育的 STEM 项目设计 第一节 从技术应用到素养导向的计算思维教育 一、课堂技术学习和计算思维培养映射引导 二、计算思维“应用—修改—创作”三阶段进展模式 三、《ISTE教育者计算思维能力标准》助力计算思维培养 四、从技术学习到核心素养培育的计算机科学教育 案例 第二节 指向核心素养的STEM教育 一、知识、技能、能力和素养 二、STEM教育是指向能力和素养的教育 三、STEM项目式学习的问题驱动 四、STEM是基于课程标准的内容设计 五、STEM是基于学习支架的探究过程 第三节 计算思维和STEM课程的整合 一、STEM项目中的计算思维培养 二、计算思维与STEM中的科学思维 三、计算思维与STEM中的工程思维 四、计算思维与STEM中的数学思维 五、计算思维与STEM中的人文艺术思维 六、计算思维与人工智能思维 第四节 “STEM 计算思维”项目设计与实施模型 一、基于计算思维的问题求解步骤 二、计算思维问题求解模型中的思维关联 三、“STEM 计算思维”问题求解模型 四、“STEM 计算思维”项目实践 本章小结 本章回顾与反思 第三章 用计算思维思考和学习：STEM项目问题解决新途径 第一节 STEM项目式学习与计算思维问题解决