随着信息技術的(de)不斷發展，計算思維成為(wèi)信息技術新課标學(xué)科核心素養之一(yī)，是21世紀學(xué)生發展的(de)核心能力。如(rú)何利用技術進行學(xué)習工作，解決問題，不僅是教學(xué)者的(de)能力要求，作為(wèi)未來建設社會人才的(de)中小學(xué)生，這種計算思維能力的(de)提升更是迫在眉睫。

同專家對計算思維的(de)定義側重有所不同。目前從文獻看，多數人認可(kě)的(de)計算思維是卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的(de)周以真教授提出的(de)概念。2006年(nián)她首次提出計算思維的(de)概念，将計算思維定義為(wèi)一(yī)種思維模式，認為(wèi)計算思維是一(yī)種運用計算機科學(xué)基本概念求解問題、設計系統和(hé)理(lǐ)解人類行為(wèi)的(de)活動。

國際教育技術學(xué)會(ISTE)曾指出：計算思維的(de)核心能力是CPS能力，CPS(Computa-tionalProblem-solving)是計算機化解決問題。

“計算思維”是思維方式的(de)一(yī)種，關注問題解決方案的(de)形成過程，培養學(xué)生像計算機科學(xué)家那樣去(qù)思考問題，是計算思維培養的(de)宗旨。由此可(kě)見，計算思維核心點為(wèi)：基于問題需求，進行過程設計、結果評估，提升內(nèi)化成思維能力。

2017年(nián)教育部發布《普通高(gāo)中信息技術課程标準》，計算思維列入信息技術學(xué)科四大核心素養之中。此後中小學(xué)各學(xué)段的(de)信息技術課程目标把培養計算思維能力提上課堂教學(xué)。

近年(nián)來，廣州市初中信息技術把計算思維列入教材教學(xué)，使學(xué)生了解計算思維的(de)含義與應用，但篇幅不多，內(nèi)容較為(wèi)抽象，學(xué)生僅是建立起計算思維的(de)概念而已。同時，對于學(xué)生解決實際問題的(de)計算思維能力的(de)培養仍是較大的(de)空白。

綜上，結合新課程所倡導的(de)自(zì)主合作學(xué)習、實踐探究、創新等能力培養，在真實有效教學(xué)過程中落實計算思維能力的(de)培養，可(kě)從以下幾個方面切入。

計算思維是一(yī)種思維方式，思維習慣是思維方式的(de)一(yī)種表現方式。常說行為(wèi)決定習慣，通過行動習得的(de)思維方式才更深刻。

建構主義者皮亞傑與人工智能先驅西蒙·派珀特(Sey-mourPapert)堅信知識不單是通過編碼、存儲、提取的(de)方式獲取或是簡單地(dì)“傳遞”，而需要個人“建造”。派珀特強調，兒童應從“制作中學(xué)習(LearnbyMaking)”，關注知識學(xué)習的(de)“過程”，提倡兒童通過具體的(de)技術媒介将頭腦中的(de)想法轉化，通過設計與制作來獲取知識。

著名的(de)學(xué)習專家愛德加·戴爾提出學(xué)習金字塔理(lǐ)念，指出采用主動參與、實踐性的(de)學(xué)習方式比傳統被動接收學(xué)習的(de)學(xué)習效率更好。計算思維的(de)培養更需要個體通過行為(wèi)內(nèi)化而得，自(zì)動在創造中建構知識。

近幾年(nián)，中小學(xué)校園興盛的(de)創客教育、STEM教育，以跨學(xué)科大熔爐大融合培養綜合能力為(wèi)主。創客教育尤為(wèi)強調造物，當個體在借助實物工具設計創造過程中，獲得的(de)知識最深刻和(hé)有意義。

中小學(xué)生正處于好奇心最為(wèi)強烈的(de)年(nián)齡，創客的(de)造物極大吸引學(xué)生樂(yuè)此不疲去(qù)“玩”物。這種基于濃厚興趣的(de)“造物”非常有利于學(xué)生對知識的(de)建構，造物過程中提升了各種思維能力素養。

編程是培養計算思維的(de)重要途徑。歐美國家在很早就大力提倡少兒編程，培養少兒思維能力與創新能力。我國初高(gāo)中階段開設編程教學(xué)也較早，流程圖知識、算法的(de)學(xué)習，用概括符号來表達整件過程流程，這些都是計算思維的(de)必備知識。

筆(bǐ)者在十多年(nián)來的(de)中小學(xué)信息技術教學(xué)實踐中，發現目前中小學(xué)信息技術編程教學(xué)大多數仍是為(wèi)了知識而教學(xué)。特别在初中階段，困于學(xué)時少考試壓力大等因素，多數學(xué)生的(de)編程學(xué)習興趣難以提高(gāo)，程序的(de)算法思維更難以落實。

2016年(nián)，筆(bǐ)者參與本校創客校本教材的(de)研發與實踐研究，發現學(xué)生對用編程控制實物非常有成就感，對學(xué)習編程興趣濃厚。在創客作品創造中，學(xué)生通過動手探究對編程算法的(de)理(lǐ)解更為(wèi)具體，學(xué)習興趣自(zì)然提高(gāo)。在編程學(xué)習中特别講究思維嚴謹精益求精，這與創客的(de)“工匠精神”高(gāo)度相符。

創客教育為(wèi)編程學(xué)習提供一(yī)種新平台，讓學(xué)生在真實體驗與實踐應用中發展學(xué)生利用信息技術思考與解決問題的(de)獨特能力。身為(wèi)“數字土著”的(de)中小學(xué)生，技術是學(xué)習生活中必不可(kě)少一(yī)部分，利用技術來解決問題、進行創造和(hé)創新将是習慣的(de)思維方式。

計算思維不是一(yī)門單獨的(de)學(xué)科，它源于計算機科學(xué)，和(hé)數學(xué)思維、工程思維有非常緊密的(de)關系。計算思維不僅是一(yī)種适應于計算機科學(xué)的(de)概念和(hé)思維，還能提供一(yī)種廣泛應用于工作、學(xué)習、生活中分析問題的(de)視(shì)角。

項目學(xué)習是基于真實問題情境、發現問題、分析問題，進而解決問題系列實踐的(de)研究性學(xué)習，其綜合應用知識和(hé)能力要求非常強。計算思維正是項目式學(xué)習所需一(yī)種能力，同時項目學(xué)習更有利于鍛煉學(xué)生的(de)創造性思維、工程思維和(hé)計算思維。通過真實的(de)問題情境，增強學(xué)生對應用知識創造的(de)興趣，在行為(wèi)上自(zì)我肯定更高(gāo)。

項目背景：學(xué)校目前沒有校園立體模型，對于初入學(xué)的(de)學(xué)生或家長(cháng)，以及外來參觀學(xué)習的(de)教師來說，需要快速查找某些重要的(de)場地(dì)有一(yī)些困難。要求學(xué)生結合創客中開源平台技術，制作具有簡單智能功能的(de)校園模型。

本項目設計以工程七步設計法為(wèi)參照，根據項目執行實際過程作了環節調整，具體流程見下表。

在項目學(xué)習中，環節一(yī)注重學(xué)生實踐的(de)可(kě)操作性，把大問題分解為(wèi)小問題，有利于學(xué)生調用已有知識一(yī)一(yī)解決；梳理(lǐ)項目的(de)核心問題利于解決方案的(de)設計。七年(nián)級學(xué)生知識儲備非常有限，對于天馬行空不切實際的(de)想法，教師通過預設的(de)“參考”引導學(xué)生回歸可(kě)執行方案設計上。該環節特别考驗學(xué)生的(de)辯證思維，策劃思維，這些都是計算思維重要的(de)組成。

環節二到環節五“制作原型”是項目解決的(de)核心部分，需要具有較高(gāo)的(de)計算思維、算術思維，用工程思維抽象主次部分，有針對性地(dì)把主問題攻克，保障項目的(de)順利推進解決。可(kě)見，完整的(de)項目實施過程就是一(yī)個算法過程，而每個實施步驟中又可(kě)以細分為(wèi)不同的(de)小問題，小問題又可(kě)以說是一(yī)個微型的(de)小項目。

最後兩環節優化測試和(hé)評價，用評價标準來評估解決效果是否高(gāo)量，使得項目成果或創客産品能不斷在“設計—完善—評估”中叠代優化，這是對學(xué)習的(de)一(yī)種肯定，激勵學(xué)生追求嚴謹科學(xué)，精益求精的(de)精神。

随着物聯網、雲計算、區塊鏈、人工智能等信息技術不斷發展，生活在數字化裏的(de)人們，熟練應用好技術是生活的(de)一(yī)項基本技能。計算思維能力已然成為(wèi)與閱讀、寫作、算術同等重要的(de)能力，是成為(wèi)一(yī)名合格公民必備的(de)素質。

作為(wèi)一(yī)線教師，要抓住中小學(xué)能力培養黃金時期，勇于改革教學(xué)策略，利用好課堂教學(xué)，整合創新教學(xué)教材，真正做(zuò)到把計算思維能力培養落實到每個學(xué)生身上。讓每個學(xué)生在未來高(gāo)度信息化的(de)社會中能擁有硬核的(de)能力，成為(wèi)強國富國的(de)棟梁人才。

來源丨《教育與裝備研究》，本文為(wèi)全國教育信息技術研究 2017 年(nián)度專項課題“創客背景下的(de)校本課程開發研究與實踐”(課題号:174430028)項目研究成果之一(yī)。

作者丨鍾慧珍，廣東省廣州市白雲區廣外附屬中學(xué)，一(yī)級教師。