黄景碧¹，丁旭青¹，黄小兰²，金木根¹，邱易¹，刘威¹，李军卓¹

¹江西师范大学新闻与传播学院，江西 南昌

²东华理工大学地球科学学院，江西 南昌

收稿日期：2023年3月19日；录用日期：2023年4月16日；发布日期：2023年4月23日

摘要

国家印发《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……”；教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，明确提出“必须解决好专业教育和思政教育‘两张皮’问题……”。那么，贯彻两个纲要，融合数字素养与技能地实施课程思政，或者说，融合计算思维地实施课程思政，具有现实意义。为此，本文探究了融合计算思维的课程思政框架，基于框架，填充扩展了案例，案例不断积累，可以构建融合计算思维的课程思政案例库。研究表明，融合计算思维的课程思政框架与案例，可与现有课程思政互为补充，坚持系统观念，守正创新地促进课程思政的发展，同时，促进学习者“数字素养与技能”的提升。

关键词

课程思政，数字素养与技能，教育计算思维，计算教育学，MVC

Curriculum Political-Ideological Education Framework and Cases Integrating Computational Thinking

—Implementation and Reflection on the Action Platform for Improving Digital Literacy and Skills of the Whole People

Jingbi Huang¹, Xuqing Ding¹, Xiaolan Huang², Mugen Jin¹, Yi Qiu¹, Wei Liu¹, Junzhuo Li¹

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

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

Received: Mar. 19^th, 2023; accepted: Apr. 16^th, 2023; published: Apr. 23^rd, 2023

ABSTRACT

The Program of Action to Improve Digital Literacy and Skills of the whole People has just been issued, which clearly calls for “focusing on cultivating digital citizens with digital awareness, computational thinking, lifelong learning ability and social responsibility...”; The Ministry of Education has issued the Guidelines for Ideological and Political Construction in Higher Education Courses, which clearly states that “We must solve the ‘two sides’ of professional education and ideological and political education...”. Therefore, it is of practical significance to carry out the two guidelines and integrate digital literacy and skills to implement curriculum ideology and politics, or integrate computing thinking to implement curriculum ideology and politics. Therefore, this paper explores the curriculum ideological and political framework that integrates computational thinking. Based on the framework, the cases are expanded, and the case base can be built to integrate computational thinking. The research shows that the curriculum ideological and political framework and cases integrating computational thinking can complement the existing curriculum ideological and political thinking, promote the development of curriculum ideological and political thinking innovatively, and promote the improvement of learners’ “digital literacy and skills” at the same time.

Keywords:Curriculum Political-Ideological Education, Digital Literacy and Skills, Educational Computational Thinking, Computational Pedagogy, MVC

Copyright © 2023 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

2020年6月1日，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》 [1] [2] (以下简称《指导纲要》)，2022年1月6日，进一步要求“守正创新推动高校思政课高质量发展” [3] 。《指导纲要》中明确提出，必须解决好专业教育和思政教育“两张皮”问题，要求“梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，达到润物无声的育人效果”。

2021年10月18日，国家强调“做好我国数字经济发展顶层设计和体制机制建设……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” [4] 。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》) [5] 。《行动纲要》中明确指出“提升全民数字素养与技能，是顺应数字时代要求……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 [6] 。2022年10月16日，第二十次全国代表大会的报告(以下简称《二十大报告》)，强调“……推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国……” [7] 。2023年02月27日，中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，再一次强调“统筹布局一批数字领域学科专业点，培养创新型、应用型、复合型人才。构建覆盖全民、城乡融合的数字素养与技能发展培育体系……” [8] 。2022年12月20日，《人民日报–人民网》发布文章“坚持系统观念，守正创新” [9] ，文章明确提出“普遍联系的、全面系统的、发展变化的观点观察和推动工作的优良传统，必须在各项工作中学习好、运用好、贯彻好”。

贯彻上述《二十大报告》、《指导纲要》、《行动纲要》，那么“融合数字素养与技能的课程思政”具有课程思政的顶层设计的意义。

上述“融合数字素养与技能的课程思政”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，“融合数字素养与技能的课程思政”→“融合数字思维的课程思政”→“融合数字化计算思维的课程思政”简称“融合计算思维的课程思政”，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 [10] [11] 、各种学科的计算教育学研究日渐增多，也是吻合的。

上述“融合计算思维的课程思政”，必须继续迭代到课程思政所需的粒度框架，以便指导课程思政案例，但是相关的体系化研究少见报道。为此，本文探究“融合计算思维的课程思政框架与案例”。

2. 研究现状分析

因为是“融合计算思维的课程思政框架与案例”研究，所以在此“课程思政框架与案例”→“计算思维”→“计算思维教育”、“教育计算思维”→“融合计算思维的课程思政框架与案例”，分析现有研究成果，分析其中尚存在的一些问题，提出本文的研究问题。

2.1. “课程思政框架与案例”的研究现状分析

“课程思政”于2014年正式提出。中国知网“课程思政框架”篇名检索共有相关报道32篇，然后可以参考文献互相查阅相关研究。陈晓勇等学者，畜牧学概论课程思政为例，构建了思政框架体系 [12] 。陈盈、丁新洳、王峥设计了数学与应用数学专业课程思政框架 [13] 。文秋芳提出了外语教学内容中挖掘育人元素/设计教学方案的步骤 [14] 。刘承良、李源立学者足地理学特点，借鉴中国经典的“道、法、术、器”思想，构建了世界地理类课程思政教学的“道–法–术–器”理论框架 [15] 。

上述课程思政框架的相关研究，为课程思政提供了较好的借鉴，不过，紧密融合数字思维、计算思维的课程思政框架研究，则尚未能查询到相关报道。

2.2. “计算思维”的研究现状分析

“计算思维”的现有研究成果，乃是本文“融合计算思维的课程思政框架与案例”中计算思维的基础。

A. “计算思维”：“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”

“计算思维”，现有多种表述，不过因为属于计算机CPU最微观层次的具体实现，所以总体还是比较确定的，在此选用如下“计算思维”表述：“计算机CPU平台的0/1的语言(的本质及其扩展框架)”隐喻“人脑平台的字符/非字符的语言(的本质及其扩展框架)” [16] (也即“人机隐喻” [17] )。

B. “计算思维”：默认是“(0/1数字化的)计算思维”、并且隐喻“(字符/非字符化的)计算思维”

上述本研究选用的计算思维，体现了“计算思维”默认是“(0/1数字化的)计算思维”、并且隐喻“(字符/非字符化的)计算思维”。此思路需要先有全面系统的计算机“0/1数字”知识作为基础，再去隐喻人脑习惯的“字符/非字符”知识，所以比较适合计算机专业人士。

“0/1数字化”，即，“0/1这个数字语言”静态隐喻“人类所有的字符/非字符的语言”。静态隐喻，主要是指尽少考虑隐喻随时间空间的变化、随过程状态的变化。例如，“0/1数字化的计算”领域，ASCII国际标准编码中，“0/1语言的00110001”静态隐喻“人类字符/非字符语言的1”、“0/1语言的00110010”静态隐喻“人类字符/非字符语言的2”，“0/1语言的00101011”静态隐喻“人类字符/非字符语言的+”，“0/1语言的00101101”静态隐喻“人类字符/非字符语言的−”，等等。

偏向静态的“0/1数字化”，进而可以扩展偏向动态的“0/1数字化的计算思维”。即，“0/1这个数字语言”静态隐喻“人类所有的字符/非字符语言”之后，进一步实现动态隐喻。动态隐喻，主要是指需要考虑隐喻随时间空间的变化、随过程状态的变化。例如，上述“0/1语言的00110001”静态隐喻“人类字符/非字符语言的1”、“0/1语言的00110010”静态隐喻“人类字符/非字符语言的2”，“0/1语言的00101011”静态隐喻“人类字符/非字符语言的+”，“0/1语言的00101101”静态隐喻“人类字符/非字符语言的−”，但是：

· 1 + 1 = 2是不应该无休止地静态隐喻下去了，而需要基于“静态隐喻”进而“动态隐喻”，实现(00110001即1) (00101011即+) (00110001即1) = (00110010即2)这个动态隐喻过程，等等。

· 2 − 1 = 1也是不应该无休止地静态隐喻下去了，而需要基于“静态隐喻”进而“动态隐喻”，实现(00110010即2) (00101101即−) (00110001即1) = (00110001即1)这个动态隐喻过程，等等。

· 也即，基于偏向静态的“0/1数字化”，进而扩展了偏向动态的“0/1数字化的计算思维”。“0/1数字化”属于“0/1数字化的计算思维”的最本质基础的一个部分。

C. “计算思维”：也可默认是“(字符/非字符化的)计算思维”，并且反向隐喻“(0/1数字化的)计算思维”

上述本研究选用的计算思维，体现了“计算思维”也可默认是“(字符/非字符化的)计算思维”，然后反向隐喻“(0/1数字化的)计算思维”。此思路比较适合非计算机专业人士。

· 例如，上述的ASCII国际标准编码中，“人类字符/非字符语言的1”反向静态隐喻“0/1语言的00110001”，“人类字符/非字符语言的2”反向静态隐喻“0/1语言的00110010”，“人类字符/非字符语言的+”反向静态隐喻“0/1语言的00101011”，“人类字符/非字符语言的−”反向静态隐喻“0/1语言的00101101”，等等。

· 再例如，1 + 1 = 2是不应该无休止地反向静态隐喻下去了，而需要基于“反向静态隐喻”进而“反向动态隐喻”，实现(1即00110001) (+即00101011) (1即00110001) = (2即00110010)这个反向动态隐喻过程，等等。

· 再例如，2 − 1 = 1也是不应该无休止地反向静态隐喻下去了，而需要基于“反向静态隐喻”进而“反向动态隐喻”，实现(2即00110010) (−即00101101) (1即00110001) = (1即00110001)这个反向动态隐喻过程，等等。

D. “计算思维”：物性与人性统一、“计算世界重要性”与“人脑世界重要性”统一

上述本研究选用的计算思维，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 [18] 、 [19] 。

上述本研究选用的计算思维，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)”。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”。

上述本研究选用的计算思维，与计算思维的各种视角的研究 [20] [21] [22] [23] 也是基本吻合的。

业界认为，“计算机CPU的0/1数字化的计算思维”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”必须物性与人性统一。

业界认为，“计算机CPU的0/1数字化的计算思维”最能隐喻“人脑思维”，所以，必须“计算世界重要性”与“人脑世界重要性”统一。例如：人脑世界有多广泛，计算机CPU世界也就基本可能有多广泛；人脑世界有多复杂，计算机CPU世界也就基本可能有多复杂；人脑世界能有多少功能，计算机CPU世界也就基本可能能有多少功能。应该“计算机CPU世界”≈“人脑世界”，而不应该“计算机CPU世界”<“人脑世界”；应该“计算机CPU世界”可以应用于“人脑世界的任何领域”，而不应该“计算机CPU世界”只是“人脑世界的一个小领域”。

2.3. “计算思维教育”、“教育计算思维”的研究现状分析

“融合计算思维的课程思政框架与案例”研究，属于教育领域的研究，所以，“计算思维教育”、“教育计算思维”的现有研究成果，也是本文“融合计算思维的课程思政框架与案例”的研究支撑。

· “计算思维”→“计算思维教育”

基于上述“计算思维”，可以推演“计算思维教育”。

“计算思维教育”是“(0/1数字化)计算思维教育”的简称，即，“计算机CPU平台的0/1的语言(的本质及其扩展框架)”隐喻“人脑平台的字符/非字符的语言(的本质及其扩展框架)”，被用作教育的内容。也即，学习者与教育者互动，掌握计算思维内容，学习者然后将计算思维内容，应用成为各种领域的方法。

近年来，关于“计算思维教育”的研究报道日益增多，虽然本文主要关联“教育计算思维”，而较少关联“计算思维教育”，但是“计算思维教育”与“教育计算思维”之间，自然存在的内容与方法的统一性，是本文必须遵循的基本原则之一。

此外，如果仅从科学属性的视角，值得思考借鉴的是，美国的国家科学基金会NSF 2021年《Research on Emerging Technologies for Teaching and Learning》提案中，特意强调不资助基于传统教育方法论的各种计算科技的教育研究 [24] ，那么，如果只是传统教育方法的“计算思维教育”相关的研究，应是不属于NSF资助考虑范围的。

· “计算思维”→“教育计算思维”

基于上述“计算思维”，可以推演“教育计算思维”。

“教育计算思维”是“教育(0/1数字化)计算思维”的简称，即，“计算机CPU平台的0/1的语言(的本质及其扩展框架)”隐喻“人脑平台的字符/非字符的语言(的本质及其扩展框架)”，被用作教育的方法。也即，教育者将自己已经掌握的计算思维内容，应用成为教育领域的方法。

注：“教育计算思维”，严格地说应该是“教育领域的计算思维”，或者说“教育领域的计算这一思维方式”，缩写成为“教育计算思维”。

近年来，“计算教育学”的研究报道日益增多 [25] ，这与当前时代教育计算思维的重要性也是吻合的。

此外，如果仅从科学属性的视角，值得思考借鉴的是，美国的国家科学基金会NSF 2021年《Research on Emerging Technologies for Teaching and Learning》提案中，特意强调大力资助教育与计算机科学整合的新兴教育方法论的研究，那么，“教育计算思维”相关的研究，应是属于NSF资助考虑范围的。

· “教育计算思维”与“计算思维教育”的方法与内容的统一性

本研究主要使用到“教育计算思维”，不过因为“教育计算思维”与“计算思维教育”之间内在的“方法”与“内容”的逻辑统一，所以也涉及“计算思维教育”。这与软件领域“C-- (ASM汇编)/C/C++/C++++(C#)”(方法)，自举开发“C-- (ASM汇编)/C/C++/C++++ (C#)的编译器”(内容)，也是异曲同工的。

2.4. “融合计算思维的课程思政框架与案例”是本文的主要研究问题

基于上述研究现状，本文将探究“融合计算思维的课程思政框架”，然后进一步填充“融合计算思维的课程思政案例”，从而，与现有课程思政互为补充，守正创新地促进课程思政的发展。同时，促进学习者“数字素养与技能”的提升。也即《二十大报告》《指导纲要》《行动纲要》的贯彻。

3. 研究的已有积累、研究思路

作者团队长期跟踪计算思维、教育计算思维的研究，已为本研究积淀了一定的原创基础。基于这些已有的积累，进一步扩展研究，则是本研究的基本思路。也是“坚持系统观念、守正创新”的贯彻。

· 研究的已有积累

表1所示“教育计算思维的本质框架”这一现有研究积累 [16] ，乃是本文“融合计算思维的课程思政框架与案例”的主要研究支撑。

注：“框架与案例”、“理论与实践”、“原理与工程”是相似的术语(本文因为融合计算思维，所以选用“框架与案例”这一术语。这与计算机领域著名的.Net软件框架、.Net软件案例、Java软件框架、Java软件案例这些术语，是基本一致的)。

注：整个研究尝试了表1所示“教育计算思维的本质框架”作为整体逻辑的统一性、尝试了追求众多术语的名称的统一性。

表1所示，“计算思维的本质”作为最底层基础，微观宏观逻辑统一，扩展形成了“教育计算思维的本质框架”。表1所示框架，不仅体现了“教育者(服务端)”、“教育互动”、“学习者(客户端)”这些经典的教育要素，而且体现了动态的“教育开始”、“教育中途”、“教育结束”这些教育过程状态，同时，融入了计算思维中“服务端”、“互动”、“客户端”、“硬件软件平台语言的四个层次”、“MVC” [26] 、“数据读写采集/信息分析处理/规律挖掘/情感挖掘/人工智能”等等成熟的思维方式，比较适合当前数字化计算时代的教育需求。

表1. 教育计算思维视角的教育本质框架：“教育开始、教育中途、教育结束”中的解决需求问题的“客户端MVC、互动MVC、服务端MVC”可以选用的“软件第二平台语言【日常词汇对象的平台语言】、软件第一平台语言【专业词汇对象的平台语言】、硬件第二平台语言【人体的数据读写的平台语言】、硬件第一平台语言【人脑的字符/非字符的平台语言】【计算思维的本质】”

· 研究思路

表1所示“教育计算思维的本质框架”(已有研究积累)→表2所示“融合计算思维的课程思政框架思考”(本研究结果之一)→表3、表4所示“融合计算思维的课程思政案例思考”(本研究结果之一)，则是本文的基本研究思路。

4. 研究结果与讨论

4.1. “融合计算思维的课程思政框架”的构建

《指导纲要》中明确提出了“文学、历史学、哲学”、“经济学、管理学、法学”、“教育学”、“理学、工学”、“农学”、“医学”、“艺术学”七类专业课程的思政要素【例如，“理学、工学”思政目标是在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。又例如，“文学、历史学、哲学”思政目标是在课程教学中帮助学生掌握马克思主义世界观和方法论，从历史与现实、理论与实践等维度深刻理解习近平新时代中国特色社会主义思想，等等】。

《行动纲要》中明确指出，“提升全民数字素养与技能，是顺应数字时代要求……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……”。

本研究贯彻《指导纲要》《行动纲要》，基于表1所示“教育计算思维的本质框架”，推演表2所示的“融合计算思维的课程思政框架”。表2所示框架，体现了课程思政要素的整体主线，又融合了现有的教育计算思维的研究成果。

表2. 融合计算思维的课程思政框架思考(“教育者服务端”建设课程、“学习者客户端”学习课程)

4.2. “融合计算思维的课程思政框架”指导的案例之一：地理课程思政为例 (包含课前调查、课后调查)

基于表2所示框架，可以填充扩展各种案例。例如，填充扩展一个“融合计算思维的地理课程思政”教学案例可如表3所示(具体实施时也可作一些简化)。该案例相对传统教学来说，融入了数字化计算思维、课程思政思想，更为复杂了一些，但确实是贯彻《指导纲要》、《行动纲要》，为了坚持系统观念，守正创新地促进课程思政的发展，同时促进学习者“数字素养与技能”的提升。而且，因为案例已经融合计算思维，所以特别适合不同领域人员之间协同合作，将案例映射制作成为计算机网络资源库。

此外，表3所示案例因为是地理课程案例，与现有的自然地理、人文地理、地理信息系统GIS等等观点也是吻合的。

表3所示案例，具体实施时，还进行“计算思维、课程思政”课前调查(https://www.wjx.cn/vm/m7o0ssi.aspx#)、“融合计算思维的课程思政”课后调查(https://www.wjx.cn/vm/h4veuOJ.aspx#)，从而验证融合计算思维的课程思政效果。

表3. 融合计算思维的课程思政案例思考之一：“龙虎山丹霞地貌实习课堂”为例(“地理教育者服务端”建设地理课程、“地理学习者客户端”学习地理课程)

4.3. “融合计算思维的课程思政框架”指导的案例之二：信息科技课程思政为例 (包含课前调查、课后调查)

基于表2所示框架，可以填充各种案例。例如，一个“融合计算思维的信息科技课程思政”教学案例可如表4所示(具体实施时也可作一些简化)。该案例相对传统教学来说，融入了数字化计算思维、课程思政思想，更为复杂了一些，但确实是贯彻《指导纲要》、《行动纲要》，为了促进课程思政的发展，同时促进学习者“数字素养与技能”的提升。

此外，表4所示案例因为是信息技术课程案例，与现有的自然计算、人文计算、计算系统等等观点也是吻合的。

表4所示案例，具体实施时，还进行“计算思维、课程思政”课前调查(https://www.wjx.cn/vm/m7o0ssi.aspx#)、“融合计算思维的课程思政”课后调查(https://www.wjx.cn/vm/h4veuOJ.aspx#)，从而验证融合计算思维的课程思政效果。

表4. 融合计算思维的课程思政案例思考之二：初中信息科技课程“计算机病毒”为例(“信息科技教育者服务端”建设信息科技课程、“信息科技学习者客户端”学习信息科技课程)

5. 研究小结与展望

贯彻第二十次全国代表大会报告、《高等学校课程思政建设指导纲要》、《提升全民数字素养与技能行动纲要》，文章构建了表2所示“融合计算思维的课程思政框架”，基于框架，填充扩展了表3、表4所示“融合计算思维的课程思政案例”，可与现有课程思政理论与实践互为补充，坚持系统观念，守正创新地促进课程思政的发展，同时，促进学习者“数字素养与技能”的提升。

基于表3、表4所示“融合计算思维的课程思政案例”，进一步构建课程思政案例库、开发课程思政网络资源库，将在后续迭代深入。

基金项目

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)；江西师范大学创新创业精品课程立项建设项目“长文档自动化排版与创新创业”(编号：2022年)；江西师范大学“习近平新时代中国特色社会主义思想课程思政优秀教学案例”项目(编号：2022年)；共青团江西师范大学委员会第十八届“挑战杯”立项(编号：2023年)。

文章引用

黄景碧,丁旭青,黄小兰,金木根,邱 易,刘 威,李军卓. 融合计算思维的课程思政框架与案例——《提升全民数字素养与技能行动纲要》的贯彻与思考
Curriculum Political-Ideological Education Framework and Cases Integrating Computational Thinking—Implementation and Reflection on the Action Platform for Improving Digital Literacy and Skills of the Whole People[J]. 教育进展, 2023, 13(04): 1959-1980. https://doi.org/10.12677/AE.2023.134311

参考文献