指向計(jì)算思維培養(yǎng)：美國紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系建設(shè)

□王正青 李靈通 田霄

一、問題提出

2006年，卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授（Jeannette M.Wing）首 次 定 義 了 計(jì) 算 思 維（Computational Thinking）的概念，即利用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念實(shí)現(xiàn)問題解決、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和理解人類行為的思維活動，并提出其與傳統(tǒng)的讀、寫、算技能同屬于分析技能（Wing，2006）。隨著大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算等信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的深入運(yùn)用，世界各國都在加強(qiáng)人工智能人才培養(yǎng)。計(jì)算思維是數(shù)字技能的重要構(gòu)成要素，是人工智能人才必備的素養(yǎng)與能力（姜強(qiáng)等，2020）。計(jì)算機(jī)科學(xué)教育因其注重對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，自然也成為當(dāng)前教育理論研究和實(shí)踐領(lǐng)域的熱議話題。

國內(nèi)外學(xué)者圍繞計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以及計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的目標(biāo)旨向、模塊構(gòu)成、實(shí)踐路徑、考核評價等方面開展了系列研究。基于計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育間關(guān)聯(lián)（Swanson et al.，2017）的實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)計(jì)算思維是落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)的有效路徑（Park et al.，2019），其與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的編程問題解決活動形成承載關(guān)系（多召軍等，2022）。在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的目標(biāo)旨向方面，有學(xué)者從社會結(jié)構(gòu)功能理論出發(fā)，提出計(jì)算機(jī)科學(xué)教育旨在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的數(shù)字素養(yǎng)，利用信息技術(shù)賦能高品質(zhì)學(xué)習(xí)（Webb et al.，2017），并強(qiáng)調(diào)為少數(shù)族裔和有特殊需要的學(xué)生群體提供多元、個性化的教育方式，助力學(xué)習(xí)者掌握計(jì)算思維、抽象思維、創(chuàng)造力和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)能力等思維與能力（盧蓓蓉等，2017）。在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的模塊構(gòu)成及實(shí)踐層面，有學(xué)者研究了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)與課程設(shè)置規(guī)范、提升教育工作者專業(yè)能力間的關(guān)系（邱美玲等，2018），認(rèn)為落實(shí)包容性計(jì)算機(jī)文化的培養(yǎng)、圍繞計(jì)算機(jī)展開合作、創(chuàng)造計(jì)算產(chǎn)品并重視學(xué)生針對計(jì)算機(jī)相關(guān)話題進(jìn)行深入交流互動的能力是計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的核心實(shí)踐（趙中建等，2017）。在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的考核評價方面，研究者基于馬扎諾教育目標(biāo)新分類學(xué)構(gòu)建了計(jì)算思維評價框架（孫立會等，2021），并依據(jù)不同的測量工具將計(jì)算機(jī)科學(xué)教育評估分為技能評估、透視評估和心理測量特性評估（Cutumisu et al.，2019）。整體來看，已有研究成果大多聚焦計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的內(nèi)涵架構(gòu)與具體實(shí)踐路徑，而對計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系系統(tǒng)規(guī)劃的研究相對匱乏。

2021年12月，美國非營利組織“數(shù)字承諾”發(fā)布《廣闊世界中的計(jì)算思維：寫給教育工作者的學(xué)習(xí)與指導(dǎo)資源》。該報告分析了美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的現(xiàn)狀，充分肯定了紐約州在K-12階段實(shí)施計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為紐約州較早注重培養(yǎng)中小學(xué)生的計(jì)算思維，目前已形成較系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育規(guī)劃，建設(shè)了配套的教育資源，構(gòu)建了多方參與的支持體系（Digital Promise，2021）。鑒于此，本研究基于紐約州教育廳、州內(nèi)學(xué)區(qū)和學(xué)校發(fā)布的進(jìn)展報告，以及“城市未來研究中心”（Center for an Urban Future，CUF）等研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者的相關(guān)成果，從目標(biāo)旨向、行動主體、實(shí)踐措施和運(yùn)行支持等方面全面梳理并分析了紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系，以期對國內(nèi)中小學(xué)信息科技教育的優(yōu)化與對中小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)質(zhì)量的提升提供借鑒。

二、紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的目標(biāo)旨向

紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育以促進(jìn)個體成長、適應(yīng)社會需求和推動教育革新為目標(biāo)。其在個體成長層面致力于豐富計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動，為所有中小學(xué)生提供高品質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育機(jī)會；在社會需求層面強(qiáng)調(diào)順應(yīng)智能時代人才市場需求，培養(yǎng)STEM行業(yè)工作者以及維護(hù)弱勢群體教育公平；在教育革新層面注重響應(yīng)開展中小學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的倡議，構(gòu)建完善的K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系。

1.促進(jìn)個體成長：提供高品質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育機(jī)會

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育致力于培養(yǎng)中小學(xué)生的計(jì)算思維、創(chuàng)造力、批判性思維和信息技術(shù)責(zé)任感等人工智能時代人才所需具備的素養(yǎng)，其教育實(shí)踐活動也呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)。基于公平性與包容性原則，紐約州面向州內(nèi)所有中小學(xué)生開展形式多樣的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動，致力于為學(xué)習(xí)者提供高品質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育機(jī)會。

一是建設(shè)優(yōu)質(zhì)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育課程，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)技能與計(jì)算思維。各中小學(xué)基于紐約州頒布的《計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)字流暢學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)》（Computer Science and Digital Fluency Learning Standards），因校制宜開設(shè)符合各學(xué)齡段學(xué)生特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。同時紐約州教育廳與紐約州計(jì)算機(jī)和技術(shù)教育協(xié)會（New York State Association for Computers and Technologies in Education，NYSCATE）合作，為任課教師提供3門計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在線課程，為其詳細(xì)解讀標(biāo)準(zhǔn)中的培養(yǎng)目標(biāo)，助力高品質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的開展（Hofstra University，2018）。

二是開展課外計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動，打造沉浸式計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體驗(yàn)場域。如紐約州教育廳聯(lián)合亞馬遜公司針對2~12年級開展“亞馬遜：未來工程師”（Amazon：Future Engineer）計(jì)劃，學(xué)生可通過參與STEM職業(yè)模擬對談、云游覽算法、機(jī)器學(xué)習(xí)等亞馬遜工廠中的人工智能技術(shù)賦能項(xiàng)目并與工程師交流討論，了解計(jì)算機(jī)科學(xué)在日常工作、生活中的應(yīng)用（Amazon，2022）。為保證多類型優(yōu)質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的開展，紐約州教育廳還推出“學(xué)習(xí)技術(shù)補(bǔ)助金計(jì)劃”，在2018—2021年間每年向全州教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目提供320萬美元的資金支持，以促進(jìn)公立學(xué)區(qū)、合作教育服務(wù)委員會以及私立學(xué)校間合作，推動資源共享，促進(jìn)學(xué)習(xí)機(jī)會平等視角下優(yōu)質(zhì)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)（New York State Education Department，2021）。

2.適應(yīng)社會需求：培養(yǎng)STEM從業(yè)人員與維護(hù)弱勢群體教育公平

紐約州開展K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育不僅為STEM領(lǐng)域提供了充足的后備人才供給，而且也滿足了后疫情背景下人工智能行業(yè)急需的人才需求。同時，計(jì)算機(jī)科學(xué)教育觀照了弱勢群體，為女性、少數(shù)族裔人員提供了更多就業(yè)機(jī)會。

一是為行業(yè)企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)STEM人才。紐約市城市未來研究中心（CUF）2021年發(fā)布的《經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇背景下紐約市民要為技術(shù)職業(yè)做準(zhǔn)備》調(diào)查報告顯示，新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，技術(shù)領(lǐng)域的招聘需求遠(yuǎn)大于其他職業(yè)。其中2020年4月至11月，紐約市技術(shù)職位的需求量占招聘總量的18%，是營銷行業(yè)職位需求的3倍，是酒店管理與教育領(lǐng)域職位需求的5倍（Center for an Urban Future，2021）。依托計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，可以強(qiáng)化學(xué)習(xí)者從事STEM行業(yè)的工作意愿，掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)在內(nèi)的STEM專業(yè)知識與技能，并在各類實(shí)踐活動中不斷積累日后職業(yè)生涯所需的經(jīng)驗(yàn)。

二是為州內(nèi)所有學(xué)習(xí)者提供計(jì)算機(jī)科學(xué)教育機(jī)會，觀照少數(shù)族裔及女童等群體，兜底教育公平。隨著紐約州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育計(jì)劃的實(shí)施，州內(nèi)接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的中小學(xué)生數(shù)量呈增長態(tài)勢。據(jù)美國教育部數(shù)據(jù)顯示，紐約市參加大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)先修課程考試的女生人數(shù)由2016年的379人增加至2018年的2155人，占2018年該市考生總數(shù)的42%（Knudson，2019）。2018年至少參加一次計(jì)算機(jī)科學(xué)先修課程考試的西班牙裔學(xué)生和非裔學(xué)生比2017年分別增加19.4%和7.1%（City of New York，2019）。教育公平是社會公平的基石。少數(shù)族裔等弱勢群體平等接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，是以教育增進(jìn)社會公平的有效方式。

3.推動教育革新：完善素養(yǎng)導(dǎo)向的育人體系

20世紀(jì)80年代起，美國教育部門開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的相關(guān)嘗試。1983年美國教育卓越委員會發(fā)布《國家在危險中：教育改革勢在必行》報告，指出計(jì)算機(jī)與機(jī)器人會對社會生產(chǎn)生活產(chǎn)生重要影響，提出要加強(qiáng)高中階段計(jì)算機(jī)科學(xué)教育（The National Commission on Excellence in Education，1983）。美國國家科學(xué)委員會于2007年發(fā)布《國家行動計(jì)劃：應(yīng)對美國STEM教育體系的重大需求》，強(qiáng)調(diào)在學(xué)前教育階段和基礎(chǔ)教育階段開展STEM教育活動，計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在中小學(xué)教育中的地位愈加凸顯（National Science Foundation，2007）。

人工智能的發(fā)展帶動粗放型STEM教育活動向?yàn)榘l(fā)展學(xué)生計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科素養(yǎng)轉(zhuǎn)向。2011年美國計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會頒布《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（2011）》，提出了“計(jì)算思維”的操作性定義，并將其作為中小學(xué)人工智能教育的核心目標(biāo)之一（Computer Science Teachers Association，2011）。2016年時任總統(tǒng)奧巴馬發(fā)出“全民計(jì)算科學(xué)”倡議，從該年起美國國家科學(xué)基金會（National Science Foundation，NSF）和 國 家 與 社 區(qū) 服 務(wù) 公 司（Corporation for National and Community Service，CNCS）提供1.35億美元的計(jì)算機(jī)科學(xué)活動資金，來培養(yǎng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代公民應(yīng)具備的計(jì)算思維技能與創(chuàng)造力（Megan，2016）。2017年修訂后的《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維在所有學(xué)科中的應(yīng)用，以及對于解決問題、建立知識體系和創(chuàng)造新知識的重要作用（Computer Science Teachers Association，2017）。由此可見，培養(yǎng)計(jì)算思維已成為美國中小學(xué)的教育使命，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育也已成為完善素養(yǎng)導(dǎo)向的育人體系的重要任務(wù)。

三、紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的行動主體

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系的行動主體承擔(dān)發(fā)起并執(zhí)行計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動的任務(wù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系的重要組成部分。紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系的行動主體由決策層、管理層和執(zhí)行層組成，“三級互聯(lián)”的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系行動主體分工明確，共同推進(jìn)教育活動開展。

1.決策層：紐約州教育廳規(guī)劃計(jì)算機(jī)科學(xué)教育戰(zhàn)略

決策層統(tǒng)領(lǐng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系全局，保證計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動有序開展。紐約州教育廳作為K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的決策者與領(lǐng)導(dǎo)者，主要職責(zé)為規(guī)劃州內(nèi)K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的建設(shè)戰(zhàn)略與宏觀目標(biāo)，具體體現(xiàn)在以下三方面：

一是明確K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的宗旨與目標(biāo)，制定計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。紐約州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育側(cè)重于5個關(guān)鍵領(lǐng)域的培養(yǎng)，包括“計(jì)算認(rèn)知”“計(jì)算思維”“網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“網(wǎng)絡(luò)安全”“數(shù)字素養(yǎng)”。根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與知識基礎(chǔ)，對上述關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行具體規(guī)劃。

二是從公平性和多樣性兩個維度出發(fā)，確保所有學(xué)習(xí)者平等接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。其中，針對多語言學(xué)習(xí)者開設(shè)英語語言技能課程，幫助其更好地接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。截至2020年底，學(xué)齡人口中英語學(xué)習(xí)者達(dá)到20%以上，為開展優(yōu)質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育奠定了基礎(chǔ)（New York State Education Department，2020a）。同時，針對殘障學(xué)生群體開展“個性化教育計(jì)劃”（Individualized Education Program，IEP），促使其從高質(zhì)量教學(xué)中受益。

三是針對計(jì)算機(jī)科學(xué)教育從業(yè)群體制定培養(yǎng)方案，提高從業(yè)者素質(zhì)。紐約州教育廳將計(jì)算機(jī)科學(xué)教育教師培養(yǎng)目標(biāo)劃分為“提高意識”“能力建設(shè)”“試測實(shí)驗(yàn)”“全面實(shí)施”四個階段，并詳細(xì)說明各階段應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育從業(yè)者準(zhǔn)入規(guī)則方面，紐約州教育廳基于“持證上崗”原則，規(guī)定從業(yè)者必須在2023年9月前獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)資格認(rèn)證，才能從事計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)活動（Office of Teaching Initiatives，2021）。

表1 紐約州計(jì)算機(jī)科學(xué)教師培養(yǎng)計(jì)劃表（Office of Teaching Initiatives，2021）

2.管理層：地方教育部門統(tǒng)籌計(jì)算機(jī)科學(xué)教育資源

管理層作為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育系統(tǒng)的重要樞紐，是統(tǒng)籌計(jì)算機(jī)科學(xué)教育資源，推動州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的中堅(jiān)力量。州內(nèi)各地方教育局作為K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的管理者與監(jiān)督者，在落實(shí)州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育目標(biāo)、根據(jù)區(qū)域特征統(tǒng)籌教育資源等方面發(fā)揮著重要作用，具體職責(zé)包括以下三方面：

一是基于紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的頂層設(shè)計(jì)制定符合各自區(qū)域教育發(fā)展的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育計(jì)劃。紐約市作為較早關(guān)注計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的地區(qū)，該市教育局于2015年啟動為期10年的“全民計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)劃”（CS4All），啟動資金為8100萬美元，旨在為紐約市公立學(xué)校的所有學(xué)生提供計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，培養(yǎng)其計(jì)算素養(yǎng)（Digital Promise，2021）。揚(yáng)克斯市公立學(xué)校學(xué)區(qū)作為紐約州第四大學(xué)區(qū)于2021—2025年開展“智能啟動計(jì)劃”（Smart Start Program），紐約州教育廳每年向其撥款35萬美元，以資助500余名計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)教師的培養(yǎng)與發(fā)展（Yonkers Public Schools，2022a）。

二是為一線計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供教育教學(xué)資源，促進(jìn)教師專業(yè)成長。地方教育部門在整合當(dāng)?shù)匦畔①Y源方面具有便捷性與權(quán)威性，能夠高效匯集多方力量開展教育教學(xué)與科研工作，為一線教師提供教學(xué)參考（王正青等，2019）。如紐約市教育局組建了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育團(tuán)隊(duì)，基于現(xiàn)狀調(diào)研整合了課堂管理、設(shè)備管理、教學(xué)策略、教學(xué)評估等在內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育資源包，所有一線教師均可登錄紐約市教育局官網(wǎng)免費(fèi)查閱學(xué)習(xí)，以此來帶動優(yōu)質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐的推進(jìn)（NYC Department of Education，2022）。

三是聯(lián)絡(luò)社會機(jī)構(gòu)，以舉辦專題研討會的形式，匯集多方專家學(xué)者建議，推動計(jì)算機(jī)科學(xué)教育向綜合化、專業(yè)化方向發(fā)展。如揚(yáng)克斯市依托“智能啟動計(jì)劃”舉辦信息網(wǎng)絡(luò)研討會，邀請高校、科研機(jī)構(gòu)、非營利組織參與，為計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供專業(yè)技術(shù)支持，以期不斷提升其專業(yè)能力與信息素養(yǎng)（Yonkers Public Schools，2022a）。

3.執(zhí)行層：一線教育工作者落實(shí)教育實(shí)踐活動

執(zhí)行層作為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系的運(yùn)行基層，是落實(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動，提供優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)的主要承接者。一線計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作者作為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動的執(zhí)行者，需保障計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)活動的高質(zhì)量開展，具體工作包括以下兩方面：

一是職前計(jì)算機(jī)科學(xué)教師完成從業(yè)資格微認(rèn)證，在獲得從業(yè)資格的同時提升專業(yè)素養(yǎng)。美國非營利組織“數(shù)字承諾”以教育工作者需求為導(dǎo)向，向職前計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供超過120種微認(rèn)證項(xiàng)目，以個性化方式助力其專業(yè)技能習(xí)得（New York State Education Department，2016）。此外國際教育技術(shù)協(xié)會（International Society for Technology in Education，ISTE）也開展了計(jì)算思維相關(guān)微認(rèn)證，通過培養(yǎng)一線教師對計(jì)算思維及其作為跨學(xué)科技能的應(yīng)用理解，改進(jìn)其教育實(shí)踐工作，賦能職前計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展（Carolyn，2021）。

二是邀請?jiān)诼毥處熂尤爰~約州計(jì)算機(jī)科學(xué)教師社區(qū)（CSTeachersNY），共同建立全州范圍內(nèi)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師信息網(wǎng)絡(luò)。例如，以舉辦圓桌會議等方式邀請來自不同區(qū)域的教師及專家學(xué)者共同就計(jì)算機(jī)科學(xué)教育教學(xué)活動的相關(guān)問題進(jìn)行協(xié)商討論、分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在建立計(jì)算機(jī)科學(xué)教育共同體的基礎(chǔ)上，幫助教育工作者掌握將計(jì)算思維融入教學(xué)活動的方法，以促進(jìn)學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算思維概念的理解；掌握包括分解、收集和分析數(shù)據(jù)等在內(nèi)的建模與算法設(shè)計(jì)，支持學(xué)生圍繞計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行協(xié)作和問題解決。此外紐約州內(nèi)一些區(qū)域也為在職教師建立學(xué)習(xí)社區(qū)，如紐約市一線教師可加入計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)社區(qū)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)工程人員、研發(fā)人員等一起就計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)問題進(jìn)行交流討論；同時一線教師也能從社區(qū)官網(wǎng)上獲取教學(xué)資源，參加該社區(qū)定期舉辦的教學(xué)沙龍，以及共享計(jì)算機(jī)科學(xué)教育教學(xué)資源。

四、紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的實(shí)踐落地

紐約州通過開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育相關(guān)課程、開發(fā)教育教學(xué)配套軟件和提供配套教學(xué)設(shè)備等方式，建成了兼具個性化與共享化的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育平臺，有效滿足了K-12階段學(xué)生需求，實(shí)現(xiàn)了師生教育信息互聯(lián)共享，賦能計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動的有效開展。

1.開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育相關(guān)課程，滿足各年級學(xué)生需求

紐約州教育廳注重計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)課程的開展，旨在促使學(xué)生在課堂上習(xí)得計(jì)算機(jī)科學(xué)知識與技能，培養(yǎng)其計(jì)算思維。在課程開設(shè)方面，從計(jì)算機(jī)科學(xué)核心課程與跨學(xué)科融合課程兩個維度出發(fā)，助力中小學(xué)生全方位掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)知識并實(shí)現(xiàn)融會貫通。

一是開設(shè)中小學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。2016年美國計(jì)算機(jī)協(xié)會（Association of Computing Machinery，ACM）聯(lián)合計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會（Computer Science Teachers Association，CSTA）與網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新中心（Cyber Innovation Center，CIC）等機(jī)構(gòu)組建了“K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)框架編制委員會”，研制并發(fā)布了《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)框架》，推動計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在基礎(chǔ)教育階段普及，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算素養(yǎng)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展問題解決能力（K-12 Computer Science

Framework Steering Committee，2016）。一些學(xué)校根據(jù)《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)框架》，針對不同學(xué)段學(xué)生特點(diǎn)以及區(qū)域?qū)嶋H情況開設(shè)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。如2019年薩拉曼卡高級中學(xué)開設(shè)“Woz K-12 Pathway”課程并將無人機(jī)、編程和3D打印套件融入其中，打破了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育與實(shí)踐應(yīng)用分離的局限，能有效助力學(xué)生在掌握學(xué)科原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。該校因此于2021年獲得國際STEM卓越獎（New York State Association for Computers and Technologies in Education，2021）。

二是開設(shè)跨學(xué)科融合課程。美國國家科學(xué)院全國研究理事會發(fā)布的《計(jì)算思維教學(xué)研討會報告》指出，計(jì)算思維可有效融入核心學(xué)科領(lǐng)域，幫助學(xué)生從不同學(xué)科維度出發(fā)，全方位深度理解計(jì)算思維的內(nèi)涵及應(yīng)用（National Research Council of the National Academies，2011）。基于此，紐約市按照學(xué)段為中小學(xué)生開設(shè)包含“1~5年級初級課程”“6~8年級進(jìn)階課程”“9~14年級高級課程”三個部分在內(nèi)的19門計(jì)算思維融合課程，實(shí)現(xiàn)了物理、藝術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的有機(jī)融合（NYC Department of Education，2021）。

2.開發(fā)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育軟件，打造師生教育共享平臺

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育軟件兼具豐富課堂教學(xué)內(nèi)容和促進(jìn)師生課內(nèi)外良性互動的雙重功能。紐約州致力于開發(fā)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育軟件，為全州所有中小學(xué)生提供了計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)習(xí)的課外平臺，助力計(jì)算思維、批判性思維和問題解決能力的提升，并為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作者提供了教育培訓(xùn)與交流平臺，促進(jìn)了各區(qū)域計(jì)算機(jī)科學(xué)教育互聯(lián)互通。

一是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)教育平臺，將校內(nèi)課程與兒童游戲有機(jī)結(jié)合，開展校外計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的實(shí)踐活動。如揚(yáng)克斯市為該市中小學(xué)生建立專門的“編碼社”（code.org），學(xué)生在家長的幫助下注冊學(xué)習(xí)賬號，開展相關(guān)的編程游戲活動。家長也可通過該平臺了解學(xué)生在學(xué)校的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程學(xué)習(xí)進(jìn)度和正在開展的相關(guān)活動，實(shí)時跟進(jìn)其學(xué)習(xí)動態(tài)。紐約市科學(xué)館還為學(xué)生開發(fā)了在線計(jì)算機(jī)科學(xué)活動社區(qū)，通過整合6~8年級計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，以及設(shè)計(jì)在線游戲及編程項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)（New York Hall of Science，2022）。

二是為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作者打造資源平臺，助力其在后疫情時代開展計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)工作。紐約州教育廳在其官網(wǎng)上為計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供了由全美計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會運(yùn)營的資源平臺，教師可利用該平臺進(jìn)行在線技能培訓(xùn)，并獲得教學(xué)工具包。該平臺還能為教師提供優(yōu)秀的課程教學(xué)視頻案例，為教師提供教學(xué)參考。

3.提供計(jì)算機(jī)科學(xué)教育設(shè)備，保障教育活動開展

計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的開展需要軟件與硬件設(shè)備的雙重輔助，其中配套硬件設(shè)備是計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動開展的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)中教師以電腦、VR/AR設(shè)備以及投影儀等為載體，將抽象的專業(yè)知識具象化呈現(xiàn)，以幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容。在課外學(xué)習(xí)中，平板電腦等作為重要學(xué)習(xí)工具，有助于學(xué)生自主探索計(jì)算機(jī)科學(xué)世界。新冠肺炎疫情期間，線上虛擬教學(xué)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的主要方式，縮小不同收入群體學(xué)生在硬件配備方面的數(shù)字鴻溝也成為線上教育活動得以開展的重要保障。為此，紐約州各市教育部門為中小學(xué)生提供了在線教學(xué)設(shè)備，保障居家學(xué)習(xí)正常開展。如布法羅市在“1∶1技術(shù)計(jì)劃”（1∶1 Technolog Program）基礎(chǔ)上為所有3~12年級學(xué)生提供了電子設(shè)備，在2020年發(fā)放3.1萬臺筆記本電腦和8000臺平板電腦。此外，該市使用900萬美元的聯(lián)邦補(bǔ)助資金購入1.4萬臺筆記本電腦和5000臺平板電腦，助力計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動的居家開展。截至2021年12月，紐約市共提供30余萬臺電子設(shè)備并改善了WiFi連接裝置，保障了110萬學(xué)生順利進(jìn)行在線學(xué)習(xí)（Robin，2021）。

五、紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的運(yùn)行支持

紐約州以打造優(yōu)質(zhì)K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系為愿景，形成了包括法規(guī)保障、資金支持、培訓(xùn)支持、技術(shù)支持和分工協(xié)同在內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育運(yùn)行支持。

1.法規(guī)保障：引領(lǐng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐

完善的政策法規(guī)為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的開展提供了法律依據(jù)。紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的法規(guī)保障主要體現(xiàn)在聯(lián)邦政府和紐約州兩個層面：

美國聯(lián)邦政府重視計(jì)算機(jī)科學(xué)在智能信息時代的作用，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會于2013年5月發(fā)布《聯(lián)邦STEM教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃》，明確了STEM的發(fā)展重點(diǎn)及實(shí)施規(guī)劃（趙中建，2017）。之后，美國國會在2015年頒布《STEM教育法案》，將計(jì)算機(jī)科學(xué)教育納入STEM教育框架下，正式確立了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在STEM教育中的重要地位與價值（Government Printing Office，2015）。同年12月，《讓每個學(xué)生都成功法案》將計(jì)算機(jī)科學(xué)確定為21世紀(jì)“全面教育”的基礎(chǔ)學(xué)科，要求州政府及地方政府給予資金和設(shè)備支持，為中小學(xué)生提供高質(zhì)量計(jì)算機(jī)科學(xué)課程及項(xiàng)目，以及提高弱勢學(xué)生群體的參與度等（U.S.Department of Education，2015）。

紐約州教育廳基于針對學(xué)校教育的《指導(dǎo)原則》（Guiding Principles），在尊重文化多樣性與學(xué)生個性化發(fā)展的前提下制定了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育相關(guān)政策規(guī)劃，并于2020年12月通過了紐約州《計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)字流暢學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)闡述了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育目標(biāo)及具體實(shí)施方法，有助于指導(dǎo)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動的開展（New York State Education Department，2020b）。此外《紐約州教育法》（New York State Education Law）2-D款規(guī)范了師生教育數(shù)據(jù)的使用權(quán)限，并規(guī)定每年發(fā)布數(shù)據(jù)隱私和安全活動年度報告，有效保障了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐活動中師生數(shù)據(jù)被安全使用（New York State Education Department，2022）。2020年1月紐約州教育廳開始實(shí)行修訂后的《教育專員條例》（Regulations of the Commissioner of Education），就進(jìn)一步加強(qiáng)州內(nèi)教育機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)安全和保護(hù)學(xué)生數(shù)據(jù)隱私等提供了指導(dǎo)（New York State Education Department，2020c）。

2.資金支持：落實(shí)教育活動所需經(jīng)費(fèi)

充足的經(jīng)費(fèi)投入是開展計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動和優(yōu)化其教育體系的基礎(chǔ)保障。紐約州內(nèi)各地的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育經(jīng)費(fèi)來源方式多樣，具體包括聯(lián)邦及州政府撥款、相關(guān)教育機(jī)構(gòu)資助和地方校際聯(lián)盟支持等。

一是政府專項(xiàng)撥款。紐約市作為開展計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的典型城市，獲得了較充足的預(yù)算經(jīng)費(fèi)。2021—2022年的市預(yù)算就獲得了超過10億美元的額外教育資金，以確保該市每個學(xué)生都能體驗(yàn)到有效的、符合學(xué)齡特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育（Eli et al.，2021）。

二是相關(guān)教育機(jī)構(gòu)資助。例如，紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校教育學(xué)院2019年申請了NSF主導(dǎo)的“全民計(jì)算機(jī)科學(xué)”項(xiàng)目，獲得了150萬美元計(jì)算機(jī)科學(xué)教育活動資金，這讓K-12階段學(xué)生有機(jī)會在學(xué)校獲得高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育（University at Albany，2019）。

三是地方校際聯(lián)盟為貧困區(qū)域提供資金補(bǔ)助。例如，由德萊頓中央學(xué)區(qū)、格羅頓中央學(xué)區(qū)和圣約埃社區(qū)學(xué)校組成的地方學(xué)校聯(lián)盟，為經(jīng)濟(jì)弱勢學(xué)生占比較大的紐約州湯普金斯縣的2170名學(xué)生與320名教師及行政人員提供了學(xué)習(xí)技術(shù)補(bǔ)助金，并通過與地方企業(yè)建立合作伙伴關(guān)系，幫助學(xué)生習(xí)得計(jì)算機(jī)科學(xué)教育相關(guān)技能，并為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的就業(yè)和科研做好準(zhǔn)備（Dryden Central School District，2020）。

3.培訓(xùn)支持：多方實(shí)施素養(yǎng)提升項(xiàng)目

紐約州各中小學(xué)校根據(jù)自身情況與相關(guān)教育研究機(jī)構(gòu)合作開展多種類型的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育項(xiàng)目，有助于提高計(jì)算機(jī)科學(xué)任課教師的專業(yè)素養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

在教師培訓(xùn)方面，主要針對計(jì)算機(jī)科學(xué)教師及跨學(xué)科課程教師開展培訓(xùn)，助力教師將包括計(jì)算思維在內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)素養(yǎng)有機(jī)融入課堂教學(xué)中。如紐約市學(xué)校研究聯(lián)盟與創(chuàng)客中心以及紐約市布朗特斯社區(qū)特許學(xué)校等聯(lián)合開展了“創(chuàng)客合作計(jì)劃”（The Maker Partnership Program，MPP），探索將計(jì)算思維融入科學(xué)類課程的方式，并研發(fā)創(chuàng)客教學(xué)法以實(shí)現(xiàn)將計(jì)算思維有機(jī)整合到常規(guī)科學(xué)教學(xué)活動中（Digital Promise，2021）。又如，伊薩卡市少年活動中心、康奈爾大學(xué)社區(qū)中心與該市中小學(xué)校合作開展了計(jì)算科學(xué)系統(tǒng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目以計(jì)算機(jī)科學(xué)素養(yǎng)、計(jì)算思維和數(shù)字素養(yǎng)為基礎(chǔ)，著重培養(yǎng)教師的學(xué)科勝任力。自2019年1月起，生物學(xué)、科學(xué)、幾何、藝術(shù)以及西班牙語等不同學(xué)科的25名教師逐漸將計(jì)算機(jī)科學(xué)原理有機(jī)融入課堂教學(xué)中（CSforAll，2019）。

在學(xué)生培訓(xùn)方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)教育機(jī)構(gòu)、高校與中小學(xué)校通過開設(shè)先修課程和假期拓展活動等，以期培養(yǎng)中小學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)的興趣并為其大學(xué)專業(yè)選擇做好準(zhǔn)備。如亞馬遜公司開展的“未來工程師計(jì)劃”（Amazon Future Engineer Program）向紐約市5個行政區(qū)的130多所高中提供了初級和大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)先修課程（Amazon，2019）。又如，布法羅大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究中心每年暑期面向高中二年級學(xué)生開展為期兩周的“埃里克·皮特曼計(jì)算科學(xué)年度夏季研討會”，在此期間學(xué)生可學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程及其在化學(xué)、可視分析學(xué)以及生物信息學(xué)中的應(yīng)用（University at Buffalo，2022）。

4.技術(shù)支持：提供團(tuán)隊(duì)與平臺雙重技術(shù)保障

紐約州在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中重視技術(shù)的支持作用。教育科研單位、高校等第三方機(jī)構(gòu)主要從組織專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和搭建教育輔助平臺入手，來實(shí)現(xiàn)對中小學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的技術(shù)支持。

一是組織技術(shù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化中小學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)。自2020年1月，美國全國性非營利教育組織“明日項(xiàng)目”組織計(jì)算機(jī)科學(xué)專家團(tuán)隊(duì)，為紐約市計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供一對一計(jì)算思維教學(xué)，評估每位任課教師的專業(yè)水平，制定個人專項(xiàng)學(xué)習(xí)計(jì)劃。專家每月與教師進(jìn)行兩次深度溝通以全面了解其學(xué)習(xí)進(jìn)度并提供個性化建議，以幫助任課教師掌握將計(jì)算思維等學(xué)科素養(yǎng)有機(jī)融入課堂教學(xué)的方法并能夠熟練使用相關(guān)教具（Project Tomorrow，2020）。

二是搭建教育輔助平臺。為應(yīng)對新冠肺炎疫情給計(jì)算機(jī)科學(xué)教育帶來的挑戰(zhàn)，哥倫比亞大學(xué)教育學(xué)院通過搭建數(shù)字圖書館為揚(yáng)克斯市公立學(xué)校教師提供教學(xué)指導(dǎo)。該平臺為教師提供針對性和差異化的教學(xué)工具包，提高其在“線上＋線下”混合式教學(xué)環(huán)境中的技術(shù)應(yīng)用能力，如利用沉浸式閱讀器、翻譯組件以增強(qiáng)師生間溝通，提升中小學(xué)生的課堂參與度和計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)動機(jī)等。數(shù)字圖書館除了服務(wù)教育工作者的計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)外，也為其提供包含課內(nèi)專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)平臺和融合計(jì)算機(jī)科學(xué)的社會科學(xué)課程技術(shù)學(xué)習(xí)平臺，有助于打通學(xué)科間壁壘，以及促進(jìn)師生完整知識體系的構(gòu)建（Yonkers Public Schools，2022b）。

5.分工協(xié)同：明晰分工保證合作開展

紐約州以建設(shè)高質(zhì)量K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系為目標(biāo)，注重多方協(xié)同和高效分工合作來共同推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系建設(shè)。

一是鼓勵地方針對實(shí)際情況，有的放矢完成區(qū)域計(jì)算機(jī)科學(xué)教育計(jì)劃。紐約市教育局在遵循聯(lián)邦與州教育法規(guī)的前提下，鼓勵校企合作共同促進(jìn)優(yōu)質(zhì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展；各地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)刂行W(xué)現(xiàn)狀及發(fā)展目標(biāo)采取個性化分工模式，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)合作活動的運(yùn)行。如羅切斯特市學(xué)區(qū)致力于實(shí)現(xiàn)“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，通過向?qū)W生提供高質(zhì)量、個性化的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，以提高其參與度和學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出。為此羅切斯特市教學(xué)技術(shù)首席教師團(tuán)隊(duì)為3300名計(jì)算機(jī)科學(xué)教師提供技術(shù)指導(dǎo)，羅切斯特大學(xué)為134名教育技術(shù)管理人員舉辦個性化技術(shù)峰會，共同探討教育領(lǐng)導(dǎo)管理方式變革等議題（New York State Education Department，2017）。

二是邀請地方高校及業(yè)內(nèi)專家對中小學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)。在紐約市教育部門提出的“建設(shè)數(shù)字領(lǐng)導(dǎo)力，滿足學(xué)生的學(xué)術(shù)需求，開展優(yōu)質(zhì)STREAM課程”的倡導(dǎo)下，地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)層、學(xué)校管理人員、一線教師及技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作開展“學(xué)科共進(jìn)”創(chuàng)新項(xiàng)目（Full Stream Ahead，F(xiàn)SA），“數(shù)字時代學(xué)習(xí)”（Digital Age Learning，DAL）技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)為一線教師提供教學(xué)與技術(shù)支持，全國性咨詢公司梅蒂斯協(xié)會（Metis Associates）通過對該項(xiàng)目進(jìn)行全面評估，向技術(shù)團(tuán)隊(duì)反饋教學(xué)與技術(shù)支持的有效性，保障“谷歌教室”（Google Classroom）等交互式課程平臺的穩(wěn)定運(yùn)行（Digital Age Learning，2020）。

六、結(jié)論與反思

美國紐約州為應(yīng)對人工智能時代教育新訴求，由州及地方教育部門和一線教育工作者共同主導(dǎo)、規(guī)劃計(jì)算機(jī)科學(xué)教育戰(zhàn)略、統(tǒng)籌教育資源并積極開展教育實(shí)踐活動，產(chǎn)生了積極的社會效應(yīng)。據(jù)美國計(jì)算技術(shù)行業(yè)協(xié)會2022年發(fā)布的報告顯示，紐約州科技行業(yè)從業(yè)人員達(dá)50余萬人，技術(shù)行業(yè)就業(yè)人數(shù)排名位居全美第三（CompTIA，2022）。與此同時，一些挑戰(zhàn)也隨之浮現(xiàn)。一是計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的師資欠缺。計(jì)算機(jī)科學(xué)教育非營利組織“編碼社”主席兼首席運(yùn)營官卡梅隆·威爾遜（Cameron Wilson）指出，全美中小學(xué)校中計(jì)算機(jī)科學(xué)教師與學(xué)生間的比例嚴(yán)重失調(diào)，紐約市需從外部引進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師才能保證高質(zhì)量計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的開展。二是缺乏評估學(xué)生計(jì)算機(jī)科學(xué)能力的一致方式。雖然OECD等國際組織開發(fā)了能夠評估學(xué)生計(jì)算思維等核心能力的標(biāo)準(zhǔn)化測試，但仍欠缺針對課程與教學(xué)方法的有效的具有可比性的評估方式（Emilian，2020）。

近年來，我國愈加重視義務(wù)教育階段的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。2022年出臺的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》明確將培養(yǎng)計(jì)算思維在內(nèi)的核心素養(yǎng)作為信息科技課程的總目標(biāo)（中華人民共和國教育部，2022a）。同期出臺的《新時代基礎(chǔ)教育強(qiáng)師計(jì)劃》也把提升中小學(xué)教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力和科學(xué)素養(yǎng)列為重要目標(biāo)（中華人民共和國教育部，2022b）。在義務(wù)教育階段開展計(jì)算機(jī)科學(xué)教育已成為共識（趙健等，2019）。但總體上，我國中小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)仍存在相關(guān)研究相對薄弱，計(jì)算思維課程與教學(xué)體系有待完善，計(jì)算思維教育理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題（張進(jìn)寶，2019）。

借鑒美國紐約州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系建設(shè)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，可從以下四個方面優(yōu)化我國中小學(xué)信息科技教育體系：一是明確信息科技教育的目標(biāo)及宗旨，注重培養(yǎng)中小學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會責(zé)任等，以順應(yīng)智能時代社會發(fā)展需要。二是落實(shí)信息科技教育體系各層級行動主體的權(quán)責(zé)與分工，面向各層級教育工作者開展信息科技教育培訓(xùn)，構(gòu)建決策層、管理層和執(zhí)行層間互聯(lián)互通的協(xié)同機(jī)制。三是通過開設(shè)優(yōu)質(zhì)課程、開發(fā)相關(guān)教育軟件和完善硬件設(shè)施建設(shè)等方式，滿足各學(xué)段學(xué)生的需求，保障信息科技教育實(shí)踐落地。四是構(gòu)建完善的中小學(xué)信息科技教育保障體系，從政策、資金、培訓(xùn)、技術(shù)等維度統(tǒng)籌信息科技教育資源，推動信息科技學(xué)科教研共同體建設(shè)，促進(jìn)校際、區(qū)域間信息科技教育協(xié)同發(fā)展。