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美国CSTA K-12计算机科学标准「中文版」转

时间：2020-08-26 12:23:41

[临时] CSTA K-12计算机科学标准

年修订

CSTA标准任务

计算机科学教师协会（CSTA）

计算机协会（ACM）

2 Penn Plaza，Suite 701

纽约，NY 10121

本文版权©归计算机科学教师协会（CSTA）和计算机协会（ACM）所有。允许个人或学校免费获取本文部分的的数码拷贝或硬拷贝文本，前提是副本不应用于盈利或商业利益，并且副本在第一页上标注本通知和完整引用。必须尊重除ACM以外的其他人拥有的此项工作的组件的版权。摘要需标记出处。

除了复制外，若想将本作品重新发布在服务器或列表上，需要事先得到具体的许可和/或支付费用。通过向customerservice@提交书面请求，获得计算机科学教师协会（CSTA）重新发布的许可。

对于其他复制第一页或最后一页底部代码的文章，只要代码中指明的每份副本费用通过版权计算中心支付，222 Rosemood Drive，Danvers，MA 01923

CSTA / ACM ISBN：＃978-1-4503-4762-4

CSTA / ACM订货号：＃999160

成本：$ 7.00 US / $ 8.00国际

其他副本可以从以下地址预订：

CSTA订单部门：

收件人：CSTA Standards

PO Box 767，Springfield，OR 97477

电子邮件：customerservice@csta-

电话：+ 1-800-342-6626 | 传真：+ 1-541-944-1318

- CSTA标准修订任务

领导

Deborah Seehorn CSTA董事会联合主席北卡罗莱纳州公共教育部退休的前任主席

Tammy Pirmann联合主席，CSTA董事会学区代表，斯普林菲尔德镇，宾夕法尼亚州

K-5团队

托德·拉什（Todd Lash）

K-5等级主管，

计算机科学和计算思维

的教学教练和教学专家

Kenwood小学

Leticia Batista

幼儿园教师

苹果杰出教育家

加州奥克斯纳德McKinna小学

Dylan Ryder

中级分部教育技术员

哥伦比亚大学

Vicky Sedgwick

K-8技术教师和技术培训师

加州圣马丁主教学校

6-8团队

Irene Lee

6-8等级主管

研究科学家

麻省理工学院Scheller教师教育项目/教育商场MA（文学硕士）

Dianne O'Grady-Cunniff

计算机科学与技术教育专家

Charles County公立学校博士

Bryan Twarek

计算机科学协调员

旧金山联合学区

9-12团队

Daniel·Moix

9-12等级主管，

阿肯色K-12计算机科学教育专家

阿肯色数学，科学和艺术学校

朱莉娅·贝尔Julia Bell

计算机科学副教授

田纳西州Walters州立社区学院

Lori Pollock

特拉华大学计算机与信息科学教授

Laura Blankenship

计算机科学主席和学术事务临时院长

鲍德温学校，宾夕法尼亚州

Chinma Uche

计算机科学与数学教师，

哈特福德大学数学与科学学院以及CREC航空航天工程学院

致谢

- CSTA K-12 CS标准审查工作组联合主席非常感谢K-12计算机科学教育的先驱者，为CSTA K-12 CS标准的修订作出了贡献。下面列出的团体与工作组成员亲切地分享了他们的时间和专长，从而在修改过程中提供了灵感和指导。我们向您致敬，致力于K-12计算机科学教育，感谢您的合作精神。

- CSTA K-12 CS标准修订工作组成员CSTA成员社区AchieveK-12 CS框架佛罗里达州教育局马里兰州CS事宜指导委员会华盛顿教育与华盛顿大学 CS教职人员阿肯色州教育厅Anthony Owen马萨诸塞州Jim Stanton志愿者审稿人，包括：

▪Chris Stephenson

▪Deepa Muralidhar

▪Sheena Vaidyanathan

▪Debbie Carter

我们也衷心感谢CSTA最支持的合作伙伴之一Google。感谢您为我们提供这个重要项目的能力。我们感谢您的贡献和支持。

贡献

- CSTA标准修订工作组对CSTA K-12计算机科学标准进行了修订，并将此修订本献给我们的朋友和同事Karen Marie Putman。 Karen（凯伦）是CSTA和CSTA K-12 CS标准的热心支持者。她是芝加哥大学实验学校的计算机科学老师，在那里她教了45年。她是最早的K-8计算机科学教育工作者之一，从德语教学转向教学标志编程。

凯伦在9月初积极加入- CSTA标准修订工作小组，她在小组工作中担任K-5等级主管职务时突然不幸去世时。这使我们失去了一个在K-8 CS教育领域有着资历和学时且收我们重视的CS教育者。特别工作组成员希望献出这些标准来纪念凯伦，相信她会喜欢看到标准的实现。

执行摘要... 1

介绍... 1

目的和宗旨... 1

修订过程... 2

执行中的挑战... 2

结论... 2

CSTA K-12 CS暂行标准... 4

1级（K-5年级）... 4

2级（6-8年级）... 6

3A级（9-级）... 8

3B级（11-级）... 10

附录A：专业术语表... 12

附录B：识别码的说明... 17

执行摘要

尽管最近几年来关于计算机科学（CS）的教育活动和曝光率日益增加，但公众，政府和大多数立法者并没有受到良好的CS教育，计算机科学的信息严重缺乏的情况存在于各个层面，并可能持续到可预见的未来。 [暂行] CSTA K-12计算机科学标准旨在帮助解决这些问题。它们提出了一个指导建议，即国家教育部门和学区可以修改课程，以此来更好地解决青年人在这个重要学科领域的教育需求。

这些临时标准为计算机科学提供了三个等级指南。前两个级别分别针对K-5和6-8级。预计第一级（K-5）的学习成果将在跨课程，即在其他学科的背景下进行讨论。第二级（6-8）的学习成果可以通过跨课程或离散的计算机科学课程来解决。第三级分为两个单独的等级。 3A级（9-10）代表所有学生在高中毕业时应该知道并能够做的事情。 3B级（11-12）代表对进一步学习计算机科学感兴趣的学生的学习进度。

我们相信，计算思维是一种解决问题的方法论，将计算机科学的领域扩展到所有学科，提供了一种可以通过计算来解决问题分析和开发解决方案的独特方法。计算思维是专注于抽象的，自动化的和分析型的思维，是计算机科学更广泛学科的核心元素，因此这些计算机科学标准交织在K-12学习的所有年级中。

这些建议并非是凭空想象。我们理解学区正在运作的环境受到严重制约，以及计算机科学在其他优先考虑因素和时间及预算的限制下也将直面一场硬战。无论如何，仍需要许多后续努力来维持我们希望这些标准产生的势头。教师专业发展，课程改革，课堂测试，教科书和网站开发以及传播只是其中的一小部分挑战。

我们希望这些标准能成为促进广泛讨论的催化剂，并启动许多可以把K-12计算机科学发展到更高水平的项目。我们邀请您阅读整个文件，然后参与讨论，让您和K-12教育界共同受益。有关正在进行的支持K-12计算机科学教育活动的更多信息，请访问

介绍

目的和宗旨

本文件的目的是在学习的各个阶段阐述学生必须具备的知识和技能，使他们能够在这个新的全球信息经济中茁壮成长。它为K-12计算机科学定义了一套国家标准，并提出了实现其广泛实施所需的步骤。它旨在向所有学生介绍计算机科学的原理和方法，不管他们高中毕业后选择继续学业还是直接就业。本文档中列出的临时标准涉及整个K-12系列。它们补充了现有的K-12计算机科学和信息技术课程，尤其是美国大学预修课程中的计算机科学课程（AP，）。（注：美国大学预修课程(Advanced placement)是由美国大学理事会提供的高中授课的大学课程，可使高中学生提前接触大学课程，起到减免大学学分的作用。）此外，这些标准补充了其他学科的现有课程。

暂行的K-12 CS标准旨在：

从小学开始，向所有学生介绍计算机科学的基本概念;在中学提供计算机科学证书，或者为3B级课程提供数学或科学的毕业证书的方式来呈现计算机科学; 是既合宜又有价值的提供额外的中学计算机科学标准，使有兴趣的学生深入学习计算机科学的各个方面，为进入职场或大学做好准备;增加所有学生的计算机科学知识，尤其是那些代表性不足的群体成员。

修订过程

本报告的所有草案得到了来自多方面的反馈。我们希望这个临时草案能得到广泛的传播，并继续受到在K-12计算机科学教育方面有兴趣或有经验的人的仔细审查。为此，我们将这些标准将在网上公布，并积极寻求来自各个专业组织，课程专家和社区成员的反馈意见。欲了解更多有关这一进程的信息，请访问CSTA网站Home Page | Computer Science Teachers Association。

尽管我们知道本报告中的许多建议的实现是非常艰巨的，但这对于确保学生获得必要的知识水平，技能和经验至关重要。我们把这项工作作为一套全面和一致的标准来提供，作为一种理想，来随着时间的推移而在各个地区进行发展。因此这份报告为长期过程提供了一种催化剂，它定义了在未来几年可以遵循“什么”以及“如何”遵循。

执行中的挑战

有效地教授的科目取决于学生是否有健全的学习标准，教师是否有明确的教师资格认证标准，适当的教师专业发展计划，以及有效的课程资料。在这个背景下，K-12计算机科学教育面临着独特的挑战。

为了学校广泛实施这些标准，需要在三个重要领域开展工作：教师准备，国家级内容标准和课程材料开发。另外，国家和地方的领导岗位人选必须承认计算机科学教育对于我们社会的未来的重要性。国家和认证机构应该把这作为学校整体认证的一个因素。一些国家已经开始制定计算机科学内容标准，确定教师资格认证模式，提供计算机科学的在职专业发展，以及开发新的课程资料。无论怎样，这需要更广泛和持续的努力和承诺。

改善计算机科学教育是一个重大挑战，需要多个机构的关注和参与。计算机专业组织可以对此做出重要贡献，例如，CSTA是一个支持和促进计算机科学和其他计算学科教学的专业组织。CSTA提供了大量的计划，包括开发和传播学习资源，提供专业发展，倡导州和联邦一级的政策，以改善计算机科学教育。其他组织，如ACM，IEEE计算机学会，高等教育机构，国家和地方的教师组织也可以在K-12计算机科学教育中解决这些问题。

工业也深受流水线问题的影响，也需要生产具有支持和构建未来技术工具所需技能的工人。因此，为了提高K-12计算机科学课程的准入和质量，这对他们来说是最有利的。

结论

计算机科学教育是一个动态的学科。本文件是临时草案文件，代表了以前的标准变化，以应对计算机科学教育领域最近的变化。K-12 CS框架的推出，Maker movement（制造者运动/创客运动？）以及国家对网络安全的关注仅仅是本文档发布过程中存在的一些变化。

由于我们领域的快速发展和变化，计算机科学标准不可能是静态的。这些标准必须定期审查和更新，而不是被认为是完整的和最终确定的。CSTA致力于一个包容性的迭代过程，允许对CSTA K-12 CS标准进行多个草案和修订。 CSTA是K-12 CS框架项目的支持者之一。标准影响框架，框架亦对标准有所影响。有关更多信息，请访问/standards上的CSTA标准常见问题解答。

可以毫不夸张地说，我们的生活依赖于计算机系统和维护他们的人，来保证我们在路上和空中的安全，或帮助医生诊断和治疗健康问题，并在新药治疗的设计中发挥重要作用。对计算机科学的基本理解使得学生既能成为受过教育的技术用户，又能够成为设计计算系统的创新者，从而提高每个人的生活质量。

我们明白，所有学生的K-12计算机科学教育的理想之路存在很多障碍。在这个挤满了的课程中，会有怎样的空间？如何招募和培训合格的教师，使之获得资格？在以学校为中心的评估标准的世界中，计算机科学应该支持现有的标准，还是应该为计算机科学设计新的标准？这些以及其他的问题和挑战是重要的，但是对于学生和社会来说，计算机科学的好处是把它作为所有学生高质量教育的一个组成部分。

CSTA K-12 CS暂行标准

1级（K-5年级）

的CSTA K-12 CS标准分为五个概念链（计算思维，协作，计算机实践与规划，计算机与通信设备，以及社会，全球与伦理影响）。的CSTA K-12 CS暂行标准分为K-12 CS框架的五个概念，目前正在开发中（计算机系统，网络和互联网，算法和编程，数据和分析以及计算机的影响）。二者之间有一些重叠，但并不完全相同。

年CSTA K-12 CS暂行标准

2级（6-8年级）

年CSTA K-12 CS暂行标准

3A级（9-级）

年CSTA K-12 CS暂行标准

3B级（11-级）

附录A：专业术语表

K-12 CS框架草案（6/7/）术语表

以下词汇表包括K-12 CS框架（/）中所用术语的定义。这些术语是为框架的读者而定义的，但并非硬性要求对学生可见。 CSTA衷心感谢K-12 CS框架，让我们把这个术语表作为我们补充材料的一部分。

草案版本 / 06/ 07

本词汇表中多个定义来源的关键：

一些定义直接来自这些来源，而其他定义则摘录或改编为包含与此框架相关的内容。

关于本词汇表的一些注意事项：

第一个来源是马萨诸塞州的数字素养和计算机科学标准草案。我们没有定义普通英语中定义相同的任何单词。我们只定义框架中使用的术语（语句本身，子概念标题，核心概念标题，核心实践标题，描述性材料/阐述）。在框架的每个草案之后，我们检查确保词汇表中没有提供的术语不应用于框架中。您会注意到许多定义包含源。所有来源都在文档的底部描述。大多数定义都是从源代码中重新定义的，但有些定义几乎是逐字逐句的。其他是来自多个来源的定义的组合。其中一些定义仅仅来自作者的头脑。