The Nature and Role of Algebra in the K-14 Curriculum pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Natl Academy Pr

作者:National Council of Teachers of Mathematics and Mathematical Sciences

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:1998-9

价格:$ 51.70

装帧:Pap

isbn号码:9780309061476

丛书系列:

图书标签:

• Algebra
• Mathematics Education
• Curriculum
• K-12
• K-14
• Mathematical Concepts
• Teaching
• Learning
• Educational Research
• Mathematics

《深入理解计算思维：从基础概念到高级应用》 图书简介 本书旨在为教育工作者、课程设计者以及对计算思维（Computational Thinking, CT）在各个教育阶段的整合充满热忱的专业人士，提供一个全面、深入且实用的指导框架。在日益数字化的世界中，计算思维已不再是计算机科学的专属领域，而是被公认为一种核心素养，如同阅读和写作一样，是有效解决问题和创新思维的关键能力。本书将挑战传统的学科壁垒，深入探讨如何将计算思维的四大支柱——分解（Decomposition）、模式识别（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法设计（Algorithm Design）——无缝融入从小学到大学前（K-14）的各个教育阶段。 第一部分：计算思维的理论基石与教育哲学 本部分首先确立了计算思维的理论根源，追溯其在早期计算机科学教育（如 Seymour Papert 的“具身认知”理论）中的发展脉络，并将其与现代认知心理学和建构主义学习理论相结合。我们探讨计算思维并非仅仅是“编程”，而是一种高阶的、系统性的思维方式。 章节一：界定计算思维：超越代码的思维范式。 本章详细阐述了计算思维的四大核心要素，并利用跨学科的实例（如生物学中的分类、历史事件的因果链分析）来展示其普适性。我们强调区分“计算思维”与“计算技能”的重要性，前者关乎思维结构，后者关乎工具使用。 章节二：K-14 阶段的学习者认知发展与计算思维的契合点。 结合皮亚杰（Piaget）和维果茨基（Vygotsky）的发展阶段理论，本章分析了不同年龄段学生在发展抽象思维、逻辑推理能力上的自然倾向。我们提出了一个“螺旋式上升”的课程设计理念，确保计算思维的概念能随着学生认知水平的提高而不断深化。 章节三：评估计算思维：从过程到产出。 传统的测试方式难以有效捕捉思维过程。本章介绍了创新的评估策略，包括基于项目（PBL）的评估、思维日志分析以及通过学生解决复杂问题时所展现的元认知能力进行定性与定量分析的方法。 第二部分：跨学科整合的实践蓝图 计算思维的价值在于其可迁移性。本书的第二部分聚焦于如何将计算思维的元素系统地嵌入到核心学科中，而非将其视为独立的“额外”课程。 章节四：在数学教育中深化代数与几何的计算思维基础。 尽管本书不侧重于代数课程的具体内容，但我们深入探讨如何利用计算思维的结构来理解代数概念。例如，如何使用“抽象”来定义变量和函数，如何通过“算法设计”来系统化求解方程组的过程。我们提供了大量案例，展示如何通过可视化工具和序列思维来增强学生对数学结构本质的理解。 章节五：科学教育中的分解与建模：模拟世界的计算视角。 在物理、化学和生物学中，计算思维是进行有效科学探究的基石。本章重点介绍了如何指导学生将复杂的自然现象“分解”为可管理的部分，如何通过识别“模式”来建立实验假设，以及如何利用简单的程序语言或电子表格进行系统“建模”和预测。 章节六：人文与艺术领域的计算叙事与结构分析。 许多人认为人文科学与计算思维格格不入，本书对此提出反驳。我们探讨了如何利用“算法设计”来分析文学作品的叙事结构（如情节的流程图），如何通过“模式识别”来研究音乐的韵律和和声，以及如何使用数据可视化技术（源于计算思维）来揭示历史事件中的关联性。 章节七：工程设计与技术教育中的迭代优化循环。 在工程实践中，计算思维的“算法设计”与“调试”过程完美对应了设计思维中的迭代（Iterative Design）。本章阐述了如何引导学生在设计制造过程中，将每一次失败视为一次调试机会，从而培养出强大的韧性和优化能力。 第三部分：教师专业发展与课程实施策略 有效的课程改革依赖于教师的准备。本部分提供了面向教育工作者的实用工具和发展路径。 章节八：教师的计算思维“再训练”：从使用者到设计者。 许多教师本身并未接受过系统的计算思维训练。本章提供了一系列“去技术化”的活动，帮助教师首先在自身思维中内化计算思维的原则，再过渡到课堂教学设计中。我们强调教师需要将“编程”作为一种表达工具，而非最终目的。 章节九：构建支持性的技术环境与教学资源。 本章评估了当前市场上主流的教学技术（包括无屏幕工具、可视化编程环境和基于项目的工作空间），重点不在于推荐特定软件，而在于如何评估这些技术工具是否真正支持计算思维的深层学习，而非仅仅停留在表层操作。 章节十：跨部门协作与学校文化建设。 计算思维的成功整合需要学校行政层面的支持和跨学科教师的定期合作。本章提供了实施“计算思维周”、“跨学科主题项目”以及建立教师学习共同体（PLC）的详细路线图，旨在将计算思维融入学校的整体教育文化。 结论：面向未来的学习者 本书的最终目标是赋能教育者，使他们能够培养出不仅能适应未来技术变化，更能主动塑造未来的学习者。计算思维提供了一种强大的认知工具箱，帮助学生在面对未知复杂问题时，能够保持清晰的逻辑、系统的方法和持续的创新精神。本书的每一页都致力于提供可操作的见解和经过实践检验的策略，确保 K-14 阶段的教育能够真正实现面向 21 世纪的转型。

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