¹江西师范大学新闻与传播学院教育技术系，江西 南昌

²东华理工大学地球科学学院，江西 南昌

³江西现代职业技术学院信息工程学院，江西 南昌

⁴江西师范大学现代教育技术中心，江西 南昌

收稿日期：2022年10月22日；录用日期：2022年11月18日；发布日期：2022年11月28日

摘要

国家刚印发《提升全民数字素养与技能行动纲要》，明确要求“注重培养具有数字意识、计算思维、终身学习能力和社会责任感的数字公民……”。那么，对于教育领域来说，贯彻国家纲要，研究“教育计算思维”，具有现实意义。“教育计算思维”又必然存在宏观微观迭代的主线，为此，本文探究了“教育计算思维的主线”，同时，将“教育计算思维的主线”应用于教育实践案例、教育软件实践案例，进行了初步验证，可与现有教育思维互为补充，提升教育思维的时代性、数字化、计算性，提升全民数字素养与技能。

关键词

教育计算思维，数字素养与技能，教育数字思维，教育计算互动系统，MVC

Principal Line of Educational Computing Thinking: Theoretical Deduction and Practical Cases

Jingbi Huang¹, Xiaolan Huang², Bo Tong³, Xinghui Hu⁴

¹School of Journalism and Communication, Jiangxi Normal University, Nanchang Jiangxi

²School of Geosciences, East China University of Technology, Nanchang Jiangxi

³School of Information Engineering, Jiangxi Modern Polytechnic College, Nanchang Jiangxi

⁴Modern Education Technology Center, Jiangxi Normal University, Nanchang Jiangxi

Received: Oct. 22^nd, 2022; accepted: Nov. 18^th, 2022; published: Nov. 28^th, 2022

ABSTRACT

Action Outline to Improve Digital Literacy and Skills has just been issued, which clearly requires “to focus on cultivating digital citizens with digital awareness, computational thinking, lifelong learning ability and social responsibility...”. It is of practical significance to carry out the outline in the field of education and study “educational computing thinking”. “Educational computing thinking” must have the main line of macro and micro iteration. Therefore, this paper explores the “main line of educational computing thinking”. At the same time, the “main line of educational computing thinking” has been applied to educational practice cases and educational software practice cases, and has been preliminarily verified. It can complement existing educational thinking, improve the epochal, digital and computational nature of educational thinking, and improve the digital literacy and skills of the whole people.

Keywords:Educational Computing Thinking (ECT), Digital Literacy and Skills (DLS), Educational Digital Thinking (EDT), Educational Computing Interactive System (ECIS), Model View Controller (MVC)

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 研究背景与意义

2021年10月18日，国家强调“要提高全民全社会数字素养和技能，夯实我国数字经济发展社会基础” [1]。2021年11月5日，我国印发《提升全民数字素养与技能行动纲要》(以下简称《行动纲要》) [2]，要求“注重培养具有数字意识、计算思维、终身学习能力和社会责任感的数字公民……破除体制机制障碍，不断弥合城乡、区域和人群间的数字鸿沟……”。同时，教育部也不断要求加强数字化资源建设与应用 [3]。那么，贯彻《行动纲要》于教育领域，研究提升“教育数字素养与技能”，在教育领域具有顶层设计的意义。

上述“教育数字素养与技能”作为顶层设计，指导实践时，必须迭代到实践所需的粒度。那么，“教育数字素养与技能”→“教育数字思维”→“教育数字化计算思维”简称“教育计算思维”，逐步地提取核心是合理的(这与国内外计算芯片激烈竞争、国内外政府日益重视计算思维的学科融合 [4]、 [5]、各种学科的计算教育学研究日渐增多，也是吻合的)。

上述“教育计算思维”，必然存在宏观微观迭代的主线，也即，必然客观存在“教育计算思维的主线”，为此，本文人机隐喻 [6]，体系化研究“教育计算思维的主线”。也是教育领域贯彻《行动纲要》的一个具体体现。

2. 研究现状分析

2.1. “计算思维本质”的时代演变之一：“人脑的字符/非字符的语言”

远古时代，《山海经》、《黄帝内经》、《易经》就已开始论述“自然”、“人”、“变换互动”。其中，论述“变换互动”的《易经》，涉及“简易”、“变易”、“不易”。

一、“简易”，指整体世界存在基本变换规律，并且最终通过“人脑的字符/非字符的语言”进行表述(计算)。例如，(宏观)整体→(微观)本质的变换，可以选择如下一个视角进行概述：

A. 易有太极生二仪。例如，“太极/原点/起点/整体/1”→“阴与阳/真与假/有与无/对立与统一/通电与断电/有磁与无磁/光与暗/0与1”。

B. 二仪生四象。例如，二*二→四，即，2²→4。

C. 四象生八卦。例如，二*二*二→四*二→八，即，2³→4*2→8。

D. 五行十天干十二地支。例如，人有两个手，每个手五个手指，一共十个手指，便于扳指计数，十定量进制相关。另外，日月交替现象，则是十二计数相关，十二定量进制相关。

E. 八卦十六宫。例如，二*二*二*二→四*二*二→八*二→十六，即，2⁴→4*2*2→8*2→16。十六定量进制相关。

F. ……上述(宏观)整体→(微观)本质的迭代思想，启蒙了“0/1的二进制语言代码”↔“0/1/2/3/4/5/6/7/8/9序列的十进制语言代码”↔“0/1/2/3/4/5/6/7/8/9/A/B/C/D/E/F序列的十六进制语言代码”↔“字符/非字符的字符进制语言代码”之间的变换(例如，太极、八卦、十天干十二地支、一斤十六两、半斤八两，等等)，但是那时尚未能机器实现计算。

二、“变易”，指整体世界的时时刻刻的过程状态中，都存在“个体互动”的不断变化发展，并且最终通过“人脑的字符/非字符的语言”进行表述(计算)。其中，“个体人互动”，形成社会人网络；“个体非人互动”，形成社会非人网络。

三、“不易”，指整体世界的时时刻刻的过程状态中，都存在“个体互动”的相对稳定规律，并且，最终通过“人脑的字符/非字符的语言”进行表述(计算)。其中，“个体人互动”规律，形成社会人网络规律；“个体非人互动”规律，形成社会非人网络规律。

那么，上述面向远古时代的“计算思维本质”，即“人脑的字符/非字符的语言”。

2.2. “计算思维本质”的时代演变之二：“计算机的0/1的语言”

业界一般认为，1936年图灵的论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》，首先揭示了机器计算的本质，证明了机器计算的0/1二进制可实现性，被称为图灵计算机。图灵计算机是打字机启发而假想出来的一种理论抽象机器，其处理对象是一条无限长的纸带，纸带被划分为一个个大小相等的小方格，每个小方格无记号代表0，有记号代表1，读写头沿着纸带读写0/1，传感驱动相关的机械、电路等等硬件实现表述(计算) (软件计算驱动硬件计算)。

那么，上述面向图灵计算机时代的“计算思维本质”，即“计算机的0/1的语言”。

2.3. “计算思维本质”：“计算机CPU平台的0/1的语言”隐喻“人脑平台的字符/非字符的语言”

上述图灵计算机思想，奠定了一切计算的理论基础，但是现实实践，还需追求结构化封装扩展、高效复用。1945年，冯诺依曼提出了隐喻人脑的CPU (寄存器、运算部件、控制部件、多级缓存封装成为一块最核心的整体电路芯片平台)。

隐喻人脑的CPU可以扩展各种输入输出，进而隐喻人体，也即人机隐喻的计算机。而且，“计算机CPU个体”之间，互动形成“计算机CPU网络”，也即人机隐喻统一的计算机网络。

人机隐喻统一的冯诺依曼计算机网络思想，一直沿用至当前计算机时代(计算时代) (数字化计算时代)。

那么，面向当前数字化计算时代的“计算思维本质”，即“计算机CPU平台的0/1的语言”隐喻“人脑平台的字符/非字符的语言”。

业界认为，计算机思维最能隐喻人脑思维，但也必须注意到人机隐喻的一些缺陷，例如，计算机是“0/1语言”的二进制电路组成的物性的机器，人是“字符/非字符语言”的神经系统组成的人性的生物体，所以，“计算思维本质”必须物性与人性统一。

2.4. “计算思维本质”与“计算思维”

上述计算思维的本质，与业界一般认为2006年Wing J. M.正式提出的“计算思维”、“计算思维的6个判定标准”是基本吻合的：1) 是概念化，不是程序化；2) 是根本的技能，不是机械的技能；3) 是人的思维，不是计算机的思维；4) 是数学和工程思维的互补与融合，不是纯数学；5) 是思想，不是人造物；6) 是面向所有的人面向所有的领域，不是仅面向计算机仅面向定量的领域 [7] [8]。

上述计算思维的本质，与计算机科学教师协会提出的政策性的CSTA 2011计算思维定义也是基本吻合的：“Computational thinking is thus a problem-solving methodology that can interweave computer science with all disciplines, providing a distinctive means of analyzing and developing solutions to problems that can be solved computationally (计算思维是计算机科学与所有学科交织在一起，计算方式地解决问题)” [9]。即，“人机隐喻”吻合CSTA 2011计算思维定义中“计算机科学与所有学科交织在一起”；“计算机CPU平台的0/1语言”隐喻“人脑平台的字符/非字符语言”，吻合“计算方式地解决问题”。

上述计算思维的本质，与计算思维的各种视角的研究 [10] - [26]，也是基本吻合的。与近年来“计算教育学”的研究报道日益增多 [27] [28] [29] [30]，也是吻合的。

2.5. “教育计算思维的主线”是本文的主要研究问题

基于上述研究现状分析，构建宏观微观统一的“教育计算思维的主线”，乃是提升“教育数字素养与技能”的基础需求。因为统一性越强，其间涉及的黑盒式的思维转换越少、思维鸿沟越小，不同领域人士的协同工作将更省时省力。进而可以促进“教育数字素养与技能”的提升。进而促进“全民数字素养与技能”的提升。也即《行动纲要》的贯彻。

为此，下述研究构建“教育计算思维的主线”。

3. 研究结果与讨论

下述表1→表7所示，“教育计算思维的整体框架→教育计算思维的细化框架→教育计算思维的本质框架→计算思维的本质”，迭代细化，构建“教育计算思维的主线”。也是唯物辩证论融入学科专业的贯彻 [31] [32]。

3.1. 教育计算思维的整体框架：“教育整体”

表1所示是“教育计算思维的整体框架”：

一、表1所示框架，“教育计算”即“教育(自身)整体”作为起点的宏观微观的迭代。也即，术语名称视角的“教育计算”、太极混沌视角的“教育计算”、认知起点视角的“教育计算”、最宏观的哲学层次视角的“教育计算”。

二、表1的变元数量是1个，所以也称“教育计算思维的1变元的宏观微观的迭代”。表1所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。

表1. 教育计算思维的整体框架：“教育整体”

3.2. 教育计算思维的细化框架之一：“教育时间”中的“教育空间”

表1微观成为表2所示：

一、表1中的“教育整体”，贯彻物质存在的时间空间的观点，表2中一分为二地微观成为“教育时间”中的“教育空间”，即，“教育时间”⊇“教育空间”。

二、表2的变元数量是1⊇1形式的2个，所以也称“教育计算的1⊇1变元的宏观微观的迭代”。

三、表2所示框架，“教育计算”即“教育时间”中的“教育空间”的宏观微观的迭代。也即，宏观哲学人文层次视角的“时间、空间”视角的“教育计算”。表2所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。

表2. 教育计算思维的细化框架之一：“教育时间”中的“教育空间”

3.3. 教育计算思维的细化框架之二：“教育过程状态”中的“教育个体互动”

表2微观成为表3所示：

一、表2中的“教育时间”，表3中贯彻时间的过程状态的观点，变换成为“教育过程状态”。

二、表2中的“教育空间”，表3中贯彻空间的普遍联系、个体互动的观点，变换成为“教育个体互动”。即，“教育过程状态”⊇“教育个体互动”。

三、表3的变元数量是1⊇1形式的2个，所以也称“教育计算的1⊇1变元的宏观微观的迭代”。

四、表3示框架，“教育计算”即“教育过程状态”中的“教育个体互动”的宏观微观的迭代。也即，中观的系统科学层次视角的“过程状态、个体互动”视角的“教育计算”。表3所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。

表3. 教育计算思维的细化框架之二：“教育过程状态”中的“教育个体互动”

3.4. 教育计算思维的细化框架之三：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端、互动、服务端”

表3微观成为表4所示：

一、表3中的“教育过程状态”，表4中微观成为“教育开始、教育中途、教育结束”(“过程三状态”)。

二、表3中的“教育个体互动”，基于科技史上经典的信息控制系统的观点、网络计算的客户端互动服务端的观点，表4中微观成为“客户端、互动、服务端”(“互动三要素”)。

三、表4的变元数量是3*(1⊇3)形式的9个，所以也称“教育计算的3*(1⊇3)变元的宏观微观的迭代”。

四、表4所示框架，也即，中观的科学技术层次视角的“开始中途结束、客户端互动服务端”视角的“教育计算”。表4所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。此时，“教育计算”，即：

1) “教育开始”中的“客户端、互动、服务端”的宏观微观的迭代。

2) “教育中途”中的“客户端、互动、服务端”的宏观微观的迭代。

3) “教育结束”中的“客户端、互动、服务端”的宏观微观的迭代。

表4. 教育计算思维的细化框架之三：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端、互动、服务端”

3.5. 教育计算思维的细化框架之四：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件平台语言、硬件平台语言”

表4微观成为表5所示：

一、表4中的“教育开始、教育中途、教育结束”，表5中保持不变。

二、表4中的“客户端、互动、服务端”，基于计算机领域成熟的MVC架构的观点 [33]、硬件软件的观点、硬件软件平台语言的观点，表5中微观成为“(客户端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言”。

三、表5的变元数量是3*(1⊇(3*5))形式的45个，所以也称“教育计算的3*(1⊇(3*5))变元的宏观微观的迭代”。

四、表5所示框架，也即，中观的技术层次视角的“教育计算”。表5所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。此时，“教育计算”，即：

1) “教育开始”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言”的宏观微观的迭代。

2) “教育中途”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言”的宏观微观的迭代。

3) “教育结束”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言”的宏观微观的迭代。

表5. 教育计算思维的细化框架之四：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件平台语言、硬件平台语言”

3.6. 教育计算思维的细化框架之五：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言、软件第一平台语言、硬件第二平台源语言、硬件第一平台语言”

表5微观成为表6所示：

一、表5中的“教育开始、教育中途、教育结束”，表6中保持不变。

二、表5中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件平台语言→硬件平台语言”，基于硬件软件平台语言的四个层次的观点 [34]，表6中微观成为“(客户端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言”。

三、表6的变元数量是3*(1⊇(3*7))形式的63个，所以也称“教育计算的3*(1⊇(3*7))变元的宏观微观的迭代”。

四、表6所示框架，也即，微观的实践实现层次视角的“教育计算”。表6所示框架，尚未出现“计算思维的本质”这一微观终点，尚需继续微观。此时，“教育计算”，即：

1) “教育开始”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言”的宏观微观的迭代。

2) “教育中途”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言”的宏观微观的迭代。

3) “教育结束”中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言”的宏观微观的迭代。

表6. 教育计算思维的细化框架之五：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言、软件第一平台语言、硬件第二平台源语言、硬件第一平台语言”

3.7. 教育计算思维的本质框架：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言、软件第一平台语言、硬件第二平台源语言、硬件第一平台语言【计算思维的本质】”

表6微观成为表7所示：

一、表6中的“教育开始、教育中途、教育结束”，表7中保持不变。

二、表6中的“(客户端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(互动MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言、(服务端MVC的实现可以选用的)软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言”，基于MVC的进一步细化 [35] [36]，表7中微观成为“客户端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“互动的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“服务端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”。

三、表7的变元数量是3*(1⊇(3*18))形式的162个，所以也称“教育计算的3*(1⊇(3*18))变元的宏观微观的迭代”。

四、表7所示框架，也即，微观本质的实践实现层次视角的“教育计算”。表7所示框架，已经出现“硬件第一平台语言【计算思维的本质】”这一微观终点，又便于表格整体表述，所以可以称为“教育计算思维的本质框架”(吻合前述的“计算思维的6个判定标准”、CSTA 2011计算思维定义，吻合STEAM教育理念，同时又体现了贯穿宏观微观的迭代)。此时，“教育计算”，即：

1) “教育开始”中的“客户端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“互动的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“服务端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”的宏观微观的迭代。

2) “教育中途”中的“客户端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“互动的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“服务端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”的宏观微观的迭代。

3) “教育结束”中的“客户端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“互动的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”、“服务端的控制C (一平台的四种类)视图V (一平台的五种类)模型M (五平台)的实现可以选用的软件第二平台语言→软件第一平台语言→硬件第二平台源语言→硬件第一平台语言【计算思维的本质】”的宏观微观的迭代。

表7. 教育计算思维的本质框架：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言、软件第一平台语言、硬件第二平台源语言、硬件第一平台语言【计算思维的本质】”

4. 研究结果的应用案例

4.1. 应用于教育的案例

表7所示“教育计算思维的本质框架”，需要应用成为教育教学框架。表7应用到人类的教育教学时，应该“人脑平台的字符/非字符的语言”作为主导，“计算机CPU平台的0/1的语言”作为辅助工具。为此，表7可以变换成为表8所示。

表8. 教育的本质框架：“教育开始、教育中途、教育结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言【日常词汇对象平台语言】、软件第一平台语言【专业词汇对象平台语言】、硬件第二平台语言【人体的数据读写平台语言】、硬件第一平台语言【人脑的字符/非字符平台语言】【计算思维的本质】”

表8填充一个具体的课堂教育案例如表9所示 [43] 【该案例曾获得优秀教学奖项】(具体实施时也可作一些简化)。该案例设计，相对传统教学设计来说，融入了数字化计算思维，更为复杂了一些，但确实是贯彻《行动纲要》，更有效促进“数字素养与技能”提升的教育教学。当然，具体实施时也可作一些简化。

表9. 教育的本质框架案例：“教育案例开始、教育案例中途、教育案例结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言【日常词汇对象平台语言】、软件第一平台语言【专业词汇对象平台语言】、硬件第二平台语言【人体的数据读写平台语言】、硬件第一平台语言【人脑的字符/非字符平台语言】【计算思维的本质】”【本表9←(领域与工具)→表11】

4.2. 应用于教育软件的案例

表7所示“教育计算思维的本质框架”，需要应用成为教育(计算机)软件框架。表7应用到教育软件时，应该“计算机CPU平台的0/1的语言”作为主导，“人脑平台的字符/非字符的语言”作为原型。为此，表7可以变换成为表10所示(当前教育软件主要是基于HTTP互动协议的WebMVC软件，也可称为WebMVC变换而来的WebAPI软件，所以在此面向此类教育软件 [44])。

此外，因为只要一个一个0/1地控制电路，就可能实现一切计算机软件，但这样费时费力、不明智的，所以，当前一切软件的实际实现都是“源语言代码的软件→(相应IDE硬件软件进行编译)→目标语言代码的软件”，所以，表10主要关注源语言代码的软件，而非目标语言代码的软件。

表10. 教育软件的本质框架：“教育软件开始、教育软件中途、教育软件结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言【托管对象平台语言】、软件第一平台语言【操作系统对象平台语言】、硬件第二平台语言【输入输出硬件的数据读写平台语言】、硬件第一平台语言【CPU硬件的0/1平台语言】【计算思维的本质】”

表10填充一个具体的教育软件案例如表11所示【该案例曾获得全国性教育软件大赛奖项，并已开源发布于Github网站 [51] 】(具体实施时需要作一些细化)。该软件案例，即使可能不是功能强大、性能优良的软件，但确实是贯彻《行动纲要》，更有效促进“数字素养与技能”提升的教育软件设计思路。当然，具体开发时也可迭代增强功能。

表11. 教育软件的本质框架案例：“教育软件案例开始、教育软件案例中途、教育软件案例结束”中的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”的实现可以选用的“软件第二平台语言【托管对象平台语言】、软件第一平台语言【操作系统对象平台语言】、硬件第二平台语言【输入输出硬件的数据读写平台语言】、硬件第一平台语言【CPU硬件的0/1平台语言】【计算思维的本质】”【表9←(领域与工具)→本表11】

5. 研究小结与展望

文章贯彻《提升全民数字素养与技能行动纲要》于教育领域，构建了“教育计算思维的主线”，尤其是构建了表7所示的“教育计算思维的本质框架”，并且：

· 表7所示“教育计算思维的本质框架”，应用成为表8所示教育框架，进行了表9所示的教育实践案例。

· 表7所示“教育计算思维的本质框架”，应用成为表10所示教育软件框架，进行了表11所示的教育软件实践案例。

研究表明，“教育计算思维的主线”可与现有教育思维互为补充，提升教育思维的时代性、数字化、计算性，提升全民数字素养与技能。

基于“教育计算思维的主线”，进一步构建教育案例库、开发网络教育资源库，将在后续迭代深入。

基金项目

江西省高等学校教学改革研究课题(编号：JXJG-20-6-22)；江西省研究生创新基金项目“信息互动系统驱动的教育计算思维架构研究”(编号：YC2019-S137)。

文章引用

黄景碧,黄小兰,童 波,胡星辉. 教育计算思维的主线：理论推演、实践案例
Principal Line of Educational Computing Thinking: Theoretical Deduction and Practical Cases[J]. 教育进展, 2022, 12(11): 4987-5012. https://doi.org/10.12677/AE.2022.1211760

参考文献