思维力：计算思维应用于小学信息技术教学的培养核心
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作者:韩杰
摘 要：2006年，周以真教授提出“计算思维”这一概念之后，引起了国际计算机界的广为关注，同时也成为教育界迫切需要研究的重要课题。本文将结合课堂案例，从计算思维的核心培养内容——思维力的培养方向进行论述，对计算思维的实践性研究进行相关剖析。
关键词：计算思维; 小学信息技术教学
中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2019）01-069-001
小学阶段可以说是整个教育过程中的“根基”，如果能让学生在此阶段形成较科学、积极的思维习惯，这会让他们终身受益。
一、追本溯源：什么是“计算思维”
目前学者都赞同美国卡内基·梅隆大学（CMU）计算机科学系主任2006年在美国计算机权威刊物《Communications of the ACM》上提出的计算思维。周以真教授在2013年《计算思维改变信息技术课程》（《中国信息技术教育》2013年第6期）中再次明确指出计算思维的概念与内涵：“计算思维就是像一个计算科学家一样的思维。在计算思维学习过程中，一个人学习的是计算机科学的概念。我使用‘计算思维’而不是‘计算机编程’，那是因为更多的是计算机科学而不是计算机编程，”“计算思维是思维过程参与制定问题，并给出它的解决方案，在一台电脑上以人或机器的方式就可有效地开展。在计算思维学习过程中，一个人学习的是计算机科学的概念。”
在此之间，一些学者又对此概念进行了补充，使其内涵更具体。王旭卿在2014年《从计算思维到计算参与：美国中小学程序设计教学的社会化转向与启示》（《中国电化教育》2014年第3期）中引用：“國际教育技术协会联合计算机科学教师协会在2011年时提出计算思维的操作性定义，即计算思维是一个问题解决的过程，该过程包括制定问题、分析数据、抽象、设计算法、选择最优方案、推广六大要素。”纵观大量文献，笔者发现很多学者都是把“计算思维”与“计算机科学”相挂钩。但是，笔者在翻阅周教授的两次文献中发现，周教授其实想普及的是一种思维的能力，形成这种思维技能后，可以更简单、高效地去解决遇到的问题——不仅仅是计算机学科中遇到的问题，可以是各种学科的，也可以是生活中的问题。那么这种思维是怎样的呢？就是像“计算机科学家那样思考问题”，例如运用“并行”、“排序”、“递归”等思路去解决生活中的问题，应是一种解决问题的能力。
二、且行且思：思维力的培养是关键
思维力是什么？它包括理解力、分析力、综合力、抽象力等多种能力，是整个智慧的核心，是一切智力活动的支配力量。
小学信息技术教学中，有一个很重要的板块——程序编写。先有Logo语言，后有机器人，再有SCRATCH。Logo语言是一种较接近自然语言的高级语言，只要能记住几条简单命令，就能画出图形。这种语言，小学生初学的时候，都觉得挺简单，但却普遍有一种越学越难的感觉，尤其是出现了转弯之后。笔者在发现了这一教学难点后，想了一些方法去解决。
在教学中，教师一开始利用学生自身为“道具”，跟随海龟的步伐一起前进，这个方法在画三角形时还能解决问题，因为当时海龟的运动轨迹比较简单。但是越往后，线条越多，轨迹越复杂，学生靠“扭扭身子”解决不了问题了。究其原因，是和这个年段的孩子空间立体思维匮乏有关。为了能让他们有更直观的感受，教师把“道具”换成了他们能看得见摸得着的笔，在眼睛的观察下，思考就会容易得多。用笔作道具，把学生熟悉的物品当成“海龟”的效果就不一样了，笔尖在空中划过一道弧线时，是那样清晰地展示了海龟的运动轨迹，向右转头或是向左转头，即使头冲下转弯时也一样，一目了然。那么在下一次复杂模型构造的学习中，学生便能够举一反三，锻炼自己的类推能力，进而快速解决问题了。
三、路阻且长：思维力培养的“落脚点”
“在美国，中小学开始采用一种‘教学软件设计’的编程教学方式，即要求学生把学术内容应用到设计有意义的真实的应用程序中去。把学生视为教学软件的设计者”，“麻省理工学院媒体实验室终身幼儿园研究小组在多年研究互动媒体设计者活动的基础上认为，计算思维应包含三个维度：计算概念，计算实践和计算观念。”①这就很好地体现了计算思维的实践应用的价值，是非常值得借鉴的。
在机器人板块的教学中，当学完蓝牙通讯后，学生了解到此项技术具有“无线、便捷”等优点。教师继而鼓励学生进行思考：“我们可以利用这项技术解决生活中的哪些问题？”学生提出了各种各样的想法。继而在老师的引导下，大伙儿一起利用蓝牙技术制作了一个车库的感应门。从设计、搭建到编程，再到调试，学生把自己的设计与生活紧密相联系。这便体现了“一个问题解决的过程，该过程包括制定问题、分析数据、抽象、设计算法、选择最优方案、推广六大要素”。②
其实，课堂是无数的“问题”积累起来的，这些问题有的来自于教师的提问，有的来自于学生的思考或是他们的日常生活。作为教师，主要责任便是“解惑”。
参考文献：
[1]Wing J M.Computational Thinking[J]Communication of the ACM，2006，49（3）：33-35
[2]战强，闫彩霞，蔡尧.机器人教学改革的探索与实践[J]现代教育技术，2010（3）：144-146
[3]王小根等.基于“任务驱动”的小学机器人教育校本课程开发[J]电化教育研究，2010（6）：100-106
[4]牟琴，谭良.计算思维的研究及其进展[J]计算机科学，2011，38（3）：10-15
[5]李廉.计算思维——概念与挑战[J]中国大学教学，2012（1）：7-12
[6]冯博琴.对于计算思维能力培养“落地”问题的探讨[J]中国大学教学，2012年（9）：6-9
[7]王旭卿.从计算思维到计算参与：美国中小学业程序设计教学的社会化转向与启示[J]中国电化教育，2014（3）：97-100
[8]王旭卿.面向三维目标的国外中小学计算思维培养与评价研究[J]电化教育研究，2014（7）：48-53
[9]钟析昌，张禄.我国中小学机器人教育的现状调查与分析[J]中国电化教育，2015（7）：101-106
①《从计算思维到计算参与：美国中小学程序设计教学的社会化转向与启示》，《中国电化教育》，2014年第3期
②转引自《从计算思维到计算参与：美国中小学程序设计教学的社会化转向与启示》，《中国电化教育》，2014年第3期
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