中小學信息技術課程中計算思維研究現狀分析

張加莎+劉菁

摘要：本文采用內容分析法，從理論、實踐兩個方面對信息技術課程中計算思維的研究現狀進行分析，利用關鍵詞分析法對信息技術課程中有關計算思維的高頻關鍵詞進行統計。分析發現，計算思維理論研究占多數，而實踐研究較欠缺，且計算思維的培養大多集中在初高中，對小學生的計算思維能力培養關注較少。期望研究結果能夠為研究者及一線教師提供借鑒。

關鍵詞：信息技術；計算思維；研究現狀

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2017）12-0043-04

● 引言

計算思維是目前國際計算機教育界廣為關注的話題之一，自從周以真教授于2006年重新提出并對其進行定義以來，國際上便掀起了一股培養計算思維的熱潮。根據周以真教授的定義，計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一切思維[1]，具有概念化，不是程序化；根本的，不是刻板的技能；是人的，不是計算機的思維方式；是數學和工程思維的互補與融合；是思想，不是人造物；面向所有的人、所有的地方等特征。[2]

目前，我國基礎教育和高等教育正在積極探尋學生計算思維培養的問題。基礎教育信息技術課程是培養中小學生計算思維能力的主要陣地，為了探尋中小學信息技術課程中計算思維的培養現狀，筆者利用國內最大的資源共享平臺——中國知網作為信息來源，從理論研究和實踐研究兩方面對信息技術課程中計算思維培養現狀進行了詳細分析，發現理論研究占多數，而實踐研究較欠缺，并利用關鍵詞分析法對信息技術課程中有關計算思維的高頻關鍵詞進行統計，發現計算思維的培養大多集中在初高中，對小學生的計算思維能力培養關注較少，而且Scratch軟件是培養計算思維時使用較多的工具，計算思維的出現推動了信息技術課程的教學改革。

● 研究過程

1.研究目的

計算思維是當前國際上重點研究的對象，本研究的目的是通過文獻分析探尋我國當前中小學信息技術課程中計算思維的研究現狀，以期對計算思維研究者和中小學一線教師提供借鑒。

2.樣本來源及研究對象

本研究以CNKI為樣本來源，以專業檢索的方式“SU=信息技術 &SU=計算思維”進行檢索，總共檢索到從2007年到2016年共308篇文獻，經過分析，發現2007年到2010年的文章無效，所以筆者以2011年到2016年的301篇文獻為研究對象進行研究。具體統計如上頁表1所示。

3.類目設計

由于計算思維對于中小學信息技術課程來說是一個比較新的概念，所以本研究主要從計算思維的理論研究、實踐研究兩方面對文章進行統計分析（如上頁表2）。

● 研究結果與具體詳情

1.文章研究發展分析

根據上頁表1中文章的統計結果，筆者得出了如下圖所示的計算思維文章研究發展趨勢圖。

從下圖中可以看出，自2011年以來，信息技術課程中計算思維的研究發展呈上升的趨勢。計算思維最先是由Seymour Papert提出的，但在當時并未引起大家的注意。自從2006年，周以真教授重新提出并對其重新定義后，計算思維才受到國內外相關學者的廣泛關注，從下圖中也可以看出，我國教育界尤其是信息技術教育領域對其的關注和研究熱度一直持續上升。根據周以真教授的觀點，可以了解到，計算思維是當今社會每個人都必須掌握的一項基本素質和能力，就如同讀寫、算術能力一樣。同時，信息技術課程是中小學生計算思維能力培養的主要陣地，所以，我國信息技術課程中計算思維培養的相關研究發展一直呈上升的趨勢。

筆者采用內容分析的方法，對301篇文章進行了詳細分析，最后統計出150篇與本文主題相符的文章（如表3）。

2.信息技術課程中計算思維理論研究

據統計，我國中小學信息技術課程中，計算思維的理論研究所占的比例（65%）遠遠高于實踐研究所占比例（35%），這說明研究者和教師們將過多的目光投放在計算思維的理論研究方面。同時，研究者大多贊同周以真教授的觀點，幾乎很少有對計算思維的概念、內涵、特征進行再次探討的。但是很多教師或研究者都只是在理論層面上探討如何在信息技術課程中培養學生的計算思維能力，在計算思維能力培養的教學方法、模式和策略等方面給出自己的建議，如王慶軍認為高中信息技術課程中計算思維的培養要選擇科學的教學方式，開展個性化考核，教學要盡量貼近生活[3]，姚海認為計算思維的培養首先要提高思想認識，突出信息技術課程的作用，要創新教學方式方法，要密切關注教學內容與學生的聯系等[4]；另外，大部分研究者探討了計算思維的引入對中小學信息技術課程帶來的價值和影響，王榮良認為計算思維是信息技術課程的一種新的學科思維方式[5]，李鋒認為計算思維是信息技術課程的一種內在價值[6]，孟令標認為計算思維是中小學信息技術課程的發展機遇等[7]；部分研究者分析了信息技術課程在計算思維的影響下的發展趨勢，當然還有研究者在研究國外計算思維發展的基礎上對我國信息技術課程中計算思維的發展提出建議。總之，研究者們從各個方面探討了信息技術課程中計算思維的培養發展，這對我國中小學信息技術課程起著積極的促進作用。

3.信息技術課程中計算思維實踐研究

大家對理論進行了大量的探索，但對信息技術課程中計算思維培養的實踐研究僅占比35%。在實踐方面，研究者們大多數關注在研究計算思維內容的基礎上，在自己的實踐教學中探索學生計算思維能力的培養，如方國盟在教學實踐中利用思維導圖促進小學生計算思維的培養[8]，郭守超等人提出了基于App Inventor的學習模型并結合實踐證明該模型可以有效培養學生的計算思維能力等[9]；部分研究者以參與者的身份研究教學實踐中學生計算思維的培養，如趙蘭蘭研究了運用Scratch軟件培養中學生計算思維的能力[10]，葛明珠探索了協作學習模式中學生計算思維的培養[11]；等等。總體來看，實踐研究的范圍較窄，且比例較小，這應引起大家的重視，因為我們只有將理論研究與實踐研究相結合，將研究成果付諸實踐進行驗證，才能真正地在信息技術教學實踐中培養中小學生的計算思維能力。endprint

4.關鍵詞分析

關鍵詞可以反映某個領域的研究熱點和發展趨勢。筆者使用書目共現分析系統BICOMB2.0對2011到2016年檢索到的所有文章進行了關鍵詞詞頻統計分析，共統計到883條關鍵字。筆者根據高頻詞選擇一般為截取的高頻詞累計頻次達總頻次的40%左右的標準[12]，進行高頻詞分析。經過統計，筆者選取了出現頻次大于5的關鍵詞共30條，其累計頻次百分比達36.05%，具體統計數據如表4所示。

從表4中可以看出，除了“計算思維”和“信息技術”兩個主題詞外，計算機科學、高中信息技術、學習過程、信息技術課程、信息素養、教學改革、技術教育、Scratch、信息技術教育、問題解決等關鍵詞排在前10位，說明在中小學信息技術課程中，高中信息技術課程中計算思維的培養研究受到較大的關注，而對小學信息技術中計算思維的研究關注相對較少。一直以來，我國的課程標準強調中小學信息技術課程要培養學生的信息素養，隨著計算思維的出現，人們對信息素養的理解也更加全面、深入，在新修訂的高中課程標準中，信息技術學科的核心素養要素包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任[13]，計算思維已作為核心素養之一納入高中信息技術課程標準中，這可以看出，計算思維的出現，推動了教學的發展和改革。

此外，有關培養學生計算思維的兩款軟件分別是Scratch和App Inventor，但很明顯，前者出現的頻次高于后者。在國外，很多教師利用Scratch培養學生的計算思維能力和創造力，在我國目前也有很多一線教師或學者都在嘗試著開展Scratch教學，利用Scratch培養學生的計算思維能力。從關鍵詞的統計也可以看出，小學信息技術課程中計算思維培養研究是較少的，原因可能是小學信息技術課程的內容較簡單，以打字、畫圖、多媒體應用、上網等知識為主，而這樣的課程對學生的計算思維能力培養的作用較小。筆者認為，教師們應該充分利用Scratch這款軟件，研究開發符合培養小學生計算思維的課程。

● 總結

計算思維是目前國際教育界較為關注的一個話題，其在新修訂的高中信息技術課程標準中，作為四個核心素養之一出現。我國的信息技術教育出現較晚，但發展較快，在計算思維這個概念風靡全球的時候，我國信息技術基礎教育也在積極探索其對信息技術課程的影響。望信息技術一線教師能抓住計算思維帶來的機遇，積極探索信息技術課程的發展之路。

參考文獻：

[1]牟琴，譚良.計算思維的研究及其進展[J].計算機科學，2011（3）.

[2]王志強，毛睿，張艷 .計算思維導論[M].北京：高等教育出版社，2012（10）.

[3]王慶軍.對高中信息技術教學計算思維培養的幾點思考[J].科學中國人，2016（12）.

[4]姚海.高中信息技術課程教學中計算思維的培養方法[J].中小學電教，2016（1）.

[5]王榮良.計算思維：一種新的學科思維方式[J].中國信息技術教育，2012（6）.

[6]李鋒，王吉慶.計算思維：信息技術課程的一種內在價值[J].中國電化教育，2013（8）.

[7]孟令標，周圣芳.計算思維——中小學信息技術課程的發展機遇[J].中國教育信息化，2014（7）.

[8]方國盟.利用思維導圖促進小學生計算思維的培養[J].中國教育技術裝備，2014（12）.

[9]郭守超，周睿，鄧常梅，等.基于App Inventor 和計算思維的信息技術課堂教學研究[J].中國電化教育，2014（3）.

[10]趙蘭蘭.運用Scratch軟件培養中學生計算思維的研究[D].上海：上海師范大學，2013（5）.

[11]葛明珠.基于計算思維的協作學習模式在中學信息技術課程中的實踐與研究[D].西安：陜西師范大學，2014（6）.

[12]陳瑜林.我國教育技術主要研究領域的歷史演進——基于CNKI“兩刊”關鍵詞、主題詞的類團分析[J].電化教育研究，2012.

[13]任友群，黃榮懷.高中信息技術課程標準修訂說明（高中信息技術課程標準修訂組）[J].中國電化教育，2016（12）.endprint