我们处在人与世界彼此渗透、相互影响的环境中，通过体验和认识来把握世界。在此过程中，我们造就了一种全新的、具有广泛意义的思想方法和实践需求，并形成丰厚的思想内涵，进而积淀为人类一种基本的思维智慧。英国有名科幻作家道格拉斯·亚当斯（Douglas Adams）曾用沙子的四个时代来说明技术对人类思想的影响：望远镜让人类知道地球在宇宙中的位置；显微镜让人类看清微观世界的构造；而计算机的海量高速计算和虚拟本质开启了数字世界；互联网和智能技术则产生了万物互联和机器智能。四个时代的共同特点彰显了技术在改变人类世界观方面的力量，驱使人类重新理解世界，调整自己在世界中的定位。所不同的是在利用望远镜和显微镜认识世界的时代，人类和世界在思维领域是分离的关系，当今时代则处于以人工智能技术为代表的新兴技术所创造的与人类日常生活息息相关的、虚实相融的全新计算世界。无论是化身小芯片嵌入我们生活方方面面的计算性能，还是每日产生上亿信息的物联网大数据计算系统，计算技术已经不仅仅是生活中不可或缺的问题解决工具，更是促使人类和世界互动方式发生根本改变的驱动力。计算技术推动人类思维方式发生革命性变化，其中生成的计算思维和传统科学的实证思维以及逻辑思维一起，带领人类社会的生产和生活迈向智能化的未来。为此，人们期待一种全新的教育生态，变革工业化时代建立起来的以知识传授为主的标准化教育体系，培养具有利用计算技术解决问题的能力的创新型人才，以适应可预期的人与人工智能协同进化的未来社会。STEM教育，正是面对这样的现实和未来问题，被寄予承担教育新生态建设的期望，因而成为世界各国教育改革的热点领域。
尽管各国对ST

第一章 计算思维：智能时代问题解决的基本能力
第一节 理解计算的本质
一、计算领域的发展
二、计算原理和性质
三、计算和计算思维
第二节 理解计算思维
一、计算思维的提出
二、计算思维的概念
三、计算思维的操作性定义
第三节 计算思维的实践
一、计算思维实践的依据
二、计算思维是考虑应用场景的实践
三、计算思维是生活问题的形式化描述
四、计算思维是从特殊到一般的问题解决
五、编程是计算思维学习的重要途径
第四节 面向计算思维的教育
一、智能时代呼唤计算思维教育
二、计算思维教育的核心内容和实施策略
三、计算思维教育的目标：用计算思维学习和思考
四、计算思维教育的评价
本章小结
本章回顾与反思

第二章 从技术实现到素养培育：指向计算思维教育的STEM项目设计
第一节 从技术应用到素养导向的计算思维教育
一、课堂技术学习和计算思维培养映射引导
二、计算思维“应用-修改-创作”三阶段进展模式
三、《ISTE教育者计算思维能力标准》助力计算思维培养
四、从技术学习到核心素养培育的计算机科学教育案例
第二节 指向核心素养的STEM教育
一、知识、技能、能力和素养
二、STEM教育是指向能力和素养的教育
三、STEM项目式学习的问题驱动
四、STEM是基于课程标准的内容设计
五、STEM是基于学习支架的探究过程
第三节 计算思维和STEM课程的整合
一、STEM项目中的计算思维培养
二、计算思维与STEM中的科学思维
三、计算思维与STEM中的工程思维
四、计算思维与STEM中的数学思维
五、计算思维与STEM中的人文艺术思维
六、计算思维与人工智能思维
第四节 “STEM+计算思维”项目设计与实施模型
一、基于计算思维的问题求解步骤
二、计算思维问题求解模型中的思维关联
……

第三章 用计算思维思考和学习：STEM项目问题解决新途径
第四章 实践应用与创新：基于STEM的计算思维项目式学习

参考文献
后记