1.2.2 計算思維的概念性定義
概念性定義源自于對計算思維的理論研究，意在系統地闡述該名詞的本質、內涵、外延及要素。計算思維的概念性定義主要來源于計算科學這樣的專業領域，從計算科學出發，與思維或哲學學科交叉形成思維科學的新內容。計算思維的概念性定義主要包含以下兩個方面。
1.計算思維的內涵
國內目前對計算思維的討論大部分屬于理論研究的范疇，對計算思維內涵存在兩個方面的認識：一方面認同和支持美國計算機科學家周以真教授對計算思維的定義。另一方面，延續國內學者自20世紀90年代對計算思維的關注歷程，教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會（簡稱“教指委”）在2012年提出了關于計算思維的定義，認為理論科學、實驗科學和計算科學作為當今社會支持科學探索的三種重要途徑，分別對應科學思維的三種思維形式，即理論思維（Theoretical Thinking）、實驗思維（Experimental Thinking）和計算思維（Computational Thinking），其中計算思維又稱構造思維，是指從具體的算法設計規范入手，通過算法過程的構造與實施來解決給定問題的一種思維方法。它以設計和構造為特征，以計算機學科為代表。計算思維就是思維過程或功能的計算模擬方法，其研究的目的是提供適當的方法，使人們能借助現代和將來的計算機，逐步實現人工智能的較高目標。
2.計算思維的要素
計算思維是一個綜合概念，其中包含的各種思維要素界定了計算思維的外延，并形成了計算思維的表達體系。計算思維要素作為研究中的一個重點，不同的研究者有不同的提法。
周以真認為計算思維補充并結合了數學思維和工程思維（Mathematical and Engineering Thinking），在其研究中提出體現計算思維的重點是抽象的過程，而計算抽象（Computational Abstraction）包括（并不限于）：算法（Algorithms）、數據結構（Data Structures）、狀態機（State Machines）、語言（Languages）、邏輯和語義（Logics and Semantics）、啟發式（Heuristics）、控制結構（Control Structures）、通信（Communications）、結構（Architectures）。我國教指委提出的計算思維表達體系包括計算、抽象、自動化、設計、通信、協作、記憶和評估八個核心概念。國際教育技術協會（International Society for Technolgy in Education，ISTE）和美國計算機科學老師協會（Computer Science Teachers Association，CSTA）的研究中提出的思維要素則包括數據收集、數據分析、數據展示、問題分解、抽象、算法與程序、自動化、仿真、并行。
CSTA的報告中提出了模擬（Simulation）和建模（Modeling）的概念。美國離散數學與理論計算研究中心（DIMACS）發起的“9～12年級課程中計算思維的價值”（The Value ofComputational Thinking across Grade Levels9-12，VCTAL）項目認為計算思維中包含了計算效率提高，選擇適當的方法來表示數據，做估值，使用抽象、分解、測量和建模等因素。
以上各方從不同的角度進行的分析歸納，有利于對計算思維要素的后續研究。提煉計算思維要素進一步展現了計算思維的內涵，其意義在于：
①計算思維要素相較于內涵而言更易于理解，能夠使人將其與自己的生活、學習經驗產生有效連接。
②計算思維要素的提出是計算思維的理論研究向應用研究轉化的橋梁，使計算思維的顯性教學培養成為可能。
3.計算思維是問題解決的過程
“計算思維是問題解決的過程”這一認識是對計算思維被人所掌握之后，在行動或思維過程中表現出來的形式化的描述，這一過程不僅能夠體現在編程過程中，還能體現在更廣泛的情境中。周以真認為計算思維是制定一個問題及其解決方案，并使之能夠通過計算機（人或機器）有效地執行的思考過程。國際教育技術協會（ISTE）和美國國家計算機科學技術教師協會（CSTA）通過分析700多名計算科學教育工作者、研究人員和計算機領域的實踐者的調研結果，于2011年聯合發布了計算思維的操作性定義，認為計算思維作為問題解決的過程，該過程包括（不限于）以下步驟：
（1）界定問題，該問題應能運用計算機及其他工具幫助解決；
（2）要有邏輯的組織并分析數據；
（3）通過抽象（如模型、仿真等方式）再現數據；
（4）通過算法思想（一系列有序的步驟）形成自動化解決方案；
（5）識別、分析和實施可能的解決方案，從而找到能有效結合過程和資源的最優方案；
（6）將該問題的求解過程進行推廣并移植到廣泛的問題中。
由此可見，作為問題解決的過程，計算思維先于任何計算技術早已被人們所掌握。在新的信息時代，計算思維能力的展示遵循最基本的問題解決過程，而這一過程需要能被人類的新工具（即計算機）所理解并能有效執行。因此，計算思維決定了人類能否更加有效地利用計算機拓展能力，是信息時代最重要的思維形式之一。