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面向高等教育的计算思维教育中的人工智能:系统文献综述

计算机与社会 2025-10-14 v1 人工智能

摘要

计算思维(Computational Thinking, CT)是高等教育中学生成功适应日益技术驱动的未来及职场环境中必备的关键技能。尽管过去十年中关于计算思维教育的研究在中小学领域取得了显著进展,但在高等教育领域仍鲜有探索,导致高等教育教师缺乏关于计算思维教育的全面概览、知识和支持。人工智能(AI)的快速普及和采纳已在教育机构中展现出巨大的潜力,能够支持计算思维教育等众多学科的教学活动。然而,目前缺乏一个全面概述,阐述在高等教育中将人工智能融入计算思维教育的各种方面。为弥合这一差距,我们开展了这项系统文献综述研究。本研究的重点是识别在高等教育中应用人工智能进行计算思维教育的各种举措,并探讨这些举措的教育各个方面,包括人工智能在计算思维教育中的优势与挑战、所采用的教学策略、涵盖的计算思维组件以及所运用的人工智能技术与模型。本研究为计算思维教育社区提供了实用且科学的贡献,包括一个对教育者有用的基于人工智能的计算思维教育项目清单、关于将人工智能融入计算思维教育的各种方面概览(例如,人工智能有望重塑计算思维教育,抑或可能削弱学生的创造力),以及基于人工智能的新视角对计算思维的启发(例如,解码方法与编码方法相结合的计算思维)。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.09677,
  title  = {AI in Computational Thinking Education in Higher Education: A Systematic Literature Review},
  author = {Ebrahim Rahimi and Clara Maathuis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09677},
  year   = {2025}
}

备注

A poster based on this paper was accepted and published in the Proceedings of the 30th ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE 2025), DOI: https://doi.org/10.1145/3724389.3730775