读书笔记-计算思维

计算思维培养的一点领悟与构想

前几天从《中小学信息技术教育》月刊上读到了一篇非常好的论文——《点燃高中信息技术课堂计算思维的火花》，作者冯士海，冯老师的文章主要从三个方面展开：计算思维的内涵和误区，培养计算思维的必要性，如何点燃高中信息技术课堂学生计算思维的火花。文章理论依据科学客观，问题分析透彻，更有具体的教学实施设计和做法，非常值得借鉴与学习。更为重要的是，论述内容与我们开始进行研究的课题不谋而合，引起共鸣。

一．计算思维的涵义

2006年周以真教授首次提出计算思维，以期回答计算机相关知识与人们的关系。新课标中指出：计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。计算思维是一种思维能力，是一种用来解决问题的思维过程，论文归纳了计算思维以下特点：

（1）制定问题，并能利用计算机和其他工具帮助解决该问题；（2）逻辑化组织和分析数据；（3）通过抽象，如模型、仿真等再现数据；（4）通过算法，支持自动化解决方案；（5）识别、分析和实施可能的解决方案，并找到最有效的解决方案；（6）将问题的求解过程推广到更广泛的问题中。

计算思维并非计算机思维，计算思维也不一定通过编程。计算思维从古至今发展，有了计算机的出现，有了信息技术作为载体，给计

算思维发展带来了根本性的变化。

二．培养计算思维的必要性

计算思维不仅是中学生必备的核心素养，也是人类最基本的思维方式，与“听、说、读、写”同等重要。首先，计算思维是信息素养的能力体现。其次，计算思维能提高学生的自主创新能力。

前些天，我看了一档名为《智造将来》的综艺节目，一个叫袁翊闳的男孩给我留下了深刻的印象。这孩子来自广东中山，刚13岁，却已经做出了一个叫“小蓝”的人工智能机器人。它可以和人进行简单的问答交互，比如告诉你明天的天气，或者讲个冷笑话。

节目组还带着袁翊闳和另外两个小朋友到了四川大凉山，体验“变形记”。谁知道，这几位编程少年不仅在当地学校客串起编程老师，还一不小心随手帮小同学们解决了好几个生活难题。比如，村里的小伙伴每天都要早早起床喂鸡，袁翊闳注意到后，就想通过编程制作一个定时喂食器。

他邀请了喂鸡的小朋友一起加入，几个人围在电脑前协力完成了这个小发明，还根据每天投喂的频率和分量，做了进一步优化调试。

看到喂食器成功投喂的一瞬间，他们很激动地欢呼起来。

计算思维能力水平高的学生，能更好的理解现实世界和数字虚拟世界之间的联系，而不在虚拟世界中迷失，能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案，能更好的适应高度人工智能化的信息社会。

三．信息技术课堂上学生计算思维的培养

有关思维培养的策略方少芹老师说得很系统全面，同行老师不少早已经在践行，但具体的做法，仁者见仁，智者见智，文章中几点实践建议我很认同：

1．重组教材内容，渗透计算思维

结合新课标，将现有高中信息技术教材内容进行适当重组，变知识传递为思维启迪，提高学生发现、认识和解决实际问题的思维能力。

（1）教学案例不必拘泥于课本

这一点相信很多同行老师早已经在实践了，比如我们课题组就做得非常好，个别学校和老师还自编了校本教材进行教学。个人认为可以从学生实际方面出发，选择合适的、更能引起学生学习兴趣的案例来践行于教学中，并以“项目式学习”模式去实施，效果更好。

（2）教学顺序不是一成不变的

粤教版《算法与程序设计》内容是按照“程序设计基础”“可视化编程”“算法和程序实现”“面向对象程序设计”以及“程序设计实践”来安排的，这样编排具有科学性和严谨性。然而，学生计算思维还没形成，如果直接按教材内容顺序开展教学，学生面对枯燥乏味的算法理论，就有可能失去对本模块内容的兴趣。这时可以从学生实际出发，对教材顺序和内容进行重组。先让学生接受“算法设计的基本知识”，再把“面向对象程序设计”和“程序设计实践”中的实例拿出来分析，即把“算法设计”的知识穿到“程序设计”中，使抽象的知识形象化，再用生活的实例来讲解算法，这样学生会更感兴趣，计

算思维的渗透也就水到渠成了。

文中这一看法是亮点！程序设计教学个人认为要从易入手，先简后难，循序渐进，如果一开始就将复杂的问题交给学生，会造成学生学习的障碍和失去学习的兴趣。高一学生有学习过《算法初步》，有一定的算法基础，但面对全体学生，个人认为难度要降低一些，可以选择有趣味性和游戏性的案例，这样才能激发学生学习的兴趣和动力。

2．创新课堂教学，落实计算思维

在平时教学中，体现计算思维的活动也是无处不在的，只是在没有关注计算思维时，这种活动对学生是无意识的。改变这种状况，只需引导学生主动地用计算思维去解决问题。在教学中，可通过使用头脑风暴法分析问题，找到解决问题的方法，再使用思维导图细化方法、直到能使用计算机进行处理。

（1）使用头脑风暴法，找到解决问题的方法

（2）使用思维导图，细化方案

（3）使用计算机解决问题

以前的教学重点放在第三个环节，重视技术的使用，只讲解如何处理图片、加工主体图案等，而创新后的课堂更加注重方法的分析，培养学生分析能力，训练学生的计算思维。

这一点的做法，和方老师的“项目活动实例——我们是游戏设计师”项目式学习设计想法有异曲同工之处，但是，方老师的设计我相信会让学生更加喜欢，因为内容贴近学生，更能激发学生学习兴趣。

对于“头脑风暴法”，我认为应该选择开放性更强的问题，结合小组活动来进行，同时教师要做好引导和及时关注课堂动态。

3．借助算法和流程图，强化学生的计算思维

高中信息技术教学还需帮助学生理解计算思维涵盖的计算概念和方法，如递归、抽象等，引导学生挖掘生活中的“计算”“抽象”问题。再借助算法、流程图，强化学生的计算思维。

（1）培养学生的算法思想及高效解决问题的能力

计算思维是人求解问题的一种途径和取向，特别是对需要大量计算的问题，在提出问题解决方案后，应在思维与方法上充分利用计算机的强大计算能力。

（2）借助流程图，清晰地表达解决问题思路

借助流程图能加深学生对算法的理解，增强学生逻辑思维能力的锻炼，增加学生对问题解决的严谨性，更好地培养学生的计算思维。

论文《点燃高中信息技术课堂计算思维的火花》作者应该是一线教师，是经验分享，真知灼见。关于计算思维培养的评价方面，该文没有涉及，这也是我们课题组应该去深入研究的内容，有这么多优秀的伙伴，相信会做好的研究成果。

之前做课题时我们会经常想到，除了技术，我们还能教给学生什么？信息技术课程，能给学生带来什么有用的东西？我想，新课标已经明确提出要求，需要我们做的，就是多学习与思考，与时俱进，努力去践行新课标的教学目标。