人工智能時代基于計算思維的大學生信息素養教育研究

摘要：信息素養教育對培養適應人工智能時代需要的人才具有重要意義。文章旨在探索借助計算思維提升大學生信息素養的教育路徑，為提升人工智能時代大學生信息素養提供參考借鑒。研究選取大學生群體作為研究對象，采用系統性文獻分析法，通過對國內外公開發表的文獻進行編碼和梳理，探索國內外大學生信息素養教育的發展現狀，總結我國高校大學生信息素養教育存在的問題，分析計算思維融入大學生信息素養教育的必要性。最終提出圍繞技術融合、思維交融、場景拓展以及研究驅動等多維度將計算思維融入大學生信息素養教育體系的實踐路徑。不僅強化提升了學生的信息處理能力，更意在塑造其系統化的思維方式，使其具備應對復雜信息環境的核心競爭力。

關鍵詞：信息素養教育；計算思維；人工智能

中圖分類號：G252.6" 文獻標志碼：A文獻標志碼

0 引言

計算思維（Computational Thinking）最早出現在1980年發表的《頭腦風暴：兒童，計算機和有力的想法》一書中。為加強人們對計算思維的理解，美國卡內基·梅隆大學的周以真教授在2006年發表了一篇名為“Computational Thinking”的文章，進一步對計算思維進行闡述，即計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為，其采用一種遞歸思維方式，運用抽象和分解來迎戰龐雜的任務和涉及巨大復雜的系統，通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，把一個看似困難的問題簡化成一個簡單的問題，涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動^［1-2］。計算思維的本質是抽象和自動化，反映了計算的根本問題，不僅推動了計算機應用的發展，而且對促進相關學科進一步創新發展起到了積極的作用。作為一種普適性技能，計算思維不僅局限于計算機科學領域，也應用于日常問題分析求解、知識的學習和應用等方面，大大提高了人們認知世界的能力并拓展解決問題的方式方法，逐漸成為創新人才的基本要求和專業素質。

1 國內外大學生信息素養教育的現狀

信息素養水平很大程度上決定著大學生的終身學習能力和創新能力的高低。研究發現，在大學生信息素養教育方面，發達國家起步較早且發展較為成熟。以美國為例，諸多高校圖書館在信息素養教育改革進程中發揮了重要引領作用，逐步構建起相對統一且規范化的教育體系（見表 1）。這種體系呈現出層次分明、形式多樣、成效顯著的特點，為學生提供了豐富的學習資源與多元化的實踐機會，全面提升了學生的信息素養^［3-4］。

相較而言，我國信息素養教育起步較晚，盡管近年來政府不斷出臺政策支持^［5］（見表 2），整體教育水平也在逐步提升，但仍面臨諸多挑戰。我國中小學階段信息素養教育內容的缺失，使得大學生在接受高等教育前缺乏必要的信息素養基礎。同時，區域經濟發展不平衡導致各地信息素養教育實踐起步時間不一，東西部地區教育水平差異顯著。此外，我國信息素養教育相關研究多源于高校教育實踐，缺乏系統性和全面性，尚未建立完善的信息素養標準與評價體系，教材體系也有待規范化。

深入分析造成這種國內外差異的深層次原因，主要體現在以下3個方面。

（1）教育發展起點與積累不同。發達國家較早開展信息素養教育相關實踐與研究，中小學階段便打下基礎，長期積累形成完善體系。我國起步晚，前期探索不足，導致大學生信息素養教育起點低，需在高校階段集中彌補，難度較大，難以快速達到發達國家水平。

（2）教育資源分配不均衡。發達國家經濟發達，教育投入高且分配均衡，各類學校硬件設施先進，軟件資源豐富，師資力量雄厚。我國經濟發展不平衡，東西部、城鄉間教育資源差距明顯，影響信息素養教育普及與質量提升，西部地區與農村地區教育資源匱乏，限制了學生信息素養的培養。

（3）教育理念與社會文化因素。發達國家強調學生主體，注重培養自主學習、批判性思維與創新能力，信息素養教育注重實踐與探索。我國傳統文化影響下，教育以教師主導為主，學生自主創新不足，且傳統文化中信息觀念影響學生對多元信息的判斷，不利于信息素養全面提升。

2 數據科學背景下將計算思維融入大學生信息素養教育的必要性

2.1 知識迭代快，倒逼教育革新，信息素養教育觀念亟須轉變

人工智能時代，數據科學領域知識呈爆炸式增長，大模型、GPT等新理論、新技術層出不窮，知識更新周期大幅縮短。傳統信息素養教育主要圍繞計算機基礎操作與簡單應用展開，以實踐訓練解決既有問題為主，在創新思維激發與系統思維構建方面存在顯著缺失。這種模式難以適應知識快速迭代的節奏，導致培養出的學生在面對新興知識與復雜問題時應變能力不足。將計算思維融入信息素養教育，可促使大學生接觸到更具前瞻性和系統性的思維方法，將復雜任務抽象化、分解化。通過算法設計等手段提供創新的問題解決路徑，使他們在學習過程中更好地跟上知識更新的步伐，激發創新意識，培養創新能力，進而推動教育理念從技能傳授向能力培養轉變，教育模式從單一向多元、綜合革新，契合人工智能時代對創新型人才的需求。

2.2 信息迷宮繁亂，亟須思維燈塔，強化信息思辨甄別能力

互聯網技術的飛速發展使信息傳播呈現出前所未有的復雜性，信息來源渠道多元化，信息質量良莠不齊。大量虛假、誤導性信息充斥網絡空間，這些信息往往經過精心包裝，極具迷惑性，嚴重干擾了大眾對信息的正確認知，導致公眾思辨能力下降，思維習慣受到不良影響。信息素養教育在這樣的背景下，必須將培養學生對信息的質疑與申辯能力作為關鍵任務。計算思維基于其嚴謹的邏輯架構和科學的分析方法，為學生提供了一套有效的信息評估工具。它引導學生從信息的結構、邏輯關系、證據支撐等多方面進行深入分析，幫助學生識別信息中的漏洞和矛盾之處，從而精準辨別信息的真偽。通過計算思維的融入，學生能夠在紛繁復雜的信息迷宮中保持清醒的頭腦，堅守理性思維，提升信息思辨與甄別能力，為構建高質量的信息素養筑牢防線。

2.3 數據科學浪潮推動教育多元，計算思維鑄就核心競爭力

數據科學蓬勃發展，促使信息素養教育邁向多元新時期。傳統內容存在滯后性，如今其范疇與深度不斷拓展深化，涵蓋多學科知識技能，如數據分析等技術知識和數字化學習等綜合素養內容，跨學科融合趨勢顯著。計算思維與信息素養教育深度契合，它提供統一思維框架，增強教育體系學科融合適應性與連貫性。對大學生而言，計算思維助力其整合多元知識，完善知識結構，提升綜合素養。在社會多元化進程中，兼具計算思維和信息素養的大學生能更好適應各領域需求，處理復雜問題能力更強，使其在時代浪潮中占據優勢地位。

3 計算思維助力信息素養教育的路徑

為了使大學生適應人工智能時代的挑戰，本文提出了圍繞技術融合、思維交融、場景拓展以及研究驅動等多維度將計算思維融入大學生信息素養教育體系的實踐路徑，這4個角度相互關聯、互為支撐，共同構建了一個多維度、立體化的大學生信息素養教育體系，框架如圖1所示。

3.1 技術融合：創新教學體系架構

在人工智能時代，信息素養教育必須適應技術發展的需求，將計算思維納入教學體系架構中，具體路徑之一是通過技術融合創新教學體系架構。例如，運用多模態數據融合分析技術，采集學生學習過程中的行為數據（操作記錄、學習時長等）和情感數據（學習滿意度、興趣度等），構建全方位的學生學習模型。通過分析模型，深入了解計算思維和信息素養培養過程中的學生認知規律變化，這種教育模式不僅提升了學生的學習體驗，也使信息素養的提升更加個性化與有效。此外，可以采用如大模型等先進技術來設計課程體系，提升學生在實際問題中運用計算思維解決復雜問題的能力。以清華大學為例，該校在“計算思維與人工智能基礎”課程中，不僅涵蓋編程、數據結構等基本技術內容，還將AI技術、深度學習等應用嵌入教學體系中，培養學生運用計算思維解決復雜問題的能力，增強信息素養。

3.2 思維交融：深化教育協同聯動

在信息素養教育中，計算思維的引入不僅是技術手段的加強，更是思維模式的深層次改變。實現這種變革需要通過教育協同聯動的方式，將多種思維融合在教學中。首先，可以在課程設計中增加信息科學、統計學、社會科學等學科的交叉內容，以培養學生的多維度信息素養，將計算思維與批判性思維、系統性思維等融為一體。例如，通過跨學科團隊合作項目，引導學生綜合運用計算思維與邏輯分析技能來處理多源信息，并通過量化的方式驗證結論，深化其對信息本質的理解。其次，教學中可以引入社會參與和真實問題解決的環節，例如，北京大學的“數據科學與倫理”課程，融合了計算思維與社會倫理學，通過大數據與AI應用的倫理討論，引導學生在技術應用中關注社會責任和道德問題。這種課程設置不僅提升了學生的數據分析能力，也培養了他們的批判性思維和社會責任感，促進了信息素養的多維度發展，也帶動了信息素養教育中的理論與實踐聯動。

3.3 場景拓展：夯實素養轉化根基

場景拓展是將計算思維和信息素養教育緊密結合的實踐路徑之一，通過打造沉浸式學習環境來夯實學生的素養轉化根基。具體而言，可以構建多層次、多維度的真實學習場景，在 “網絡安全攻防模擬實踐” 中，學生置身虛擬網絡環境，運用計算思維分析攻擊模式、設計防御策略，在沉浸式體驗中提升信息安全素養和計算思維反應能力。學生通過參與實際場景的實踐，能夠深化對知識的理解并提高其在現實生活中的應用能力。因此，教育者應通過與行業、企業、政府等的合作，提供更廣泛的社會實踐和創新創業平臺，幫助學生將信息素養轉化為可持續的技能。例如，復旦大學與上海市政府合作，開展了“智慧城市與數據分析”項目，學生在該項目中，通過分析城市管理中的海量數據，提出優化方案，提升了城市管理效率。這種實踐項目不僅讓學生學會使用大數據技術，還能夠讓他們在解決現實問題時，運用計算思維進行深入分析。

3.4 研究驅動：引領教育科學發展

研究驅動的教育模式能夠引領教育的前沿發展，推動教育體系不斷創新。在人工智能時代，教育科研應同時關注計算思維與信息素養的最新進展，研究如何在教學中高效地引入這些前沿技術，提升教育質量。首先，高校應加強教育科研與學科發展緊密結合，不斷更新教學內容。例如，哈爾濱工業大學通過建立“計算思維與教育技術研究中心”，集中開展如何利用最新的計算機技術和人工智能提升信息素養的研究。該校將這些研究成果應用到“智能數據分析與決策”課程中，幫助學生理解如何利用人工智能進行數據分析。其次，研究成果的轉化對于提升教育質量至關重要。上海交通大學通過其“教育技術創新中心”，開發了基于大數據與人工智能的教學平臺，并將其推廣至全國高校。通過這一平臺，教師可以根據學生的學習進度和偏好，定制個性化的學習內容，提高了信息素養的教育效果。這種基于研究驅動的教育模式，不僅推動了計算思維教學的革新，也為全國高校的教學改革提供了有力支持。

4 結語

人工智能時代，信息素養是當代大學生必備的基本素質之一。信息素養教育的關鍵在于動態適應技術與社會的變化，而計算思維的引入為這一教育過程賦予了全新的深度與廣度。技術與思維的融合、教育協同的深化、學習場景的多元化拓展，以及以科研為導向的教育實踐，均構成了新時代信息素養教育的基礎與驅動力。通過這種立體化的教育模式，學生不僅能夠掌握應對信息挑戰的技能，更能在未來面對跨學科問題時展現出獨立思考與創新解決的能力。未來，隨著科技的不斷演進，信息素養教育需要進一步加強與前沿技術的結合，以確保學生能夠在復雜而不斷變化的社會環境中勝任各類挑戰，并最終成為符合數字時代需求的全面人才。

參考文獻

［1］郝曉鑫，李艷，耿鳳基.計算思維的層級加工理論假說及教育啟示［J］.電化教育研究，2024（8）：71-79.

［2］羅國鋒，劉清生.ChatGPT賦能高校信息素養教育應用場景與實踐研究［J］.農業圖書情報學報，2024（4）：91-101.

［3］徐國興，孔新宇，管佳.數字融合背景下大學生數字素養培育：模型與路徑［J］.中國電化教育，2024（2）：53-60.

［4］盛興軍，徐滕.數字學術環境下大學圖書館信息素養教育研究：以美國大學圖書館數字學術服務為例［J］.四川圖書館學報，2023（3）：55-62.

［5］段勝峰，張雅雯.智能時代信息素養培養的國際經驗及啟示［J］.現代大學教育，2023（1）：58-65.

［6］中華人民共和國教育部.教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知［EB/OL］.（2018-04-18）［2025-03-05］. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

［7］江蘇省人民政府. 省政府辦公廳關于印發江蘇省“十四五”教育發展規劃的通知［EB/OL］.（2022-01-18）［2025-03-05］. http：//www.jiangsu.gov.cn/art/2022/1/18/art_84418_10320272.html.

［8］中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［9］人民網. 《中國學生發展核心素養》發布［EB/OL］.（2016-09-14）［2025-03-05］. http：//edu.people.com.cn/n1/2016/0914/c1053-28714231.html.

（編輯 何 琳）

Research on information literacy education for college students based on computational thinking in the era of artificial intelligence

LI" Feifei1， WANG" Boyu2， WANG" Xi3

（1.Library， Soochow University， Suzhou 215006， China;

2.School of Computer Science and ArtificialIntelligence， Changzhou University， Changzhou 213159， China;

3.Suzhou Industrial Vocational and Technical College， Suzhou 215006， China）

Abstract：" Information literacy education is of great significance in cultivating talents who can adapt to the needs of the artificial intelligence era. This article aims to explore the educational path of using computational thinking to enhance the information literacy of college students， and provide reference for improving the information literacy of college students in the era of artificial intelligence. The study selected college students as the research object and used a systematic literature analysis method to encode and sort out publicly published literature at home and abroad， exploring the current development status of information literacy education for college students at home and abroad， summarizing the problems existing in information literacy education for college students in China， and analyzing the necessity of integrating computational thinking into information literacy education for college students. Finally， a practical path was proposed to integrate computational thinking into the information literacy education system for college students from multiple dimensions， including technology integration， thinking integration， scenario expansion， and research driven approaches. Not only does it enhance students’ information processing abilities， but it also aims to shape their systematic thinking patterns， enabling them to possess core competitiveness in dealing with complex information environments.

Key words： information literacy education; computational thinking; artificial intelligence

基金項目：江蘇高校哲學社會科學研究項目；項目名稱：基于學習行為畫像的現代學徒制下的學生學習績效分析研究；項目編號：2023SJYB1594。

作者簡介：李菲菲（1985—），女，副研究館員，碩士；研究方向：信息素養教育。