淺談中學生計算思維能力的培養

胡童欣

隨著移動智能信息化時代的到來，智能終端設備作為重要的學習工具，對于學生的學習和發展起到重要作用。中學生能夠熟練使用Android應用程序，更應該思考和學習如何設計和開發Android應用程序。目前，中學生已經具備了認識問題、思考問題、解決問題的能力，為了進一步培養學生的計算思維能力，提高學生對于移動技術的認識，本研究選擇可視化的App Inventor工具進行Android應用開發，在實踐操作中培養學生的計算思維能力，培養學生移動智能時代的技術素養。

一、計算思維的概述

（一）計算思維的概念

周以真教授作為計算思維的創始者認為：“計算思維是運用計算機科學的基本概念去求解問題、設計系統和理解人類行為；計算思維的本質是抽象（abstraction）和自動化（automation）。如同所有人都具備是非判斷、文字讀寫和進行算術一樣，計算思維也是一種本質的、所有人都具備的思維能力。”根據周教授明確的計算思維的概念，我們決定將計算思維能力引入中學信息技術第二課堂，作為已具備辨是非、文字讀寫、進行算術和思維能力的中學生，同樣能夠很好的掌握計算思維，幫助他們在學習的過程中認識問題、求解問題，在學習的過程中，充分挖掘出學生們的潛能。

（二）計算思維和中學信息技術

在中學信息技術的第二課堂，我們常常在思考，如何讓中學生將信息技術和日常學習與生活中的激發的創新性問題與想法相結合，讓學生體驗技術創新的價值？若能將學習到的一種方法，一種問題的解決方式，以及如何將計算思維融合到信息技術第二課堂中去，從而培養追求創新的精神，發展創新的能力。構筑計算思維和中學信息技術“高架橋”，使中學生能在某種體驗中學習和掌握計算思維。

二、Android App Inventor的簡介

App Inventor原是Google實驗室（Google Lab）的一個子計劃，由一群Google工程師和勇于挑戰的Google使用者共同參與設計完成。Google App Inventor是一個完全在線開發的Android編程環境，拋棄復雜的程式代碼而使用積木式的堆疊法來完成Android程式。簡單易于理解，符合中學生的思維深度和學習習慣，能夠通過一定的指導實現中學生自己開發一款 Android應用程序，讓學生體會到自身能力的發展和計算思維。

三、Android App Inventor的課程設計培養計算思維

Android App Inventor的程序開發對中學生來說是利大于弊，但是對于真正實施至有所成效還需要指定好詳細的教學計劃，整體規劃第二課堂的課程內容。App Inventor 是廣州市信息技術教研室重點推薦的一款適合中學生Android的程序開發的計劃。

為了落實到中學生的第二課堂，我們將培訓教材分為三大部分。第一部分是快速入門，這一部分主要講述如何使用App Inventor開發環境的搭建，采取的和信息技術教研室培訓一致的在線版開發環境搭建；如何下載并安裝App Inventor；講述開發的基本界面、三大作業模塊（Designer、Blocks Editor、Emulator）的主要作用、基礎操作方法。第二部分是App Inventor項目經典案例的學習，此部分將設計日常生活與學習的經典案例作為示范講解，目的是為了引發中學生們的學習興趣，此時，重點是將計算思維引入，引導學生在經典案例發掘程序開發的作用，是從日常生活中發現問題，認識問題從而解決問題，在解決問題的時候，通過App Inventor的功能組件，轉化成Android程序解決問題。第三部分是拓展與提高部分，這個部分是安排這與數學密切相關的主題，只是在項目的實現中難度偏高，綜合性比較強，因為涉及到數學與信息技術的相結合，在借助不同的指令模塊組合去實現項目需求的過程中，學生們不用完全根據已有的項目實現過程來組合模塊，條條大路通羅馬，只要能最終實現項目的需求，學生可以自己思考解決問題，這部分復雜度，及與別的學科的結合度，促使教師在教學中能更好地培養學生的計算思維、激發學生的創新能力。

當學生完成每一個經典項目的制作后，教師會根據學生的完成情況給予評價和分析，同時學生也需要反思自己的作品和經典作品的完成情況中有哪些創新的地方，是否用了更加簡潔的事件模塊拼接就完成了同樣的功能，是否在項目界面的設計中有自己的創新等。

運用App Inventor開發基于Android應用程序培養中學生的計算思維能力，從中學生抓起，這種思維能力有助于他們在未來的學習和生活中學會認識問題，解決問題，更好地成為一個問題的解決者，在遇到挑戰的時候，沉著冷靜明辨是非。在完成一個個進階項目的時候，學生們普遍都會有成就感，而這種成就感恰恰就是激發下一次的創新潛能最好的催化劑。從小培養計算思維，秉承創新精神的他們，在追求夢想的路上，不會畏懼問題的存在，敢于迎接挑戰。

責任編輯徐國堅