中職《計算機應用基礎》課程中計算思維培養的思考和實踐
——以Excel函數教學為例

裴文俊

（上海市工商外國語學校，上海 200231）

一、引言

中等職業學校的計算機應用基礎課程是一門理論與實踐一體的公共基礎課程。其中的Office 辦公軟件操作，在后續專業學習和未來生活中的應用日益廣泛。尤其是隨著數據的爆炸性增長，篩選數據進行準確的數據處理，把數據轉化為可洞察的模型，實現數據的價值越來越具有現實意義，培養學生具有良好的數據處理能力是中職Excel 軟件教學的重要目標。但目前實施的操作技能考核模式，教師過于強調實踐操作，而忽視了學生的主觀能動性和利用信息技術發現問題、解決問題的能力。特別是像Excel 公式與函數的學習，更要求學生具備一定的邏輯思維能力，以強調應用和理解為主，而不是簡單的操作訓練。因此，中等職業學校的計算機基礎課程目標不僅要培養學生熟練使用軟件，還需要關注學生思辨能力的培養。

二、中職《計算機應用基礎》教學現狀分析

1.中職《計算機應用基礎》課程的師生現狀

中等職業學校的學生，一方面喜歡電腦，特別是游戲和微信等娛樂方式，也熱衷運用信息化技術處理學習、生活問題，如運用APP 軟件或小程序去查詢特定目標。另一方面，在真正學習計算機知識的過程中，缺乏興趣，出現“重操作，輕原理”“多盲從，缺思考”的現象，尤其對邏輯思維較強的Excel 函數理解和應用能力較弱。

計算機教師的教學方法往往存在兩種傾向：一種是先示范操作，然后學生模仿操作；另一種是簡單地以任務為導向，直接讓學生自學，完成操作后集中點評。前者的結果是，教學模式較為單一，學生主動性不強，課堂教學往往達不到預期效果。后者的結果是，沒有理論知識為基礎的學生直接上機操作，僅僅是模仿，并不明確操作用意和內涵，雖可完成教學任務，但大大降低了教學的實效，當學生遇到類似Excel 函數這樣需要在對函數邏輯理解的基礎上操作的知識時，便心生敬畏，無法真正實現教學目標。

2.中職《計算機應用基礎》教學內涵的思考

由于中職校學生的基礎相對較弱，忽視計算思維培養，導致學生無法達到學習計算機相關知識的能力，也無法養成獨立思考、主動探究的學習習慣。隨著計算機技術在各行各業的蓬勃發展，以職業為導向的中職學生在具備一定的計算機操作能力的同時，更應具備理解相關行為的一系列思維活動，勇于發現事物本質，這樣才能真正有效解決問題，成為職場贏家。因此，將計算思維貫穿在中職《計算機應用基礎》課程的教學設計中，具有非常重要的現實意義。因此，有效培養學生的計算思維能力，有利于學生學好專業和全面發展。

三、計算思維對中職《計算機應用基礎》課程的啟示

1.計算思維概述

2006 年3 月，美國卡耐基·梅隆大學計算機科學系主任周以真教授在美國計算機權威期刊《美國計算機學會通訊》（Communications of the ACM）上對計算思維（Computational Thinking）進行如下定義：計算思維是指運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。首次提出了發現問題和解決問題的基本理念，就是運用“計算機化”的方式去處理問題、分析問題、解決問題和展示表達的活動。計算思維本質上是一個問題解決的過程。將計算思維融入計算機應用基礎課程中教學，能讓中職學生在掌握操作技能的同時，學會使用計算思維來解決身邊生活和工作的實際問題。

2016 年10 月，美國新版國家計算機科學教育標準公布，《K-12 計算機科學框架》（K-12 Computer Science Framework）（下文簡稱《框架》），直接描述從幼兒園到高中階段學生需要達到的目標。《框架》的核心概念仍是計算思維，提倡“實施計算機科學教育與培養學生計算思維”融合教育。

因此，計算思維提倡的以問題為導向的計算機科學模式，對以任務引領和實踐項目教學為主的中職教育教學改革具有重要的參考價值和實際意義。

2.計算思維對中職計算機應用基礎課程的啟示

綜上所述，計算思維和《框架》提出的對學生的計算機科學培養途徑，與《計算機應用基礎》課程目標中培養學生搜索和處理信息能力、分析和解決問題能力、團隊協作能力的要求殊途同歸。然而仔細分析計算思維的核心概念和實踐要求，對比其內在核心與發展趨勢，其提倡的“計算機”式思考問題能力的培養對深化計算機應用基礎課程改革仍具有重要的啟示。

（1）關注學生專業的特點

中職學生不同于普通高中學生，他們都是具體到每個專業的學生，《計算機應用基礎》的課程任務多以生產生活實際和專業發展為背景，大多是鼓勵學生運用基本的計算機技術解決復雜、跨學科的現實世界問題，旨在提高學生學習興趣。

（2）注意邏輯思維的培養

《計算機應用基礎》不能簡單地以教授操作技巧為目的，應以解決實際問題為載體，在訓練操作技能的同時，注重培養學生分析、判斷、推理和表達等思維能力。教學中應主要關注學生在真實情境中分析問題和解決問題的能力。

（3）注重信息素養的形成

《計算機應用基礎》講授在實際操作過程中，強調通過學生應用相關軟件處理特定任務，提升學生的綜合信息素養。信息素養的核心是指，除了計算思維外，還應包含信息意識、信息價值觀、信息安全。

通過計算思維培養的有效引導，《計算機應用基礎》課程應圍繞培養信息素養的目標，發展成為一門對接學生專業、創設情境、強化分析、注重實踐，不斷提升學生思維品質的公共基礎課。真正地改變機械的操作模仿和單純的實踐練習，回歸信息技術基礎課程的教育本質。

四、計算機應用基礎課程聚焦計算思維培養的必要性

以Excel 函數教學為例，傳統教學要求學生掌握使用公式，SUM、AVERAGE 和IF 等函數操作的方法，較少關注函數運行的邏輯過程，選取的任務也通常是計算平均成績等。然而這并不能體現中職學生的職業特征，也未必達到專業人才培養的目標。挖掘Excel 教育的真正意義，是要培養學生解決生活和工作的實際問題，發展學生的思維能力，真正養成收集數據和處理數據的習慣和能力。因此，在計算機應用基礎課程中，有效提高計算思維能力培養是十分必要的。

1.時代的需要

教育部印發《教育信息化2.0 行動計劃》，明確提出全面提升和加強學生信息素養培育，加強學生課內外一體化的信息技術知識、技能、應用能力，以及信息意識、信息倫理等方面的培育。《上海市教育信息化2.0 行動計劃（2018-2022）》也提出，要切實推進信息技術在各學科教學中的應用，創造泛在的信息技術學習和應用環境，提升學生的數字化學習與實踐能力。從中可以看出，計算機應用基礎課程不能再停留在操作層面的教學，要關注信息素養的培養，信息素養的核心就是將實際問題計算機化，以計算思維考慮問題的解決方案，最終解決實際問題。

2.課程標準的需要

教育部《中等職業學校計算機應用基礎教學大綱》（2009 版），提出的課程教學目標是使學生體驗利用計算機技術獲取信息、處理信息、分析信息、發布信息的過程，逐漸養成獨立思考、主動探究的學習方法，培養嚴謹的科學態度和團隊協作意識。上海市發布的《中職校信息技術基礎課程標準》（2015 版），也強調培養學生的搜索和處理信息能力、獲取新知識能力、分析和解決問題能力、團隊協作能力，特別是運用知識解決實際問題的能力，避免課程的理論化、學術化傾向。兩者都關注了計算機應用基礎課程對能力的培養要求，而能力的真正養成一定是思維的變化，能力的具備是思維成熟的必然結果。計算思維解決問題的基本能力，也正是中職學生必須掌握的基本思維形式之一。

3.專業的需要

“專業”是每個中職學生的天然屬性，因而任何一門課程的培養目標都應當圍繞本專業的人才培養方案和教學要求。筆者所設計的Excel 函數課程的教學對象是國際商務專業，該專業要求培養的人才具有較好的計算機應用能力和信息檢索能力，具備初步的利用信息技術解決商貿活動中實際問題的能力。因此，計算機應用基礎課程應當在與學生生活相關的素材、專業背景和感興趣的事件中創設問題情境，按照任務的相關性來組織學科知識，即基于專業知識的原理，利用計算機的基本操作方法實施處理，以此提高學生利用計算機解決實際問題的能力。

4.學生的需要

隨著物聯網、云計算、大數據、移動互聯等新IT 技術在教育信息化領域的不斷創新，作為一門公共基礎課程，面對的學生都是互聯網和電子產品的原住民，純理論或簡單地操作訓練課程無法吸引學生參與，更不能激發學生的學習積極性。因此課程在原有的以操作為主的基礎上，可以將培養學生學習潛能和后續學習作為目標，助力學生全面發展與個性化發展。上海市教育信息化2.0 行動計劃，也要求把“發掘學生潛質，激發學生興趣，指導學生學習，成就學生價值”作為目標，學生潛質就是內在的邏輯思維，把思維過程理順，就為學生的終身學習奠定了基礎。

五、計算思維在中職Excel 函數教學設計中的實現

筆者以Excel 中的IF 函數應用為主題，設計了一節《IF 函數在多條件經濟建模中的應用》課程，獲2018 年全國教學能力比賽教學設計二等獎。本節課程在Excel教學中，融入計算機思維能力的培養，以“函數在實際中的應用”為主題，從國際商務專業和生活中選取實際建模內容。改變了單純的函數操作教學思路，突出邏輯思維訓練，以利用計算機科學的概念和方法，對經濟專業問題進行求解能力的培養。

1.教學目標兼顧開拓學生思維

通過認真的學情分析，由于在傳統的“演示—操作”教學中，教學模式較為單一，中職學生主動性不強。另外，IF 嵌套函數知識枯燥抽象，學生難以理解其內在邏輯，更難將其應用于實踐當中。所以，課堂教學達不到預期效果。本次課程的授課對象是國際商務專業一年級學生，他們具有一定的自學能力，喜歡新媒體，善于動手操作，對學習抽象知識感到吃力，考慮到課程標準要求是Excel 的IF 函數教學，因此確定本節課的知識目標是通過課程，學生能實現IF 嵌套函數的操作，同時能描述IF嵌套函數的思維邏輯過程。

2.教學任務以解決實際問題為導向

根據對學生和教材的分析，結合人才培養方案中要求“解決實際問題”需求，在完成教材基本練習后，教師選用了具有專業特色的累進稅率征收作為基礎鞏固任務，生活中的居民公用事業階梯征收模型（水、電、氣）作為進階任務。這些教學任務既符合課程標準里Excel 中IF 函數的知識要求，又重點關注學生利用Excel 的IF 函數處理實際經濟問題的能力，積極發揮公共基礎課為專業課保駕護航的作用。

3.教學方法的邏輯性

根據“課前自主學習，提升興趣；課中聚焦重難點，師生互動，多次練習；課后有效鞏固和預習”的原則，按照“基本概念—實踐操作—思維強化—鞏固加強”的步驟開展教學；以專業經濟建模來引領任務，通過信息化手段，吸引學生參與實踐。同時，利用教學平臺和自主研發的自動評分程序，進行過程性評價和結果性評價。

4.教學設計中貫穿思維訓練

課前設計游戲情境——猜匯率，使學生在情境體驗中感受“如果-就”的IF 函數邏輯。以專業知識為背景，體驗情境化游戲，感受生活中IF 函數思維，幫助學生抽象出函數的大致邏輯執行過程。課中的流程圖拖拽游戲，化抽象的邏輯思維過程為直觀的圖形模塊流程，幫助學生，理清函數判斷條件及條件成立執行內容的思維邏輯。課堂反饋和課后的練習提升，幫助學生對思維進行整體回顧、整理和提升，可以有效鞏固和提升學生的綜合思維訓練。

5.教學活動有機融合趣味性和思維性

針對IF 函數中的嵌套較難理解，筆者通過“小機器人回家”游戲，將抽象的IF 函數的嵌套邏輯變得直觀易懂，化靜為動，化隱為顯，目的是要突破IF 嵌套函數思維瓶頸。游戲中小機器人面對三岔路口時，將在三個方向中選擇正確的路線到達下個路口，判斷每個路口和選擇正確的路徑，就相當于完成了一次IF 函數語句，四個路口組合就完成了一次IF 嵌套語句的使用，最終的函數語句會引導小機器人沿正確路線回家。過程中，學生不僅練習了用“如果……就”的句式描述問題，還激發了學習興趣，提升了課堂參與度，同時也訓練了學生的算法思維。

整個課程設計關注學生的特點，針對學習難點，以學生喜聞樂見、樂于接受的游戲形式教學，將傳統的函數操作訓練與基礎原理知識相結合，將難以量化的函數邏輯思維教學變得易控能評價，使學生以有趣的方式學會IF 函數及其嵌套使用方法。改變了Excel 單純操作式教學，形成以實際應用為導向、操作和思維訓練并重的教學方法。培養和開拓學生思維，利用Excel 操作培養學生處理數據、解決問題的能力。

六、結束語

由于計算機技術更新快，發展迅猛，教學內容需要不斷增加，如果中等職業學校的《計算機應用基礎》課程仍停留在簡單的實踐訓練和操作模仿上，將永遠無法滿足學習的需要，也無法保證學習內容的先進性和實用性。因此亟需將計算思維滲透在中職《計算機應用基礎》課程教學中，有效培養學生的計算思維能力、解決實際問題的能力，才有利于學生的全面發展，為學生的后續學習和職業生涯發展夯實基礎。

中國正面臨產業升級和經濟轉型發展，需要一大批具有高素質的思辨型技能人才，因此對于以學習應用技能為主的中職學生，在掌握操作技能的硬技術時，學會泛專業的思辨是必不可少的，因為創新來自于思考，只有會思考才能突破，才能有所發現。