让计算思维为智能时代的教育赋能*——ISTE《计算思维能力标准（教育者）》解读及启示

于 颖 谢仕兴

（1.曲阜师范大学 传媒学院； 2.曲阜师范大学 工学院，山东日照276826）

近年来，大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术对人类生产生活产生了变革性的影响， 智能时代已经来临[1]。 为与智能时代相适应，学校教育应如何应对？ 自2016 年以来，为适应智能时代教育与技术的不断发展，国际教育技术协会（International Society for Technology in Education， ISTE）分别对先前所发布的面向学生、教育者、教育领导者以及教练员的各项标准，进行了修订[2]。 ISTE 认为，修订后的标准可以为世界各地的教育者和教育领导者进行大胆革新，提供发展框架和路线图，帮助他们重新思考教与学的方式，使其通过教育技术的有效融合，重新设计智能时代的学校和教室，构建智能化的学习环境。

在众多标准之中，ISTE 于2018 年发布的《计算思维能力标准（教育者）》（以下简称《标准》）值得关注[3]。 该《标准》是首个以计算思维命名的能力标准，目的是通过计算思维与K-12 所有学科的融合，提升教育者的计算思维能力， 进而支持学生发展问题解决与批判性思维技能，使之成为计算思考者，以适应快速发展与变化的当今社会。 该《标准》对于计算思维与学科教学的融合，具有里程碑意义。 因此，了解该《标准》发布的背景与核心内容，对于正在探索中的我国一线计算思维教学，具有重要启示。

一、《标准》发布的背景

（一）计算机科学学科需要强化计算思维

自2006 年周以真对计算思维进行了系统定义后，计算思维迅速风靡全球，由此，开启了计算思维大众化的全新历程。 由于计算思维根植于计算机科学（Computer Science）学科，因而，主要被应用于K-12 计算机学科教学中。 迄今为止，在全球范围内较具影响力的两个计算机科学课程文本——《K-12 计算机科学框架》与《K-12 学生计算机科学标准》，都对计算思维给予了充分重视。

《K-12 计算机科学框架》（以下简称 《框架》）由计算机协会 （Association for Computing Machinery，ACM）、 Code.org、 计算机科学教师协会（Computer Science Teachers Association， CSTA）、网络创新中心（Cyber Innovation Center） 和国家数学与科学计划（National Math and Science Initiative） 于2016 年合作开发[4]。 该《框架》旨在指引课程跳出“计算思维即编程”的藩篱，构建与智能时代相适应的育人目标。即，通过计算系统、网络和互联网、数据与分析、算法与编程、计算的影响五个核心概念，以及促进包容的计算文化、计算合作、识别与定义计算问题、发展与使用抽象、创造计算方案/制品、测试与改进计算方案/制品、计算交流七个核心实践，贯穿于计算思维教学的全过程，培养学生逐步形成与当今数据丰富、互联互通的智能社会相适应的行为和思维方式。

《K-12 学生计算机科学标准》 由计算机科学教师协会于2017 年7 月修订。由于计算是智能时代的典型特征之一， 计算思维被认为是到本世纪中叶每个人都应具备的基本生存技能，故《K-12 学生计算机科学标准》 从概念与实践两个层面， 阐明了详细的、可测量的学生计算思维的期望表现，以期让学生成为计算密集型社会中受到良好教育的公民， 为未来的职业发展做好准备[5]。内容大体可归纳为：（1）从小学开始，向所有学生介绍计算机科学的基本概念；（2）在中学阶段，开设计算机科学学科，学生需要完成规定的毕业学分；（3）鼓励学校开设计算机科学第二课堂， 让对计算机科学感兴趣的学生进行更深入的学习， 为他们日后进入智能化环境下的劳动力市场或大学做好准备。

（二）K-12 所有学科需要融合计算思维

当今社会已进入智能时代，人工智能、大数据、VR/AR、云计算等技术及其产品的极大丰富，使得人们的生产生活方式发生了深刻变革。“培养什么样的人”，成为智能时代教育需要重新回答的命题。尽管技术能够增强现实， 助力问题的高效解决，帮助人们逐步从繁杂的、 重复性的、机械性的工作中解放出来，但是技术却无法取代问题解决能力、 判断力、决策力、道德思维等高阶能力。 面对难以想象的复杂未来，不具备高阶能力的人， 将无法适应与改造世界[6]。ISTE 认为， 计算思维以解决复杂的开放性问题为典型特征，恰恰是智能时代学生需要解决方方面面问题的基础性能力，是获得个人、学术或职业生活成功的关键。 世界各地的领导者和教育者都有责任确保每个学生都能理解并具备计算思维能力，从而提高他们在个人、学术与职业生涯中获得成功的机会，为未来的成功做好准备。

ISTE 意识到，《K-12 学生计算机科学标准》和《K-12 计算机科学框架》中的计算概念，无论对于学生还是教育者来说都是新的。为了能够服务于K-12所有学科， 帮助所有教育者实现未来教育的目标，ISTE 于2018 年发布了 《计算思维能力标准 （教育者）》，并对上述标准和框架做出了必要补充。

《标准》是首个明确以“计算思维”命名的面向教育者的文本，侧重于描述教育者的知识、技能和思维方式， 以促进教育者将计算思维有效融合到各个年龄段的K-12 学科教学中， 充分发展学生的问题解决和批判性思维技能， 使他们成为智能时代成功的计算机科学学习者和计算思考者， 在未来激烈的全球竞争中立于不败之地。 《标准》阐明了计算思维教育者的五种身份， 并结合教师专业发展与学科发展的双重视角， 对教育者计算思维能力要求进行了高度概括。 因此，它对计算思维深度融入K-12 学科教学，具有较好的推动与指引作用。

二、《标准》的核心内容

《标准》共分为计算思维、公平的领导者、围绕计算的协作、创新与设计及融合计算思维五个部分，其实质分别对应计算思维教育者的五重身份——计算思维学习者、教育公平的领导者、围绕计算的协作者、创新者与设计者、融合计算思维的促进者，界定了教育者在担负不同身份时应具备的能力要求（见图1）。

图1 计算思维能力标准（教育者）内容框架

《标准》也特别关注计算思维与学科教学融合以及计算思维的跨学科课堂教学实践， 并在描述教育者应具备的五种计算思维能力时，反复渗透其中。

（一）规定了计算思维教育者的能力要求

1. 作为计算思维学习者

作为计算思维学习者，教育者应从专业发展、学科融合、资源利用、学习性向与计算的影响五个维度进行学习，以达到《标准》规定的目标要求（见表1）。

表1 教育者作为计算思维学习者应达成的目标要求

具体表现为：（1）《标准》 中的专业发展维度，主要从学习目标与教学策略两个方面， 对教育者的计算思维学习活动设计与计算思维实践能力做出了规约；（2）学科融合维度，则强调教师要具备计算思维与学科教学融合的能力，能够识别计算问题，并能将其与计算思维概念与实践建立联系；（3）资源利用维度，强调要善用与计算思维有关的专家资源、学习网络等学习资源，促进计算思维与学科教学融合实践；（4）学习性向维度，则关注学习者体验及自我效能感的形成，强调教育者作为计算思维学习者，在面对模糊和开放性的计算问题时，要逐步建立起舒适感，并将失败视为学习和创新的机会；（5）《标准》把充分认识计算对人与社会的影响， 作为计算思维学习的重要内容，鼓励教育者对计算思维进行深度认知。

2. 作为教育公平的领导者

将教育公平视为教育者计算思维能力的重要内容，是《标准》的一大亮点。它不仅反映了计算思维的培养需要包容、公平与多样化的计算环境，而且用计算身份、计算伦理、计算文化、计算公平等计算思维概念， 对教育者作为教育领导者应具备的计算思维能力，给予了较为全面的概括。

《标准》围绕计算身份、计算伦理、包容的计算文化、计算公平和偏见与计算的影响等维度，描述了教育者作为教育公平的领导者所要具备的能力（见表2）。 具体表现为：（1）教育者应引导每位学生建立自信、干练和积极的计算身份；（2）设计与计算伦理相关的学习活动；（3）创设公平、包容和多样的课堂文化，积极应对那些将学生排除在计算机会之外的陈规旧习，帮助学生摆脱偏见的束缚，积极开展计算思维实践；（4）培养学生建立对计算的自我效能感和信心，解决交互、设计和开发过程中存在的隐性偏见；（5）让家长、学生等相关人员体验并认识计算对人类生活的深刻影响。

表2 教育者作为教育公平的领导者应达成的目标要求

3. 作为围绕计算的协作者

《标准》强调开展围绕计算的协作，并要求教育者要充分认识到：围绕计算的协作，将比个人独立工作能够取得更好的效果。 因此，《标准》明确规定了教育者必须教授学生协作技能， 把协作及其效果作为工具选择、 学习活动设计与学习环境创设的重要考量指标。 这种对协作的高度重视，显然超越了以往计算思维教学设计中有意无意弱化协作的范畴，具有现实意义。

“围绕计算的协作” 包括教育者与学生协作、支持学生协作及与学科教育者协作三种协作形式。 为此，《标准》从协作制订计算问题解决方案、应用协作教学策略与规划跨学科学习活动三个方面进行描述（见表3）。 具体表现为：（1）要求教育者与学生协作，带领学生建模，学习如何制订计算问题解决方案、如何提供和接收具有可操作性的反馈；（2）要求教育者通过制订有效的协作教学策略，如，结对编程、公平的工作或任务分配等， 支持学生同伴间开展计算协作；（3）要求教育者与其他学科教育者协作，进行跨学科学习活动规划与设计， 以加强学生对计算思维及其相关概念的理解，促进知识迁移，培养其解决跨学科计算问题的能力。可见，在计算思维能力的培养中，协作不再是学习的外在形式，而成为了计算思维能力的内在组成部分。

表3 教育者作为计算协作者应达成的目标要求

4. 作为创新者与设计者

《标准》强调设计与创新。《标准》认为，教育者的设计与创新能力将直接影响学生对计算思维概念的建构与计算思维实践的效果， 故必须把创新与设计能力作为关键要素来予以强化。即，教育者应设计富有创造性的计算思维学习活动， 引导学生制作多样化、个性化的计算产品。

《标准》从跨学科计算思维学习活动设计、真实学习活动设计、计算产品设计的多样化与人性化，以及创新性计算思维学习环境设计等四个维度， 对教育者应具备的计算思维能力做出了规约 （见表4）。具体表现为：（1）跨学科计算思维学习活动设计能力。教育者应能设计跨学科计算思维学习活动，引导学生通过获取、分析与表达数据，解决跨学科问题；（2）真实学习活动设计能力。教育者应注意所设计的学习活动的真实性， 特别要注意引导学生进一步解决那些在现实生活中受技术和人为限制的计算问题；（3）计算产品设计的多样化与人性化视野。 教育者在设计计算思维学习活动时， 要嵌入多样化与人性化视野，引导学生以人为本，开发出具有良好操作性、可访问性与易用性的计算产品；（4）创新性计算思维学习环境设计能力。 教育者要创设富有创造力的计算思维学习环境，使学生感受创新的快乐，并生成多样化的观点或计算产品。

表4 教育者作为创新者与设计者应达成的目标要求

5.作为计算思维融合的促进者

《标准》继承了周以真对计算思维概念的理解，强调计算思维能力不再是为信息技术学科教育者所特有的能力， 而是全体教育者都应具备的一种基础性技能。教育者作为计算思维融合的促进者，要具备帮促学生运用计算思维解决学科问题， 以及对计算思维与学科教学融合效果进行评价的能力。

《标准》聚焦计算思维与课堂教学融合，从计算思维评价资源的利用、个性化项目的选择、计算问题的界定与评价标准的构建四个方面进行了规约 （见表5）。 具体表现为：（1）要善于利用计算思维评价资源和工具来解释学习者的学习过程， 特别是学习过程中发生的变化， 以便针对学生的个性化发展需求开展教学；（2）赋予学生计算项目选择权，允许并支持学生选择对个体来说富有意义的项目；（3）采用多种多样的教学方法， 帮助学生运用计算机可以执行的步骤来界定问题，强化算法思维；（4）构建计算思维学习与实践评价标准，通过评价的诊断、调节与激励作用， 帮助学生形成对计算思维概念和计算思维实践的合乎年龄的理解等。

表5 教育者作为计算思维融合的促进者应达到的目标要求

（二）强调了计算思维与学科教学的融合

对于教育者特别是学科教师来说， 其计算思维能力的出发点与落脚点都是学科教学，这一点在《标准》各个部分的阐述中均有所体现。 换言之，计算思维与学科教学的融合，除了体现在“作为计算思维融合的促进者”部分以外，还贯穿于整个标准之中（见表6）。 例如，在“标准1：计算思维学习者”部分，强调了学科教师要具备“如何使用丰富的数据或内容解决特定的学科问题”的能力，并能将其与计算思维实践和计算机科学概念联系起来；在“标准3：围绕计算的协作”部分，强调了教育者要与学生、与学科教师一起，围绕计算思维开展协作；在“标准4：创新与设计”部分，强调了创新性计算思维学习环境与学科活动的设计；在“标准5：计算思维融合的促进者”部分， 则进一步强调了教育者要具备将计算思维与学科教学融合与评价的能力。

表6 教育者计算思维与学科教学融合的能力体现

《标准》并没有对各项能力指标做出细化要求，或提供案例说明，而是提供了一种路线图。其目的是为教育者计算思维能力的发展预留更多的开放空间， 但这同时也给教育者计算思维能力的发展带来了挑战。

（三）倡导整合计算思维的跨学科课堂教学实践

除了强调计算思维与学科教学的融合外，《标准》 还倡导整合计算思维的跨学科课堂教学实践（见表7）。 尽管《标准》并没有提供相关教学案例作为参考， 但是仍然可以为一线教学提供方向性指引。例如，在“标准1：计算思维学习者”部分，强调善用专家资源，指出“利用专家资源，不断改进计算思维与跨学科内容领域融合的实践”；在“标准3：围绕计算的协作”部分，强调了与其他学科开展跨学科协作，“与其他学科教育者共同规划，创建跨学科的学习活动， 加强学生对计算思维和计算机科学概念的理解，促进其在新的环境中进行知识迁移”；在“标准4：创新与设计”部分，强调了跨学科计算思维学习活动设计能力，“教育者应能设计跨学科计算思维学习活动，通过获取、分析与表达数据，解决跨学科问题”，等。

表7 整合计算思维的跨学科课堂教学能力体现

既然计算思维是一种基础性技能， 蕴含在学生学习与生活的方方面面， 教育者显然有责任通过整合计算思维的跨学科课堂学习活动设计， 引导学生识别学习与生活中的计算问题， 并应用计算思维去解决这些问题。《标准》所呈现的一系列内容，为我们传递了这样一个信号： 整合计算思维的跨学科课堂实践，已成为教师计算思维能力发展的重要途径。

三、《标准》对智能时代教育的启示

智能正在改变世界，但引领未来的却不是智能，而是智能背后人类的智慧[7]。计算思维恰恰是人类智慧的基础性能力[8-9]，是未来教育的新方向。我国计算思维教育总体上尚处于起步阶段，整体而言，一线教学仍然缺乏对计算思维的深度认知， 对于什么是计算思维、如何在教学中落实计算思维还不够清晰。因此，有必要借鉴《标准》，从教师专业发展与学科建设两个层面，提升学科教师计算思维能力与应用水平，促进多学科协同发展， 最终实现提升全体学生计算思维发展的总目标。

（一）教师专业发展：让计算思维为学科教师赋能

1. 明确自身定位， 履行计算思维教育者的多重职责

对于教育者特别是学科教师来说， 若想成为一名智能时代合格的计算思维教育者， 必须能够认识自身在计算思维教育中所担负的多重身份（见图2），积极履行相关职责。

第一，教师是学习者。教师担负着将计算思维深度融入学科教学、 培养未来社会建设者的重任。 为此，教师要通过理论学习、前沿追踪、专题研讨与实践探索等多种途径开展学习， 了解智能时代技术的最新进展，并将其融入学科教学中。 例如，使用智能测评工具实时跟踪学生的发展状况， 基于测评结果及时优化教学， 指导学生使用智能机器人解决现实生活中遇到的问题，等。 在此过程中，教师自身的计算思维知识得以不断建构， 计算思维与学科教学融合能力进一步提升。

图2 计算思维教育者的多重身份

第二，教师是领导者。教师的计算思维教学领导力，除了体现在基本的专业知识、专业能力、专业态度、专业理想、人格魅力、人际关系与个性品质等方面外，还体现在善于创设公平而包容的计算文化，帮助全体学生（无论性别与出身）确立自己在智能时代的计算身份，适应并融入智能社会：包括深度参与计算活动，运用计算思维解决真实问题，体会并理解计算对人类生活的重要影响。

第三，教师是协作者。 协作者有两层含义：一是与同行协作， 即与同行协同设计计算思维教学活动（如，制订智能图书借阅方案），促进计算思维教学能力的提升。二是与学生协作，在指导学生解决智能时代的真实问题时， 教师不仅要与学生组成学习共同体， 而且要善于引导学生开展围绕计算的协作，例如，开展结对编程、开发智能机器人等。

第四，教师是设计者。教师要善于创设富有创造力的计算思维学习环境，例如，利用智慧教室、开源硬件实验室、移动创客等学习空间，围绕导盲、灭绝动物仿真等真实任务， 指导学生制作超声波避障机器人、声控仿真恐龙，在真实问题的解决过程中，引导学生进行学科知识与计算思维知识的协同建构，产出个性化、多样化的计算思维制品。

第五，教师是促进者。教师要引导学生从兴趣与需求出发，发现计算问题，确定计算项目，如，利用scratch 实现无人汽车自动驾驶、 制订智慧餐厅配餐方案等。在完成这些真实项目的过程中，引导学生用计算机可以执行的方式来界定问题，开展实践，并根据围绕计算概念与实践的评价标准， 做出合乎逻辑的判断。

2.构建CTPACK 框架，在学科教学中发展计算思维

在智能时代，技术为教育赋能已经达成共识。正是考虑到技术对教育的影响，TPACK 框架被提出。它描述了教师要将信息技术融合进课程所需要的知识[10]，成为教师专业化发展的重要组成部分。 但是，TPACK 并非是一成不变的“僵化的纲领”，结合学科特征与技术发展，TPACK 已生成了诸多变式。 典型如，Tsai、Chai 和Ertmer 认为， 物理/技术与文化/制度、人际交往、设计能力是教师开展TPACK 行动所面临的三道屏障，并基于此提出了TPACK 行动框架（TPACK-in-Action Framework）[11-12]； 也有学者结合科学学科与本学科特征， 提出了融合技术教学法的科学知识框架（The Framework of Technological Pedagogical Science Knowledge，TPASK）[13]。 智能时代是一个以数据与计算为基础的时代， 计算思维因其涵盖问题求解、 系统设计以及人类行为理解等一系列思维活动，成为智能时代一种必备的基础性技能[14]。因此，对于融合计算思维的学科教学而言，仅仅掌握技术性知识是远远不够的， 还必须对以技术为基础的计算思维知识有充分的认知。为此，我们可参照科学学科TPASK 框架的做法， 将计算思维知识融入TPACK 框架中，形成整合计算思维的学科教学知识框架——CTPACK（见图3）

图3 整合计算思维的学科教学知识框架CTPACK

相应的，CTPACK 框架包含学科内容知识（CK）、教学法知识（PK）和计算思维知识（CTK）三个核心要素，以及学科教学知识（PCK）、整合计算思维的学科内容知识（CTCK）、整合计算思维的教学法知识（CTPK）和整合计算思维的学科教学知识（CTPACK）四个复合要素。 相对于TPACK，计算思维教学尚处于起步阶段，其实践相对较少，七个要素作用尚不明确， 可参照TPACK 的实践方式展开：（1）实施方式一，参照Guerrero 提出的四个领域实现路径。 Guerrero 通过TPACK 实践指出，数学教师的TPACK 可以通过技术概念和使用、 基于技术的数学教学、基于技术的课堂管理以及内容的深度和广度这四个领域的学习来实现[15]。参照该结论，可重点强化计算思维的概念与使用（CTK）、基于计算思维的学科教学（CTCK）、基于计算思维的课堂管理（CTPK）及学科内容的深度与广度四个领域（CK）的学习；（2）实施方式二，参照Koh 的五个因素实现路径。 Koh 采用因子分析法对1185 名新加坡职前教师进行了大规模调查， 揭示了影响TPACK 的最重要的五个因素分别是：技术知识、内容知识、教学知识、技术教学知识和批判性反思的知识[16]。

尽管CTPACK 面向的对象并非职前教师，但对于初识计算思维的学科教师来说，与职前教师专业发展有相仿之处， 因而可以重点从计算思维知识（CTK）、学科内容知识（CK）、教学法知识（PK）、计算思维与学科教学融合知识（CTPACK） 和批判性反思知识等几个方面着手。 其大致进路为：学科教师通过学习计算思维知识，将其与学科内容知识及教学法知识紧密联结，建构整合计算思维的学科教学知识，并经由批判性反思转化为目标能力——计算思维与学科教学融合能力。

综上可见，两种实施方式没有优劣之分，可以根据实际情况自主选择。

3. 以计算思维为牵引， 带动数据素养与人工智能素养的共同提升

严格来说，计算思维与数据素养、人工智能素养分属不同的话语体系， 计算思维侧重于利用计算机科学的概念、原理、思想和方法解决问题；数据素养侧重处理数据所涉及的能力； 人工智能素养则侧重建立对人工智能的鉴赏力、理解力和应用力[17-18]。 伴随信息时代向智能时代的演进， 技术使三者相互交织，互相牵引，协同发展。 人工智能成为一种创新技术生态；数据成为运算与决策的基础；计算思维则是创新性解决问题的基本思维方式。

从《标准》中规定的计算思维能力来看，首先，具备计算思维能力的教育者，显然了解编程、算法、建模、最优化等思想和方法，这恰恰有助于理解人工智能思维；其次，具备计算思维能力的教育者，能够理解技术伦理与技术文化，在创新性产品的生产中，能自觉用伦理来规约技术行为，创设包容的技术文化，这有助于人工智能伦理的形成；再者，计算思维能力的教育者，还应具备创新、设计与应用的能力，这有助于人工智能教育应用的开展。 最后，具备计算思维能力的教育者，要善于使用丰富的数据解决特定的问题，通过获取、处理与分析数据，形成科学的判断与决策。 这又恰恰有助于数据素养的提升。 因此，在关注教育者计算思维能力的提升过程中，还要认识计算思维对数据素养与人工智能素养的牵引作用，促进三者的共同提升。 例如，教育者作为计算思维学习者，可以围绕“疫情期间的智慧物流配送方案”，思考要解决哪些问题?需要哪些数据?用到哪些学科知识?使用什么技术?运用什么方法?是否涉及伦理问题?哪种方案最优?等。 在这一运用计算思维解决问题的过程中，数据素养与人工智能素养也同步得到了发展与提升。

（二）学科建设：让计算思维促进学科协同发展

协同理论认为， 子系统间的协同作用要大于各系统单独作用的总和，即产生协同效应[19]。 《标准》将计算思维定义为一种基础性技能，倡导所有学科教师都要具备计算思维能力， 以帮助所有学习者成为计算思考者。 从这一点上来看，计算思维恰恰就是这样一种能够促进学科协同发展的枢纽。 围绕着教师计算思维能力的提升，各学科通过学科革新及跨学科融合等方式， 推进学科得以协同发展（见图4）。

图4 计算思维导向的学科协同发展

1.在信息技术学科中有效落实计算思维

当前， 信息技术学科已经把计算思维纳入学科的核心素养体系， 以适应信息时代向智能时代的转型，并将计算思维视为信息技术学科思维来引领信息技术学科教学。 因此，如何将计算思维有效落实到信息技术教学过程中，是智能时代信息技术学科教师的必备能力，也是影响信息技术学科发展的关键要素。

根据古德莱德（Goodlad J.）归纳的五种课程类型观[20]，从课程文本层面的计算思维走向教学实践层面的计算思维，教师除了要领会课程要领之外，还要经历课堂实现与学生内化体验两个层面。 而打通上述各种层面的关键， 在于设计蕴含真实问题的计算思维学习活动， 建立起课程标准与学生主体体验间的关联。 因此，教师在进行学习活动设计时，必须围绕计算思维培养这一目标， 挖掘出智能时代发生在学生身边的真实问题，如，人脸识别小程序设计、无人商店售卖方案制订、简易机器人制作等。 进而，通过设置关键性任务， 并提供必要的学习支架与思维工具， 驱动学生主动参与并沉浸于真实问题的解决中，不断建构计算思维知识，掌握计算思维的思想与方法，逐步形成相对稳定的学科思维。

2.促进计算思维与学科教学的深度融合

计算思维能力不仅是智能时代教师应具备的一种能力资质，而且是学生应具备的一种普适性能力。因此，在学科教学中，不应将其简单认定为信息技术学科的专有能力，应将计算思维融合到所有学科中，发展所有学科师生的计算思维能力。

计算思维与学科教学的融合，意味着学科教师必须要充分关注本学科的本质特征，发掘本学科中蕴含的计算问题，如，科学学科可设置探寻共享汽车的秘密、 设计自动驾驶方案、 声控仿真恐龙DIY等主题。 进而，引导学生运用计算机科学领域的思想方法，界定问题，制订问题解决方案，解决问题。在此过程中，计算思维与学科教学自然而然地融为一体，在学科问题得以高效解决的同时，促进着计算思维这种思维方式自然融入，成为学科教学的重要组成部分。

3.通过跨学科活动设计促进学科协同发展

真实生活中的计算问题往往是一种跨学科问题，没有明确的学科边界，超出了单个学科或单个研究实践领域的范畴，这时，就需要进行跨学科协作。

如何开展跨学科协作？ 首要的突破口就是选题。 跨学科选题一般宜选取基础性的真实生活问题。 学科教师可以在确保问题设计蕴含明确的、整合的研究方法和具体的计算思维方式的基础上，首先在各自学科范围内提出具有可能性的选题，然后以协作研讨的方式确定跨学科选题。 例如，科学学科、艺术学科与信息技术学科教师可协作规划“设计导盲机器人”选题；其次是跨学科计算思维学习活动的设计与评价。 计算思维活动不是孤立存在的，它往往与学科问题联结出现，因此，各学科教师必须对学科结构及跨学科协作有清晰的认知。 一方面，通过开放性讨论，提出可能涉及到的本学科的关键概念与核心问题，确定各自的目标、任务与边界；另一方面，围绕要解决的学科问题，提炼出需要运用计算思维解决的关键点或关键问题，构建学习支架，推进学科问题的顺利解决。 例如，就上述的“导盲机器人”选题而言，科学学科可侧重超声波避障的原理性探究， 艺术学科可侧重造型设计与审美，信息技术学科则可侧重机器人制作与编程，等。可见，围绕计算思维的跨学科活动，不仅为各学科提供了数字化时代一种特有的解决问题的思维方式，也促进了各学科的协同发展。

四、结语

ISTE《计算思维能力标准（教育者）》从教育者作为学习者、领导者、协作者、设计者与促进者的多重身份出发， 为我们提供了智能时代教师专业发展和学科发展的全新视野， 为计算思维教育的推进提供了重要启示。当前，我国计算思维教育正处于起步阶段，教育者特别是一线教师必须明确自身定位，按照CTPACK 框架提升计算思维与学科教学融合水平，为学科教学服务。 在致力于提升教师计算思维能力的同时，各学科也必然得以协同发展。

当然，ISTE 也指出，他们所提出的教育者计算思维能力并非“一刀切”的预期清单，而是希望为教育者提供不同的增长机会和目标设定， 使学生能够在不同的数字化环境中使用和应用计算机科学概念和计算思维实践学习。因此，《标准》中所列出的计算思维能力，更多的是给出一种方向性启示，还需要根据各学科及教师专业发展的实际，来灵活设定与应用。