新加坡K-12计算思维培养及其启示
摘要：近年来，对学生计算思维(Computational Thinking)能力的培养受到了各国高度重视。新加坡针对学龄前儿童、小学生和中学生分别制定了不同的培养计划，并且各学龄段推进措施也不尽相同。文章基于对新加坡推进不同学龄段学生计算思维政策的梳理，着重对其实施策略进行了深入分析。研究发现:国家政策引领，给予学校自主选择的权利;在课程设置方面，应提供适合不同学龄段特点的课程或项目;在课程实施方面，将可视化编程和实体编程教育作为计算思维培养的主要渠道;除此之外，还需为教师提供多种专业发展支持，并且构建研究与实践共同体，借助社会各界力量共同推动计算思维教育。对新加坡K-12阶段这种独特的计算思维培养策略进行分析，可为我国基础教育领域计算思维的培养提供借鉴。
一、新加坡学生计算思维培养政策
新加坡教育中并没有把计算思维培养相关课程作为义务教育课程，而是通过推行多项计划为不同学龄段的学生提供发展计算思维兴趣与能力的课程。
（一）计算思维之初体验
针对学前教育阶段，新加坡信息通信媒体发展局(The Infocomm Media Development Authority,IMDA)于2017年启动了Playmaker计划，旨在将计算思维的培养引入新加坡幼儿园教育。该计划借助可编程的电子玩具、机器人等让儿童在参与游戏的过程中提升计算思维。学前教育学院为教师提供了持续的专业发展支持，帮助教师学习如何在课堂上使用能够促进学生计算思发展的工具。
（二）计算思维之兴趣培养
针对小学阶段，IMDA于2014年推出了“趣味编程(Code for Fun)”计划，旨在让小学生通过接触可视化编程，了解计算思维概念与编程，激发对计算思维的兴趣，并在解决问题的过程中培养基本编程技能和计算思维能力。
（三）计算思维之能力发展
针对中学阶段，新加坡教育部于2017年推出了一门新课程“O级计算”（O-level Computing）来代替原来的计算机课程，要求中学生具备计算思维和编程技能。在这门课程中，学生将学习如何通过系统化的思维过程来解决问题:首先学习制定解决问题的步骤(算法思维)，然后通过设计、开发、测试程序等过程形成问题解决方案。在分析问题并将其重亲表沭为可诵过编程解决问题的过程中，学生的计算思维能力得以发展。
二、新加坡学生计算思维培养政策实施策略
(一) 学校自愿选择加入
是否开设计算思维培养相关课程是由学校自主决定的，学校可以根据学生的学习需求和教师的意愿来选择相应课程。虽然国家没有强制要求，但很多学校都选择开设计算思维课程。有些学校甚至大幅度调整了学校已有的教学计划，来培养学生的计算思维能力。
(二) 培养学生计算思维兴趣是核心
从学前阶段开始，学校就为学生创造了一个培养计算思维兴趣的途径，让他们自主选择学习相关课程而不是强制所有学生学习，并且不同的课程为学生提供了不同的学习体验，以激发学生对计算思维的兴趣。
(三) 注重师资力量建设
为培养不同学龄段教师的计算思维能力与编程能力，新加坡政府向教师提供了相应的专业发展机会和支持。此外，国家教育学院组织研究人员与教师合作，为计算思维教育提供新的教学方案和策略，研究人员教授教师如何以“不插电(Unplugged) ”的形式向学生教授计算思维。所谓“不插电”指的是让学生通过可视化的物体，以动觉活动(Kinaesthetic Activity)的形式学习编程，帮助学生将计算概念可视化，从而动态地制定算法。
（四）多方参与共同努力
- 从参与方的视角来看
IMDA、 教育部、教育部社会和家庭发展部、科学教育中心、高等院校以及技术供应商等多方参与，共同推动计算思维教育的发展，从相关计划行动的制定到执行，每个相关者都在其中扮演着重要角色。此外，参与者还包括学校领导、教师、家长等，他们在激发和维持学生的计算思维学习兴趣、发展学生的计算思维能力等方面发挥了重要作用。
2.从学习路径的视角来看
多方参与使得学生的学习不再局限于正式教育所设立的课程。学生可以同时获得正式、非正式的学习资源,包括由趣味编程计划、计算机和机器人俱乐部等组成的与计算思维相关的核心课程活动、基于计算机的应用学习项目(Applied Learning Programmes, ALP)，以及由计算教育中心和新加坡科学中心等机构提供的课外计算思维强化课程。
三、对我国计算思维教育的启示
(一) 国家政策引领，学校自主选择
我国在实施计算思维教育的过程中，可以借鉴新加坡政府的做法——国家政策引领、 学校自主选择、学生自主参与。具体来说，在幼儿园和小学阶段，学校可以通过项目计划的方式推进计算思维教育，自主选择是否实施相关项目计划;而在中学阶段，学校可以通过开设计算思维相关选修课，供学生自主选修学习。
（二）提供适合学生学龄特点的课程和项目，促进计算思维的持续性发展
我国在基础教育领域推进计算思维教育的过程中，应根据不同学龄阶段学生的认知特点，持续提供适合其能力特点的课程和项目，通过系统化的培养策略，幼儿园注重体验，小学注重兴趣培养，中学注重能力培养。
（三）可视化编程和实体编程教育作为计算思维培养的主要渠道
我国在实施计算思维教育过程中，也宜将可视化编程和实体编程作为计算思维培养的主要方式。
(1)可视化编程无需编写代码，有效降低学生的认知负荷，是符合没有编程经历的中小学生认知水平的编程工具。
(2)在图形化编程语言的基础上，实体计算编程将代码块实物化，封装到被赋予不同属性或功能的实物模块中，通过不同的组合方式表达不同的逻辑顺序，从而实现不同的功能，——对于学龄前儿童和刚刚接触编程的小学生而言，这是一种难度适宜、趣味性强的编程方式。
（四）重视教师培训，多种教师专业发展支持
考虑到教师的计算思维能力水平直接影响所教学生计算思维能力的发展，故我国在推进计算思维教育的过程中，应重视和加强教师培训并为教师提供多种专业发展支持。对于没有任何编程经验的教师而言，通过“不插电”的方法亲自参与编程过程，是一种高效的培训方式。
（五）构建研究与实践共同体，协同推进计算思维培养生态
在新加坡政府的引领下，利益相关者共同推动中小学学生计算思维能力培养相关工作。基于此，我国的计算思维教育也需凝聚各利益相关者的力量，构建研究与实践共同体，打造计算思维培养的良好生态环境。
四、结语
计算思维作为21世纪的一种重要能力，受到了世界各国的高度重视。本研究对新加坡K-12阶段学生计算思维的培养政策及其实施策略进行了梳理和分析，发现新加坡十分重视K-12阶段学生计算思维能力的培养，且采用“国家政策引领、学校自主选择、学生自主参与”的方式推进计算思维教育。
对于不同学龄阶段的学生，新加坡采取的计算思维培养侧重点也有所不同:(1)幼儿园阶段，注重培养学生对于计算思维的体验;(2)小学阶段，注重培养学生对于计算思维的兴趣; (3)中学阶段，注重培养学生对于计算思维的应用能力。新加坡的计算思维培养经验，给我国计算思维教育带来了以下启示:政府可通过政策引领，提供适合不同学龄阶段的课程或项目，促进学生计算思维的发展。同时，充分调动各种力量，为教师提供多种专业发展支持，构建研究与实践共同体，协同推进学生计算思维的培养。
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参考文献
[1] 白雪梅,顾小清.新加坡K-12计算思维培养及其启示[J].现代教育技术,2020,30(06):13-18.