前 言
2010年11月，在濟(jì)南的“大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇”大會(huì)上，前教育部計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任陳國(guó)良院士做了關(guān)于“計(jì)算思維”的專(zhuān)題報(bào)告，筆者有幸參加了本次會(huì)議，首次學(xué)習(xí)并了解到了“計(jì)算思維”及其相關(guān)知識(shí)。那時(shí)，一邊聽(tīng)陳院士的報(bào)告，一邊就在浮想聯(lián)翩——滿腦子的狹義計(jì)算思維。想到激動(dòng)處，竟脫口狂言：“也許，我也能寫(xiě)本計(jì)算思維方面的書(shū)！”彼時(shí)同事一臉的疑惑和莫言。會(huì)議開(kāi)完了，諸事纏身，什么也不記得了。
2011年暑假，到風(fēng)景秀美的張家界參加一個(gè)計(jì)算機(jī)方面的會(huì)議，會(huì)上又聽(tīng)了一個(gè)專(zhuān)家做關(guān)于“計(jì)算思維”的報(bào)告，感覺(jué)自己真該做點(diǎn)什么了。會(huì)議結(jié)束后，在返回柳州的火車(chē)上，閑來(lái)無(wú)事，竟然規(guī)劃起《計(jì)算思維導(dǎo)論》的大綱來(lái)——大致勾勒了每一章寫(xiě)點(diǎn)什么。
回到學(xué)校，一瞎忙乎，又忘記這回事兒了。
2012年春季，大概5月份，帶了幾個(gè)同事到武漢華中科技大學(xué)參加一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議，再次聆聽(tīng)到了陳國(guó)良院士等幾位專(zhuān)家關(guān)于“計(jì)算思維”的報(bào)告，深受啟發(fā)。又讓我產(chǎn)生了寫(xiě)本書(shū) 前 言
2010年11月，在濟(jì)南的“大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇”大會(huì)上，前教育部計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任陳國(guó)良院士做了關(guān)于“計(jì)算思維”的專(zhuān)題報(bào)告，筆者有幸參加了本次會(huì)議，首次學(xué)習(xí)并了解到了“計(jì)算思維”及其相關(guān)知識(shí)。那時(shí)，一邊聽(tīng)陳院士的報(bào)告，一邊就在浮想聯(lián)翩——滿腦子的狹義計(jì)算思維。想到激動(dòng)處，竟脫口狂言：“也許，我也能寫(xiě)本計(jì)算思維方面的書(shū)！”彼時(shí)同事一臉的疑惑和莫言。會(huì)議開(kāi)完了，諸事纏身，什么也不記得了。
2011年暑假，到風(fēng)景秀美的張家界參加一個(gè)計(jì)算機(jī)方面的會(huì)議，會(huì)上又聽(tīng)了一個(gè)專(zhuān)家做關(guān)于“計(jì)算思維”的報(bào)告，感覺(jué)自己真該做點(diǎn)什么了。會(huì)議結(jié)束后，在返回柳州的火車(chē)上，閑來(lái)無(wú)事，竟然規(guī)劃起《計(jì)算思維導(dǎo)論》的大綱來(lái)——大致勾勒了每一章寫(xiě)點(diǎn)什么。
回到學(xué)校，一瞎忙乎，又忘記這回事兒了。
2012年春季，大概5月份，帶了幾個(gè)同事到武漢華中科技大學(xué)參加一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議，再次聆聽(tīng)到了陳國(guó)良院士等幾位專(zhuān)家關(guān)于“計(jì)算思維”的報(bào)告，深受啟發(fā)。又讓我產(chǎn)生了寫(xiě)本書(shū)的沖動(dòng)！
俗話說(shuō)“事不過(guò)三”，該痛下決心做點(diǎn)什么了�？僧�(dāng)時(shí)正在撰寫(xiě)一本教學(xué)改革專(zhuān)著，須限期完成。2012年7月15日，專(zhuān)著總算“殺青”。7月16日，正式開(kāi)始撰寫(xiě)“計(jì)算思維”方面的書(shū)稿了。
回想起來(lái)，那時(shí)的我，手忙腳亂，日夜兼程。一邊著書(shū)，一邊聯(lián)系出版社，最后在廣西師范大學(xué)出版社的大力支持下，在國(guó)內(nèi)“率先”出版了將近60萬(wàn)字的《計(jì)算思維導(dǎo)論》。從“下筆”撰寫(xiě)到正式出版拿到書(shū)，前后竟然不到4個(gè)月，為的就是“率先”和參加廣州會(huì)議（事后才知道，陳國(guó)良院士于同年同月出版了同名著作，不免汗顏）。
11月8日，筆者帶著幾十本書(shū)，屁顛屁顛地去廣州“大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇”上交流。此程雖然收獲了業(yè)界不少人士好奇的眼光，但也招致了個(gè)別專(zhuān)家不屑的微詞——大意是“你等湊什么熱鬧、趕啥子時(shí)髦�。　毙箽�？No！
得意和任性的我，給陳國(guó)良院士寄了一本書(shū)。盡管此前從來(lái)沒(méi)有和陳院士打交道（除了遠(yuǎn)遠(yuǎn)地聆聽(tīng)他兩次報(bào)告），盡管陳院士也于同年同月出版了同名著作，但后來(lái)還是得到了陳院士的許多褒獎(jiǎng)！不免由衷感嘆，大家就是大家，不一樣的胸懷！
《計(jì)算思維導(dǎo)論》第一次只印刷了1100冊(cè)，我用課題費(fèi)購(gòu)買(mǎi)了1000冊(cè)，全部用于分發(fā)和交流了。盡管很多人沒(méi)有看到此書(shū)，但還是得到了不少肯定，直至今日，仍然有人在聯(lián)系筆者，希望提供教學(xué)資源和課件，以便教材的采用。還好，努力沒(méi)有白費(fèi)。好消息一個(gè)接著一個(gè)來(lái)了！
2013年7月，教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂并發(fā)布了極具戰(zhàn)略指導(dǎo)意義的《計(jì)算思維教學(xué)改革白皮書(shū)》（征求意見(jiàn)稿），我們編著的《計(jì)算思維導(dǎo)論》一書(shū)有幸成為主要參考文獻(xiàn)之一（總共5份參考文獻(xiàn)），也屬不易。
2013年10月，由教育部社科司組織評(píng)選“第三屆中國(guó)大學(xué)出版社優(yōu)秀教材”，《計(jì)算思維導(dǎo)論》榮獲“第三屆中國(guó)大學(xué)出版社優(yōu)秀教材”一等獎(jiǎng)。
2014年11月，經(jīng)過(guò)層層評(píng)審，《計(jì)算思維導(dǎo)論》被評(píng)為第二批“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
不知不覺(jué)兩年半過(guò)去了。

兩年半來(lái)，筆者一直在思考兩個(gè)問(wèn)題：一是“計(jì)算思維”到底是什么？二是“計(jì)算思維”教育到底該怎么做？
第一個(gè)問(wèn)題——“計(jì)算思維”到底是什么？相信也是教育界同行一直犯迷糊的問(wèn)題。仔細(xì)想想，其實(shí)不怪大家迷糊。即便是“計(jì)算思維”的倡導(dǎo)者周以真教授，也沒(méi)有明確定義什么是計(jì)算思維（周教授在在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》上介紹“Computational thinking”時(shí)，用的不是系動(dòng)詞“is”，而是“involves”），國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)家學(xué)者在撰文、報(bào)告時(shí)，也只是簡(jiǎn)單地引述周教授的文獻(xiàn)，更有甚者，弄一大堆“云里霧里”的概念，讓大家更加迷糊。另外，王飛躍先生首次翻譯“Computational thinking”時(shí)把“thinking”翻譯成“思維”，本無(wú)可厚非，可不少人一見(jiàn)“思維”二字就斷章取義、望文生義了。
一時(shí)間，關(guān)于“計(jì)算思維”的各種不利看法和觀點(diǎn)滿天飛——有人說(shuō)，腦科學(xué)還沒(méi)有搞清楚思維的機(jī)理，談什么計(jì)算思維？有人說(shuō)，錢(qián)學(xué)森搞了那么久思維科學(xué)研究，也沒(méi)有搞出什么名堂，研究什么計(jì)算思維？有人說(shuō)，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)一直在教計(jì)算思維，有什么新鮮的？有人說(shuō)，“計(jì)算思維”不過(guò)是一個(gè)嘩眾取寵的噱頭，兔子尾巴長(zhǎng)不了；也有人說(shuō)，教會(huì)學(xué)生使用Windows、Word、PowerPoint、Excel等工具，本身就是計(jì)算思維，因?yàn)橹�名學(xué)者EdsgerWybeDijkstra說(shuō)過(guò)：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力�！薄�…
更多人在觀望！
當(dāng)然，也有不少人在努力地研究和探索。
筆者也陷入了深深的思索之中。俗話說(shuō)，“解鈴還需系鈴人”。困惑之時(shí)，筆者細(xì)細(xì)研讀周以真教授的文獻(xiàn)，終有所獲。盡管周教授沒(méi)有明確定義計(jì)算思維，但卻明確地界定了“什么是計(jì)算思維，什么不是計(jì)算思維”，她提出的以下6點(diǎn)很值得大家仔細(xì)斟酌：
① 計(jì)算思維是概念化思維，不是程序化思維。
② 計(jì)算思維是基礎(chǔ)的技能，而不是機(jī)械的技能。
③ 計(jì)算思維是人的思維，不是計(jì)算機(jī)的思維。
④ 計(jì)算思維是思想，不是人造品。
⑤ 計(jì)算思維是數(shù)學(xué)和工程互補(bǔ)融合的思維，不是數(shù)學(xué)性的思維。
⑥ 計(jì)算思維面向所有的人，所有領(lǐng)域。
這6點(diǎn)太重要了，這才是計(jì)算思維的核心和本質(zhì)。
周以真教授說(shuō)到了問(wèn)題的要害，讓人由衷地敬佩！另外，周教授所指的“計(jì)算思維”是“Computational thinking”，而非“Computing thinking”，更不是“Computer thinking”，值得好好琢磨。
筆者仔細(xì)品味后，對(duì)什么是計(jì)算思維有了自己的認(rèn)知——計(jì)算思維就是基于計(jì)算的、隱藏在一般陳述性知識(shí)和技術(shù)背后的、科學(xué)家們求解問(wèn)題時(shí)的思想和方法，借用一句話，就是“Computational Thinking is about idea, not technology”。計(jì)算思維屬于科學(xué)方法論的范疇。
只有這樣的認(rèn)知，計(jì)算思維才是概念化思維而不是程序化思維；只有這樣的認(rèn)知，計(jì)算思維才是最基礎(chǔ)的技能而不是機(jī)械的技能；只有這樣的認(rèn)知，才是人的思維而不是計(jì)算機(jī)的思維；只有這樣的認(rèn)知，計(jì)算思維才是思想而不是人造品；只有這樣的認(rèn)知，計(jì)算思維才是數(shù)學(xué)與工程互補(bǔ)融合的思維而不是數(shù)學(xué)性思維；也只有這樣的認(rèn)知，才有可能面向所有的人、所有的領(lǐng)域！
在《計(jì)算思維導(dǎo)論》中，筆者就旗幟鮮明地指出計(jì)算思維屬于哲學(xué)方法論的范疇，并指出計(jì)算思維可以分為廣義計(jì)算思維和狹義計(jì)算思維�；剡^(guò)頭來(lái)看，這兩個(gè)觀點(diǎn)沒(méi)有問(wèn)題，但當(dāng)時(shí)的認(rèn)知還比較膚淺，多少有點(diǎn)瞎蒙的感覺(jué)。也正因?yàn)槿绱�，筆者放下很多該做的事情，盡量抽出時(shí)間對(duì)《計(jì)算思維導(dǎo)論》進(jìn)行修訂，期望以一種正確的認(rèn)知觀反映計(jì)算思維，而不至產(chǎn)生誤導(dǎo)。這也就是本書(shū)全面改版的由來(lái)。
第二個(gè)問(wèn)題——計(jì)算思維教育到底該怎么做？這也是廣大同行所關(guān)心的。幾年過(guò)去了，學(xué)者們通過(guò)立項(xiàng)研究等多種方式，出版了多本計(jì)算思維方面的著作和教材，一些學(xué)校也在努力“試點(diǎn)”，但計(jì)算思維教育似乎并沒(méi)有真正“落地”�？陀^地說(shuō)，計(jì)算思維到底該教些什么以及怎么教，還一直困擾著業(yè)界的大多數(shù)人。
不可否認(rèn)的現(xiàn)狀是：計(jì)算思維似乎“狼煙四起”，業(yè)界多數(shù)人卻又“一頭霧水，莫衷一是”。以至各種理解與做法都有，大致分為四類(lèi)。
一類(lèi)是以“應(yīng)用”做幌子，強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)該強(qiáng)化應(yīng)用能力培養(yǎng)，但一落到實(shí)處，還是技能培訓(xùn)。確切地說(shuō)，強(qiáng)化應(yīng)用能力什么時(shí)候都沒(méi)有錯(cuò)，關(guān)鍵是應(yīng)用能力是分層次的，設(shè)計(jì)一艘宇宙飛船去太空深處探究奧秘也是應(yīng)用，學(xué)會(huì)用Word編排文件也是應(yīng)用，層次不一樣而已。
一類(lèi)是以“濃縮”+“拼盤(pán)”的方式，講解計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)基礎(chǔ)的各種內(nèi)容，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全等，幾乎涵蓋了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的所有核心課程。這樣一鍋“夾生飯”，對(duì)于教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)，真不知道如何咀嚼和下咽。
一類(lèi)是站在計(jì)算學(xué)科教育研究的高度，圍繞“計(jì)算作為一門(mén)學(xué)科”討論計(jì)算學(xué)科的形態(tài)（抽象、理論、設(shè)計(jì)）、計(jì)算學(xué)科的基本問(wèn)題、計(jì)算學(xué)科的知識(shí)矩陣、計(jì)算科學(xué)哲學(xué)、計(jì)算學(xué)科方法論等，給人的感覺(jué)是“著作”色彩很濃，作為“教材”，似乎并沒(méi)有怎么考慮教育的對(duì)象——?jiǎng)側(cè)腴T(mén)的大一學(xué)生，他們能接受嗎？
再一類(lèi)就是近年來(lái)，受“計(jì)算思維”影響，試圖尋求突破，在“狹義計(jì)算思維”的某些方面做了挖掘和整理，給人以新穎的感覺(jué)�？陀^地說(shuō)，“計(jì)算機(jī)思維”或“程序思維”更濃，“計(jì)算思維”不足。
筆者對(duì)計(jì)算思維的本質(zhì)有了基本的認(rèn)知后，對(duì)計(jì)算思維教育也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，歸納起來(lái)，有如下幾方面的看法：
① 計(jì)算思維所蘊(yùn)含的思想和方法，對(duì)拓展學(xué)生的“思維”空間、培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力非常有幫助，與高等教育強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新與能力培養(yǎng)相吻合。分析圍棋高手的培養(yǎng)，不難發(fā)現(xiàn)，他們需要大量的時(shí)間研讀前人對(duì)弈過(guò)的棋譜，并從中悟出“道”和“術(shù)”，然后通過(guò)實(shí)戰(zhàn)提升自己的實(shí)力。而“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程更像軟件使用說(shuō)明書(shū)或者操作指南，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的技能。
② 計(jì)算思維教育沒(méi)有太多現(xiàn)成的素材，需要深入挖掘和整理隱藏在知識(shí)和技術(shù)背后的、科學(xué)家們遇到問(wèn)題時(shí)尋找解決辦法的思想和方法，這不是一件容易的事情。另一方面，計(jì)算學(xué)科雖然年輕，但能挖掘出來(lái)的“計(jì)算思維”內(nèi)容卻非常豐富、素材相當(dāng)多，不太可能全部納入教學(xué)內(nèi)容，這就需要認(rèn)真地篩選，最后確定一個(gè)最佳的集合，該集合應(yīng)該涵蓋學(xué)科的不同層面。
③ 計(jì)算思維屬于思想和方法層面上的東西，具有一定的抽象性。計(jì)算思維要“源于生活，高于生活，給人們以美的熏陶與享受”，這與大學(xué)教育是相稱(chēng)的。大學(xué)教育本身就不應(yīng)該那么功利，否則就與“職業(yè)培訓(xùn)”相當(dāng)了�？v觀大學(xué)的課程，像數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、哲學(xué)等基礎(chǔ)課，無(wú)一不具有較強(qiáng)的抽象性。比較而言，原來(lái)的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程灌輸一大堆表象的、技術(shù)性的知識(shí)，培養(yǎng)所謂的操作技能，不管是內(nèi)容還是難度都不怎么像一門(mén)大學(xué)的基礎(chǔ)課，充其量與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)相當(dāng)。另外，前者是程序性知識(shí)，