關鍵能力視野下普通高中學生計算思維培養初探

馬宏偉 張劍鋒

摘 要：《關于深化教育體制機制改革的意見》要求注重培養支撐終身發展、適應時代要求的關鍵能力，《中國學生發展核心素養》要求以培養“全面發展的人”為核心，在兩者指導下的《普通高中信息技術課程標準》提出了高中信息技術學科的核心素養，作為核心素養之一的計算思維在高中信息技術教育中的作用立刻凸顯。將這一重要思想貫穿于日常教學中，對計算思維有了自己的思考，在《信息技術基礎》《網絡技術應用》等內容上都進行了一定的嘗試。

關鍵詞：關鍵能力；計算思維；信息技術

《關于深化教育體制機制改革的意見》中指出：要注重培養支撐終身發展、適應時代要求的關鍵能力。我們知道，關鍵能力的著眼點是學生的終身發展，是適應時代要求、適應未來社會發展所需具備的最基礎、最重要的能力。《中國學生發展核心素養》指出核心素養以培養“全面發展的人”為核心，為我國“要培養什么樣的人”做出了具體的回應。關鍵能力、核心素養，就像學生生命成長中的兩翼，既關乎每個中國人的個體成長，也關乎著我們國家和民族的未來。

“高中信息技術課程標準修訂”工作堅持立德樹人的教育理念，用學科核心素養統領課程標準的建設。界定出高中信息技術學科核心素養，并將學科核心素養滲透到課程標準的各個組成部分中。高中信息技術核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任。四者相互聯系不可或缺，信息意識是信息能力的前提與基礎，并貫穿于信息技術教學的全過程；而計算思維、數字化學習與創新構成信息技術核心素養的核心內容；信息社會責任為信息行為提供規范的保障，促進信息社會和諧發展，這四個方面內容相輔相成、互相促進。

早在2006年美國卡內基梅隆大學（CMU）周以真教授就在美國計算機權威雜志ACM《Communication soft the ACM》上定義了計算思維（Computational Thinking）；2011年，國際教育技術協會（ISTE）和計算機科學教師協會（CSTA）指出計算思維是一個用來解決問題的過程；2013年，南安普敦大學的Cynthia Selby博士和John Wool lard博士提出計算思維包括算法思維（Algorithmic Thinking）、評估（Evaluation）、分解（Decomposition）、抽象（Abstraction）、概括（Generalization）這五個方面的要素。根據以上逐步清晰的的諸多定義，我們可以這樣認識計算思維：計算思維不是計算機的思維，也不是像計算機那樣思維。計算思維是人的思維，是人類在有了計算機這一強有力工具后，求解問題時的一種獨特的思維方式，是我們思考如何利用計算機來解決問題時所采用的過程和方法。

在高中信息技術教學中，就是要讓學生能將計算思維的思想自覺應用到日常生活與學習之中，形成一種思維習慣。如在講授“信息的編程加工和智能化加工”一章的第二節“信息的編程加工”中，我們可從學生高一數學課上學過的五點描圖法入手，從手工繪制函數圖像的過程類推出在計算機上繪制圖形的過程與方法，再介紹如何運用編程方法來繪制完整函數圖像，這就是計算思維中的分解與轉化思維，把用程序繪制函數圖像這個看似復雜的問題分解成一個個能被解決的小問題，即繪制坐標系、描點、連點成像，以達到解決復雜問題的目的。我們就要將此處所蘊含的計算思維作為重點突出，講清講透，從而把教學內容的課堂講授上升到培養計算思維的高度。還有，在介紹網絡原理中的OSI七層模型時，這里也是采用抽象、分解來控制龐雜的任務進行復雜系統設計的思想的很好體現，通過分層設計，將復雜的處理過程分段化簡為相對獨立的小模塊，再分別設計處理，不僅簡化了設計過程的復雜性，還提高了處理效率。也是一個對復雜問題建立參考模型使其易于處理的計算思維方法。

在“網頁制作”課堂教學中，我們還利用概念圖激發學生計算思維，它能使思維訓練和學科教學相統一，即從計算思維的角度出發將涉及的操作知識點進行重新歸類和整理，使學生對FrontPage軟件的應用水平提升到了整體把握、綜合應用的層次。通過這部分知識網絡的構建，隨著概念圖貫通知識脈絡，讓思維隨著知識脈絡的貫通而形成，既提高了學生的動手實踐能力，還培養了學生的計算思維，促進計算思維的內化和遷移。

因此，在關鍵能力視野下的高中信息技術教學，計算思維不失為一個重要載體和抓手，我們只要在教與學的每一個細節中好好落實，就能有效提高學生利用信息技術解決問題的思維方法，就能切實做到以學生的發展為核心，使“注重培養支撐終身發展、適應時代要求的關鍵能力”真正落實到處，使更多的學生成為未來信息技術的創新者！

參考文獻：

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？誗編輯 李博寧