张冬冬
黑龙江省伊春市西林区第四中学
摘要：计算思维是信息技术学科核心素养一项重要内容，是数字化时代合格公民应具备的基本素养。什么是计算思维？计算思维的特征是什么？如何训练计算思维？培养学生计算思维应理念先行，只有科学认清计算思维的实质才能在教学中有效实行。
关键词：计算思维；信息技术课程；核心素养
一、前言
随着新一轮深化教育课程改革的实施，核心素养成为课改的新焦点，以"全面发展的人"的核心素养体系的提出，将真正助推落实"立德树人"的教育核心目标，教育将真正走向"核心素养时代"。信息技术是知识经济时代的先进生产力代表，信息技术学科核心素养是学生发展核心素养培养的基础之一。教育部在2018年1月印发的《普通高中信息技术课程标准（2017版）》中，确立了 "信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任"4大信息技术学科核心要素，计算思维作为新内容，也因其"面向学科"的特性备受关注。因此，科学准确的把握计算思维的内涵，理清计算思维的特征和训练步骤，顺应课程改革，使信息技术学科核心素养在学校中实践，全面培养学生信息技术学科素养具有重要的现实意义。
二、计算思维概念明晰
计算思维概念源于大学公共计算机教育领域，是2006年卡内基·梅隆大学华裔计算机科学家周以真明确提出的，"计算思维是一种运用计算机科学基本概念求解问题，设计系统和理解人类行为的方式，涵盖了计算机科学领域广度的一系列思维工具"[1]，她在2010年再次对定义进行了补充说明："计算思维是一种解决问题的思维过程，能够清晰、抽象地将问题和解决方案用信息处理代理(机器，或人)所能有效执行的方式表述出来"[2]。计算思维理念的提出引起巨大反响，它的教育价值得到世界教育界的肯定。
我们将复杂的，难以理解的定义简单化，可以这样理解，计算思维是一种问题解决的方式，这种思维方式将问题进行分解，并且利用所掌握的计算知识找出解决问题的办法。这是一个转化的思维过程。
在《普通高中信息技术课程标准（2017版）》中也明确给出了计算思维的定义，简单明了。"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。"[3]
周以真在提出计算思维概念的同时，还对其进行了限定：计算思维就是运用计算机科学的思维方式及基础概念进行问题解答和系统设计，像计算机科学家一样思考问题、理解问题、解决问题等一系列涵盖计算机科学的思维活动。[4]问题解决技能是计算机科学家最重要的能力。他们能够对问题进行简明陈述，创造性地给出解决方案，并将解决的方案清楚准确地表达出来。
三、理解计算机思维的特征
计算思维不等同于计算机编程，但程序设计是最为直观的理解和表述计算思维的方式，是培养计算思维的一个有效切入点。
计算思维不是学科知识，它源于计算机科学，但它不仅仅属于计算机科学领域，它与数学和工程思维联系密切，计算思维将问题抽象为数学问题，哪些是可以进计算，怎样进行计算。像工程师一样进行设计，将不同的组件建造成系统，并在不同的实现方案中进行权衡，择优而用。今天人类所面临的全球性重大问题的解决都是要跨学科，跨领域的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对计算思维的技能的培养，具备计算思维的学生能够对过去看似无解的问题，提出全新的解决方案。
计算思维是每个人都应具备的思维能力，灵活、多变。计算思维是人类求解问题的一条途径，它是人的思维方式，不是计算机思维，不是要使人像计算机那样思考，人的思想赋予计算机以生命。人把实际问题转化为可计算问题，用计算机来执行具体的运算任务，计算机神奇的表现是人作用的结果。
四、计算思维的训练步骤
在学校，面向学生，信息技术课需要引导学生将计算思维迁移到日常生活与学习之中，让计算思维逐步融入现实生活，让学生识别出藏在生活中的"计算"问题，并运用合理的算法形成有效解决问题的方案。通过系统培养、科学锻炼，让学生计算思维的触角延伸到意识的深海，理性的发问和思索，在众声喧闹间点亮"问题思考"的火炬，用计算思维看世界，高效地参与到社会共同体建设中。
有效进行计算思维能力的训练，可以按4个步骤去做：
首先"解构"，要把遇到的复杂问题拆解成更小部分，变成一个个模块，便于管理和分析，同时还要明确各个模块有什么样的属性，用属性识别对象，爱因斯坦曾说过："任何一个聪明的蠢材都可以把事情搞得更大、更复杂，也更激烈。但往相反的方向化繁为简则需要很大的勇气"。
其次"模式识别"，在计算机思维中，属性被称为"模式"，找出各个模式之间有哪些异同和联系，为之后的解决提供依据，模式让问题的解决更简化。研究表明人类具有很强的模式识别能力，但需要对这一能力进行培养，进行训练和强化。
然后"抽象化"，去找寻背后的重要信息，将无用模式去掉，留下形成模式的一般规律，抽象是抽取共同的、本质性的特征。符号化是最基本的抽象手段，抽象后可以用一定的数学语言进行描述。举例子来理解如：找出学校年龄大于16岁的男同学，符号化后可以这样描述：
(nl>16) and （xb=男）== true
最后是"算法"，把对类似的问题提供逐步的解决办法，计算思维就是使用算法的方法论。
计算思维的本质是抽象和自动化。抽象是实现计算思维的方法和手段，体现在每个环节。自动化是最终目标，将人类从大量的机械运算中解放出来，让计算系统自动的求解问题。
结束语
知易，行难。每一次课程改革都向着教育理想迈进，也都会遇到新问题，要让计算思维在实践中开出耀眼的花，不能脱离理论层面的指导，但科学的认识计算思维仅是开始，课程中的计算思维需要教师在教学中不断深挖，让计算思维从无到有，进而提升计算机思维，影响学生的社会生活，在未来的教学实践中将面临很多困难和挑战。
参考文献
[1]Jeannette M. Wing.Computational Thinking [J]. Communications of the ACM, 2006,(3):34-35.
[2]任友群;隋丰蔚;李锋;数字土著何以可能?--也谈计算思维进入中小学信息技术教育的必要性和可能性[J];中国电化教育;2016年01期.
[3]《普通高中信息技术课程标准（2017版）》:6 .
[4] WING J M. Computational thinking[J]. Communications of the acm，2006，49(3)：33-35.
论文作者:张冬冬
论文发表刊物:《中国教工》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/26
标签：思维论文; 素养论文; 信息技术论文; 计算机论文; 核心论文; 抽象论文; 计算机科学论文; 《中国教工》2019年第7期论文;