2024年6月6日发(作者：仰如意)
中国大学教学
2013年第7期
计算思维教学改革宣言
教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会
一个古老而又年轻的概念，计算思维的概念，正在
科技界和教育界萌发、激荡和蔓延。所到之处，彻底更
新和改变了现在被广泛认同的一些理论和认识。一种新
的关于计算和计算机科学的观点正迅速荡涤着旧有的传
统，焕发出面向新时代和新技术的崭新面貌。从事计算
机科学、思维科学、教育科学、社会科学、人文科学等
各方面的专家，围绕着不同的要求和目的被吸引到这一
领域里来。这种共同的兴趣将酝酿出新的重大的理论革
命和技术飞跃，一种全新的对于计算机科学的理解和应
用的时代已经展现在我们的面前。
在对计算思维进行了长达5年的跟踪研究和教学实
践的基础上，教育部高教司在2012年设立了以计算思维
为切入点的“大学计算机课程改革项目”。2013年5月
中旬，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会
的新老两届主任和副主任共聚深圳，就进一步推动项目
进展，在高校计算机教育中加强计算思维的研究和教育
进行了深入的讨论，并在此发表旨在大力推进以计算思
维为切入点的计算机教学改革宣言。
心理的，还是文字的或者语言的。思维的研究不可能研
究思维本身，只能通过思维外在表达形式来揭示思维的
内在实质。但是思维科学的力量并不仅限于此，仅仅通
过揭示思维外在表达形式与内在本质的关联远远不是思
维科学的全部精髓。真正令人惊异的结论是，思维科学
研究反过来也影响着人类思维自身：为了能够精确和科
学地表达自己的思维结论，人们必须学会让自己的思维
活动适应表达的形式，并且形成了科学的思维习惯。对
于思维外在表达形式的规范和整理，可以极大地影响人
类思维自身的质量和效率，科学在这里再一次表现了它
的神妙。人的思维科学研究促进了人类自身的进化和发
展，在科学的光辉下，人可以比大自然赋予的本能做得
更好和更多。在科学技术发达的今天，思维科学对于思
维本身的反作用已经表现得非常充分，人类几千年来的
发展，使得这种反作用推进了人类思维模式的不断革命，
人的思维变得越来越清晰和精准，人类交流思维活动的
方式也变得越来越有效和广泛。人，从一种自然思维的
生物变成了科学思维的生物。
迄今为止，人类所有的创新史都是思维的创新史，
人类文明进步的重大飞跃总是伴随着思维科学的进步。
中国春秋战国时期孔丘、公孙龙、李耳等对于思维辩证
的研究奠定了延绵几千年的东方文化；亚里士多德对于
哲学和逻辑学的研究，为希腊文明的高度辉煌铺垫了牢
固的基石；伽利略、牛顿对于现代实证主义体系的建立，
最终催生了现代一切科学的基础——现代的物理学和数
学，它的影响遍及所有的学科。马克思认为：“一种科
学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地
步。”莱布尼茨、弗雷格、希尔伯特等近代科学家对于
思维逻辑学的深入研究，使得人类对于科学体系的整理
建立在稳固的逻辑基础之上，以至于人类现在已经无法
怀疑这个体系内部的所有结论，否则整个科学的大厦将
会轰然倒塌，人类的科学水平将不得不倒退几千年，一
切将再次重头而来！所有对于已有结论质以怀疑的人，
最后总是质疑者本身被质疑。近100年来，因图灵、冯·诺
依曼等对于计算机科学的开拓和推进，激发了计算思维
的作用和影响，使之成为继实证思维和逻辑思维之后被
确立的第三种科学思维模式，这种思维模式极大地提升
一、教育与科学思维
“人的类特性恰恰就是自由的有意识的活动”（马克
思）。自古至今，所有的教育都是为了人的发展。人之发
展，首在思维，因此培养人的科学的思维能力必然是教
育的核心内容。在不同的历史时期和社会形态，教育总
是会被附加一些其他的要求和目标，但是究其本质，人
的科学思维能力的养成永远是所有历史时期和社会形态
共同的普适教育价值。在坚定的理想形成和优良的品格
塑造过程中，科学的思维起到决定性的意义。一个人的
科学思维能力的养成，必然伴随着创新能力的提高；一
个社会的科学思维能力的普及，必然伴随着整个民族的
振兴和国家的富强。因此，任何一个富有进取精神的政
府，都把科学思维能力的培养作为教育的最重要和最基
本的目标之一。
思维，作为人和动物最明显和最本质的区别，被分
为思维的本身和思维的表达形式。思维本身是人的自身
的活动，这是人类与生俱来的本能；而思维的表达形式
却是科学研究的对象，无论这种表达形式是生理的或者
7
了人类认识世界和改造世界的能力，把人类带进了信息
化的时代。这些事实反映了，人类文明的进步，必然以
思维模式的革新为前奏和铺垫。如果思维被桎梏于旧的
框架，我们怎么能够要求文明会大踏步地前进呢？
相对于艺术思维、宗教思维、情感思维等种种不同
的思维形式，科学思维是指人类从事科学活动时的思维
形式。与其他思维相比，科学思维最大的特点是，它的
表达体系必须具有以下特征：第一，必须能够对于思维
内容进行精确表达，使得别人能够理解你所思维的内容；
第二，必须能够对于思维过程进行合理描述，使得别人
不必重复你的思维过程即可相信你的思维结果；第三，
必须能够对于思维基础有一个公共约定，使得别人可以
有一个共同讨论的起点。从这个意义上讲，思维与它的
载体被紧密地联系起来，思维最普遍的载体是语言或者
文字。即使在科学发达的今天，我们仍然无法直接读取
人的思维，而是通过它的表达来间接了解思维的内容。
因此，仔细地规范思维的表达载体和表达形式是思维科
学基础而重要的内容，采用什么样的表达形式确实关系
到是否能够正确和有效表达思维，科学思维的范畴中必
须包含思维的表达体系。
以目前的认识，在科学思维的谱系中，真正具备了
系统和完善的表达体系的思维模式只有三个，分别是实
证思维、逻辑思维和计算思维。其中计算思维是最晚一
个被研究和整理的思维模式。尽管在人类思维发展的历
史上，常常会看见计算思维的影子，同时计算思维一些
重要内容也在不同的时期被研究，但是严格地说，只是
在最近的10年里，计算思维才真正得到重视和关注。与
实证思维和逻辑思维不同，计算思维关注的是人类思维
中有关可行性、可构造性和可评价性的部分。当一个原
始人面对一块石头准备加工工具时，他脑子里的思维既
不是对于石头本身属性的物理认识，也不是对于这件工
具用途的逻辑推理，他所想到的是实实在在的加工这件
工具的操作细节，是如何一步一步完成从石头到工具的
过程，这些步骤之间的顺序，每一个步骤完成的标准，
以及某一步骤失败后的替代措施，就是现代意义上的可
操作性和可验证性。原始人把这些思维逐步地映射到具
体的加工工程，一定是先有工程的思维，后有工程的实
践。这样的思维就包含了计算思维所有核心的内容，尽
管从程度上来说，原始人类的思维还是粗浅的和简单的。
但是计算思维确实存在于人类的自然思维之中，是人类
思维活动中固有的和先天的成分。没有计算机之前，就
有了计算思维的萌芽和表现，只是在有了计算机之后，
计算思维的问题才被真正关注，得到突飞猛进的发展，
成为现代人类必须掌握的基本思维能力。
但是我们一点也不轻视科学活动中的其他思维模
式，如类比、联想和灵感。甚至我们还认为这些思维是
人类创新的重要源头，历史上许多重大的发明创造，都
是借助于这些思维取得的。然而这些思维有一个重大的
问题没有解决，就是如何正确地表达思维的结论，使得
其他人不去重复你的思维过程而相信你的结论。试想一
下，通过灵感得到的结果如何才能表达清楚呢？实际上，
我们对于类比、联想和灵感的研究还十分不够，应用这
些思维即使得到了新的结论，依然需要借助实证思维、
逻辑思维或者计算思维的框架表达结论，至少目前人类
还只能这样做。
二、计算机教育与计算思维
我们关注思维和思维科学的教育，不仅仅是对于人
类自身行为的好奇，更重要的是，思维的进步，无论是
它的内容和形式，都会带来社会的巨大进步。用科学思
维武装起来的人，将会对于我们这个世界有着全新的认
识，将会具备改造世界的强烈愿望和足够能力。思维的
创新，一方面使得社会个体的行为更加有效和理性，另
一方面使得社会整体变得更为和谐和强大。科学的思维
表达方式，使得人们能够方便地交流思维结果，从而使
知识的积累和传授越来越迅捷和方便。人类，从个体人
的集合演变为社会人的集体，思维的进步和发展在其中
起到了至关重要的作用。因此掌握正确的思维模式和表
达方式是现代每一个社会人必须具备的素质，我们只需
要少量的研究思维的科学家，但是我们需要数以亿计的
掌握了科学思维基本模式和方法的劳动者。而教育为实
现这一目标提供了可能，教育把少数精英创造的知识传
授给每一个人，从而成为社会群体共同拥有的财富。通
过普惠于所有人群的教育，把人群中发散的和各取所好
的思维整合为有着共同认知的和方向一致的思维取向，
形成了人类认识世界和改造世界的思维合力，并由此产
生巨大的改造世界的社会生产力。教育通过改造人而改
造世界，这就是教育的根本和魅力。教育是把自然人变
成现代人的桥梁。科学思维不会遗传，因此教育是人类
社会发展的永恒主题。
计算思维以表示的形式化和执行的机械化为特点，
抽象和自动化是其本质的内容，在问题求解、系统设计
和人类行为理解等方面具有重要的作用。计算思维与实
证思维、逻辑思维鼎足而立，在各种科学和工程以及社
会经济技术领域有着独特的意义和无可替代性。也就是
说，三种思维各有所长，各有所重，合在一起形成了人
类认识世界和改造世界的强大工具。古代很多精彩的工
程或者工艺未能保存下来，或者难以被现代人理解，一
个主要原因是对于工程或者工艺的表达方式不科学和不
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2024年6月6日发(作者：仰如意)
中国大学教学
2013年第7期
计算思维教学改革宣言
教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会
一个古老而又年轻的概念，计算思维的概念，正在
科技界和教育界萌发、激荡和蔓延。所到之处，彻底更
新和改变了现在被广泛认同的一些理论和认识。一种新
的关于计算和计算机科学的观点正迅速荡涤着旧有的传
统，焕发出面向新时代和新技术的崭新面貌。从事计算
机科学、思维科学、教育科学、社会科学、人文科学等
各方面的专家，围绕着不同的要求和目的被吸引到这一
领域里来。这种共同的兴趣将酝酿出新的重大的理论革
命和技术飞跃，一种全新的对于计算机科学的理解和应
用的时代已经展现在我们的面前。
在对计算思维进行了长达5年的跟踪研究和教学实
践的基础上，教育部高教司在2012年设立了以计算思维
为切入点的“大学计算机课程改革项目”。2013年5月
中旬，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会
的新老两届主任和副主任共聚深圳，就进一步推动项目
进展，在高校计算机教育中加强计算思维的研究和教育
进行了深入的讨论，并在此发表旨在大力推进以计算思
维为切入点的计算机教学改革宣言。
心理的，还是文字的或者语言的。思维的研究不可能研
究思维本身，只能通过思维外在表达形式来揭示思维的
内在实质。但是思维科学的力量并不仅限于此，仅仅通
过揭示思维外在表达形式与内在本质的关联远远不是思
维科学的全部精髓。真正令人惊异的结论是，思维科学
研究反过来也影响着人类思维自身：为了能够精确和科
学地表达自己的思维结论，人们必须学会让自己的思维
活动适应表达的形式，并且形成了科学的思维习惯。对
于思维外在表达形式的规范和整理，可以极大地影响人
类思维自身的质量和效率，科学在这里再一次表现了它
的神妙。人的思维科学研究促进了人类自身的进化和发
展，在科学的光辉下，人可以比大自然赋予的本能做得
更好和更多。在科学技术发达的今天，思维科学对于思
维本身的反作用已经表现得非常充分，人类几千年来的
发展，使得这种反作用推进了人类思维模式的不断革命，
人的思维变得越来越清晰和精准，人类交流思维活动的
方式也变得越来越有效和广泛。人，从一种自然思维的
生物变成了科学思维的生物。
迄今为止，人类所有的创新史都是思维的创新史，
人类文明进步的重大飞跃总是伴随着思维科学的进步。
中国春秋战国时期孔丘、公孙龙、李耳等对于思维辩证
的研究奠定了延绵几千年的东方文化；亚里士多德对于
哲学和逻辑学的研究，为希腊文明的高度辉煌铺垫了牢
固的基石；伽利略、牛顿对于现代实证主义体系的建立，
最终催生了现代一切科学的基础——现代的物理学和数
学，它的影响遍及所有的学科。马克思认为：“一种科
学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地
步。”莱布尼茨、弗雷格、希尔伯特等近代科学家对于
思维逻辑学的深入研究，使得人类对于科学体系的整理
建立在稳固的逻辑基础之上，以至于人类现在已经无法
怀疑这个体系内部的所有结论，否则整个科学的大厦将
会轰然倒塌，人类的科学水平将不得不倒退几千年，一
切将再次重头而来！所有对于已有结论质以怀疑的人，
最后总是质疑者本身被质疑。近100年来，因图灵、冯·诺
依曼等对于计算机科学的开拓和推进，激发了计算思维
的作用和影响，使之成为继实证思维和逻辑思维之后被
确立的第三种科学思维模式，这种思维模式极大地提升
一、教育与科学思维
“人的类特性恰恰就是自由的有意识的活动”（马克
思）。自古至今，所有的教育都是为了人的发展。人之发
展，首在思维，因此培养人的科学的思维能力必然是教
育的核心内容。在不同的历史时期和社会形态，教育总
是会被附加一些其他的要求和目标，但是究其本质，人
的科学思维能力的养成永远是所有历史时期和社会形态
共同的普适教育价值。在坚定的理想形成和优良的品格
塑造过程中，科学的思维起到决定性的意义。一个人的
科学思维能力的养成，必然伴随着创新能力的提高；一
个社会的科学思维能力的普及，必然伴随着整个民族的
振兴和国家的富强。因此，任何一个富有进取精神的政
府，都把科学思维能力的培养作为教育的最重要和最基
本的目标之一。
思维，作为人和动物最明显和最本质的区别，被分
为思维的本身和思维的表达形式。思维本身是人的自身
的活动，这是人类与生俱来的本能；而思维的表达形式
却是科学研究的对象，无论这种表达形式是生理的或者
7
了人类认识世界和改造世界的能力，把人类带进了信息
化的时代。这些事实反映了，人类文明的进步，必然以
思维模式的革新为前奏和铺垫。如果思维被桎梏于旧的
框架，我们怎么能够要求文明会大踏步地前进呢？
相对于艺术思维、宗教思维、情感思维等种种不同
的思维形式，科学思维是指人类从事科学活动时的思维
形式。与其他思维相比，科学思维最大的特点是，它的
表达体系必须具有以下特征：第一，必须能够对于思维
内容进行精确表达，使得别人能够理解你所思维的内容；
第二，必须能够对于思维过程进行合理描述，使得别人
不必重复你的思维过程即可相信你的思维结果；第三，
必须能够对于思维基础有一个公共约定，使得别人可以
有一个共同讨论的起点。从这个意义上讲，思维与它的
载体被紧密地联系起来，思维最普遍的载体是语言或者
文字。即使在科学发达的今天，我们仍然无法直接读取
人的思维，而是通过它的表达来间接了解思维的内容。
因此，仔细地规范思维的表达载体和表达形式是思维科
学基础而重要的内容，采用什么样的表达形式确实关系
到是否能够正确和有效表达思维，科学思维的范畴中必
须包含思维的表达体系。
以目前的认识，在科学思维的谱系中，真正具备了
系统和完善的表达体系的思维模式只有三个，分别是实
证思维、逻辑思维和计算思维。其中计算思维是最晚一
个被研究和整理的思维模式。尽管在人类思维发展的历
史上，常常会看见计算思维的影子，同时计算思维一些
重要内容也在不同的时期被研究，但是严格地说，只是
在最近的10年里，计算思维才真正得到重视和关注。与
实证思维和逻辑思维不同，计算思维关注的是人类思维
中有关可行性、可构造性和可评价性的部分。当一个原
始人面对一块石头准备加工工具时，他脑子里的思维既
不是对于石头本身属性的物理认识，也不是对于这件工
具用途的逻辑推理，他所想到的是实实在在的加工这件
工具的操作细节，是如何一步一步完成从石头到工具的
过程，这些步骤之间的顺序，每一个步骤完成的标准，
以及某一步骤失败后的替代措施，就是现代意义上的可
操作性和可验证性。原始人把这些思维逐步地映射到具
体的加工工程，一定是先有工程的思维，后有工程的实
践。这样的思维就包含了计算思维所有核心的内容，尽
管从程度上来说，原始人类的思维还是粗浅的和简单的。
但是计算思维确实存在于人类的自然思维之中，是人类
思维活动中固有的和先天的成分。没有计算机之前，就
有了计算思维的萌芽和表现，只是在有了计算机之后，
计算思维的问题才被真正关注，得到突飞猛进的发展，
成为现代人类必须掌握的基本思维能力。
但是我们一点也不轻视科学活动中的其他思维模
式，如类比、联想和灵感。甚至我们还认为这些思维是
人类创新的重要源头，历史上许多重大的发明创造，都
是借助于这些思维取得的。然而这些思维有一个重大的
问题没有解决，就是如何正确地表达思维的结论，使得
其他人不去重复你的思维过程而相信你的结论。试想一
下，通过灵感得到的结果如何才能表达清楚呢？实际上，
我们对于类比、联想和灵感的研究还十分不够，应用这
些思维即使得到了新的结论，依然需要借助实证思维、
逻辑思维或者计算思维的框架表达结论，至少目前人类
还只能这样做。
二、计算机教育与计算思维
我们关注思维和思维科学的教育，不仅仅是对于人
类自身行为的好奇，更重要的是，思维的进步，无论是
它的内容和形式，都会带来社会的巨大进步。用科学思
维武装起来的人，将会对于我们这个世界有着全新的认
识，将会具备改造世界的强烈愿望和足够能力。思维的
创新，一方面使得社会个体的行为更加有效和理性，另
一方面使得社会整体变得更为和谐和强大。科学的思维
表达方式，使得人们能够方便地交流思维结果，从而使
知识的积累和传授越来越迅捷和方便。人类，从个体人
的集合演变为社会人的集体，思维的进步和发展在其中
起到了至关重要的作用。因此掌握正确的思维模式和表
达方式是现代每一个社会人必须具备的素质，我们只需
要少量的研究思维的科学家，但是我们需要数以亿计的
掌握了科学思维基本模式和方法的劳动者。而教育为实
现这一目标提供了可能，教育把少数精英创造的知识传
授给每一个人，从而成为社会群体共同拥有的财富。通
过普惠于所有人群的教育，把人群中发散的和各取所好
的思维整合为有着共同认知的和方向一致的思维取向，
形成了人类认识世界和改造世界的思维合力，并由此产
生巨大的改造世界的社会生产力。教育通过改造人而改
造世界，这就是教育的根本和魅力。教育是把自然人变
成现代人的桥梁。科学思维不会遗传，因此教育是人类
社会发展的永恒主题。
计算思维以表示的形式化和执行的机械化为特点，
抽象和自动化是其本质的内容，在问题求解、系统设计
和人类行为理解等方面具有重要的作用。计算思维与实
证思维、逻辑思维鼎足而立，在各种科学和工程以及社
会经济技术领域有着独特的意义和无可替代性。也就是
说，三种思维各有所长，各有所重，合在一起形成了人
类认识世界和改造世界的强大工具。古代很多精彩的工
程或者工艺未能保存下来，或者难以被现代人理解，一
个主要原因是对于工程或者工艺的表达方式不科学和不
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