《计算思维教育》读书心得

莆田一中 黄如强

一、阅读缘起  

“计算思维”被列入新课标后，我一度把它等同于‘编程’或‘算法’：先讲循环，再讲排序，最后让学生刷题。直到教研员追问：‘你的课培养了哪种计算思维？迁移证据在哪里？’我才意识到需要系统框架。王荣良主编的《计算思维教育》是国内第一本面向基础教育、兼顾理论与评价的专著，被多位国培专家推荐。暑假用两周精读，边读边改必修1《数据与计算》教学设计，最终形成这份1700字左右的读书心得，既是拆书笔记，也是课堂实操报告。

二、全书骨架：一个定义、四维目标、八级指标  

作者开篇给出工作定义：“计算思维是运用计算机科学基础概念求解问题、设计系统、理解人类行为的一系列思维活动。”（Wing, 2006）基础上，结合本土课程语境，提出“四维八级”模型：  

1. 问题抽象（L1L2）  

2. 算法自动化（L3L4）  

3. 数据表征与建模（L5L6）  

4. 系统评估与迁移（L7L8）  

每级配“学生表现描述+评价样例”，直接解决“教师知道重要，但不知如何观察”的痛点。

三、精读摘抄与课堂移植  

1. 问题抽象——把“公交等车”搬进课堂  

书中案例：给出上海71路发车间隔表，让学生抽象出“最小等待时间”变量。  

我迁移为“校门口斑马线通行”：  

拍摄1分钟短视频，学生列出影响通行效率的5个因素；  

用便利贴归类，删减低权重变量，最终抽象出“车间隔T、行人密度D、绿灯时长G”三变量；  

引出“抽象=保留核心+丢弃细节”的金句。  

学生反馈：原来“抽象”不是数学专利，而是把复杂世界“瘦身”的工具。

2. 算法自动化——用“折半查找”体验Log₂N  

书中强调：要先有“人工策略”，再谈“自动化”。  

课堂设计：  

让16名学生自报身高并排序，教师猜“目标身高”只能用“是/否”提问；  

记录提问次数，对比顺序查找 vs. 折半查找；  

用Python可视化两种算法步数曲线，学生秒懂“O(N) vs. O(logN)”意义。  

课后作业：把“猜价格”游戏改写成Scratch或Python函数，80%学生能正确写出循环条件，达成L4级指标。

3. 数据表征与建模——一张Excel表做出“食堂拥挤度预测”  

书中给出“数据→模型→预测→验证”四步闭环。  

我与地理、数学教师联合设计“跨学科项目”：  

信息课：用Excel收集食堂3天人流数据；  

地理课：标注楼层、楼梯、出口等空间变量；  

数学课：用线性回归建立“到达率—离开率”模型；  

信息拓展：用Python Matplotlib画动态热力图。  

最终模型预测误差12%，学校总务处据此调整窗口开放数，学生真实看到“计算思维改善生活”。

4. 系统评估与迁移——把“迷宫算法”搬到“图书馆机器人”  

书中提醒：评估不止看“对错”，还要看“效率、健壮性、可扩展性”。  

我校新购智能盘点小车，学生提出“最短路径”需求：  

先用A*算法在2D迷宫仿真；  

再把地图换成图书馆平面图，评估“转弯次数”“回程冗余”两项指标；  

对比人工盘点耗时，机器人效率提升38%，但发现“窄通道死锁”新边界条件。  

整个项目历时三周，学生撰写《图书馆机器人路径优化报告》，获市级创新大赛一等奖，也完成了L7L8级迁移任务。

四、工具箱：把“四维”浓缩成“4×5”课堂模板  

环节1（5min）情境引入：生活视频/新闻截图  

环节2（10min）抽象建模：删变量、画流程图  

环节3（15min）算法实现：图形化→Python  

环节4（10min）测试评估：多组数据+评价表  

环节5（5min）迁移讨论：还能用在哪？  

每环节都对应“四维八级”自查表，学生下课前勾选自评，教师拍照存档，形成成长档案。

五、剩余困惑与改进思路  

1. “评价耗时”痛点  

四维八级细化后，观察点过多，一节课填表占用5分钟。拟开发小程序：学生扫码自评→后台生成雷达图，教师只聚焦“掉队”学生。  

2. “学困生”掉队  

部分学生抽象能力弱，在“变量提取”环节直接放弃。计划引入“同伴语言翻译”：先用方言/口语描述问题，再逐句转写成“变量+关系”，降低门槛。  

3. “跨学科协调”难度  

食堂建模项目需同时占用三科课时，排课复杂。解决方案：把大项目拆成“微项目”，信息课完成“数据+可视化”，其他学科布置“课前小任务”，用共享文档协同，无需调课。

六、结语：计算思维不是“新知识点”，而是“新视角”  

读完《计算思维教育》，我愈发确信：编程只是载体，思维才是核心。当学生用“抽象”剥离冗余、用“自动化”提升效率、用“建模”预测未来，他们才真正获得了面对复杂世界的“元能力”。愿我们都能把这本书的框架变成课堂的“脚手架”，让计算思维在每一个45分钟里生根、发芽、开花。——写于新学期教师培训夜，电脑屏幕仍亮着那张“四维八级”雷达图，像极了学生思维绽放的烟花。