1.2.2 计算思维的概念性定义
概念性定义源自于对计算思维的理论研究，意在系统地阐述该名词的本质、内涵、外延及要素。计算思维的概念性定义主要来源于计算科学这样的专业领域，从计算科学出发，与思维或哲学学科交叉形成思维科学的新内容。计算思维的概念性定义主要包含以下两个方面。
1.计算思维的内涵
国内目前对计算思维的讨论大部分属于理论研究的范畴，对计算思维内涵存在两个方面的认识：一方面认同和支持美国计算机科学家周以真教授对计算思维的定义。另一方面，延续国内学者自20世纪90年代对计算思维的关注历程，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会（简称“教指委”）在2012年提出了关于计算思维的定义，认为理论科学、实验科学和计算科学作为当今社会支持科学探索的三种重要途径，分别对应科学思维的三种思维形式，即理论思维（Theoretical Thinking）、实验思维（Experimental Thinking）和计算思维（Computational Thinking），其中计算思维又称构造思维，是指从具体的算法设计规范入手，通过算法过程的构造与实施来解决给定问题的一种思维方法。它以设计和构造为特征，以计算机学科为代表。计算思维就是思维过程或功能的计算模拟方法，其研究的目的是提供适当的方法，使人们能借助现代和将来的计算机，逐步实现人工智能的较高目标。
2.计算思维的要素
计算思维是一个综合概念，其中包含的各种思维要素界定了计算思维的外延，并形成了计算思维的表达体系。计算思维要素作为研究中的一个重点，不同的研究者有不同的提法。
周以真认为计算思维补充并结合了数学思维和工程思维（Mathematical and Engineering Thinking），在其研究中提出体现计算思维的重点是抽象的过程，而计算抽象（Computational Abstraction）包括（并不限于）：算法（Algorithms）、数据结构（Data Structures）、状态机（State Machines）、语言（Languages）、逻辑和语义（Logics and Semantics）、启发式（Heuristics）、控制结构（Control Structures）、通信（Communications）、结构（Architectures）。我国教指委提出的计算思维表达体系包括计算、抽象、自动化、设计、通信、协作、记忆和评估八个核心概念。国际教育技术协会（International Society for Technolgy in Education，ISTE）和美国计算机科学老师协会（Computer Science Teachers Association，CSTA）的研究中提出的思维要素则包括数据收集、数据分析、数据展示、问题分解、抽象、算法与程序、自动化、仿真、并行。
CSTA的报告中提出了模拟（Simulation）和建模（Modeling）的概念。美国离散数学与理论计算研究中心（DIMACS）发起的“9～12年级课程中计算思维的价值”（The Value ofComputational Thinking across Grade Levels9-12，VCTAL）项目认为计算思维中包含了计算效率提高，选择适当的方法来表示数据，做估值，使用抽象、分解、测量和建模等因素。
以上各方从不同的角度进行的分析归纳，有利于对计算思维要素的后续研究。提炼计算思维要素进一步展现了计算思维的内涵，其意义在于：
①计算思维要素相较于内涵而言更易于理解，能够使人将其与自己的生活、学习经验产生有效连接。
②计算思维要素的提出是计算思维的理论研究向应用研究转化的桥梁，使计算思维的显性教学培养成为可能。
3.计算思维是问题解决的过程
“计算思维是问题解决的过程”这一认识是对计算思维被人所掌握之后，在行动或思维过程中表现出来的形式化的描述，这一过程不仅能够体现在编程过程中，还能体现在更广泛的情境中。周以真认为计算思维是制定一个问题及其解决方案，并使之能够通过计算机（人或机器）有效地执行的思考过程。国际教育技术协会（ISTE）和美国国家计算机科学技术教师协会（CSTA）通过分析700多名计算科学教育工作者、研究人员和计算机领域的实践者的调研结果，于2011年联合发布了计算思维的操作性定义，认为计算思维作为问题解决的过程，该过程包括（不限于）以下步骤：
（1）界定问题，该问题应能运用计算机及其他工具帮助解决；
（2）要有逻辑的组织并分析数据；
（3）通过抽象（如模型、仿真等方式）再现数据；
（4）通过算法思想（一系列有序的步骤）形成自动化解决方案；
（5）识别、分析和实施可能的解决方案，从而找到能有效结合过程和资源的最优方案；
（6）将该问题的求解过程进行推广并移植到广泛的问题中。
由此可见，作为问题解决的过程，计算思维先于任何计算技术早已被人们所掌握。在新的信息时代，计算思维能力的展示遵循最基本的问题解决过程，而这一过程需要能被人类的新工具（即计算机）所理解并能有效执行。因此，计算思维决定了人类能否更加有效地利用计算机拓展能力，是信息时代最重要的思维形式之一。