高中信息技术课程的新选择

摘要：计算思维是信息社会学生解析问题的一种普适的基本能力。信息社会发展对人才的需求以及高中信息技术课程自身的发展，提出了培养学生计算思维的新需求。在高中信息技术课中培养学生的计算思维，可提高学生利用信息技术解决问题的能力层次，可确立信息技术课程的核心价值与核心内容，可使信息技术课从实用性教育转变为基础性教育。

关键词：计算思维；信息技术课程；高中

1、计算思维的概念与特征

1.1计算思维的概念

2006年3月，曾任美国卡内基•梅隆大学计算机科学系主任的周以真（JeannetteM.Wing）在美国计算机权威刊物CommunicationsoftheACM上发表ComputationalThinking一文，认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

上述定义从思维的视角阐述了计算机科学在问题解决过程中的作用与价值。在寻求问题解决方案以及实现各种问题求解系统的过程中，甚至包括对人类行为的理解，应用计算机科学的基本概念与原理将成为信息时代人们解决问题的一种思维模式或思维习惯。在科学研究领域，计算思维（以抽象化和自动化为特征）已被看成是与理论思维（以观察和归纳包括人类社会活动在内的自然规律为特征）、实验思维（以推理和演绎为特征）并列的三大科学思维方式之一。

1.2计算思维的操作定义

计算思维的提出给人们带来了审视计算机科学的新视角，也使人们看到了其中所蕴含的思想与方法，在美国和欧洲引起了极大关注，成为计算机教育和信息技术教育的重要研究课题。然而，周以真对计算思维的阐释脱离不开她的学科背景，在如何从学科教育与课程建设的角度来认识计算思维以方便信息技术教师的实践方面尚存不足。国际教育技术协会（ISTE）、美国计算机科学教师协会（CSTA）与来自高等教育、产业界和中小学教育的专家发展了关于计算思维的操作定义，认为计算思维是一种问题解决的过程，包括（但不限于）以下几点：

（1）按照能够方便使用计算机和相关工具解决问题的方式表述问题；

（2）按逻辑组织和分析数据；

（3）利用抽象的方法表示数据，例如模型和模拟；

（4）通过算法的思想（一系列有序的步骤）生成自动化的解决方案；

（5）通过识别、分析和实施各种可能的解决方案，以实现最有效的步骤与资源的组合；

（6）概括该问题的解决过程，并迁移到其它相关问题中。

可以看出，计算思维的操作定义在表述上更为明晰、直观和具体，更利于信息技术教师的理解。该定义明确了从形式化问题到实现解决方案的过程，包括问题表征、数据分析、数据抽象、形成自动化的解决方案、分析试用各种解决方案、扩大解决方案应用范围的一系列有序步骤。在该过程中，强调问题的表征与处理应适应计算机的运行机制，但并不强调每一步都有计算机的应用，其基本理念是形成适宜计算机处理的问题解决思路，亦可建立模型或模拟解决方案。而且，这是一个具有普适性的问题解决过程，对问题来源没有任何领域限制，人类生产、生活中任何需要大量计算处理的问题都属于计算思维的适用范围。

1.3计算思维的特征

（1）计算思维代表着一类普适的技能，每一个人，而不仅仅是计算机科学家，都应学习并应用这种思维所涵盖的问题解决模式与方法。在培养学生的问题解析能力时，我们应当使每个学生不仅掌握阅读、写作和算术，还要学会计算思维。

（2）计算思维倡导概念化和抽象化地应用计算机科学进行问题解决，而不是单纯的计算机编程，它要求像计算机科学家一样进行思维，其内涵远比计算机编程更广泛且深刻。

（3）计算思维是人（而不是计算机）求解问题的一种途径和取向，特别是对于需要大量计算的问题，人们在提出问题解决方案时，应该在思维与方法上充分利用计算机的强大计算能力。

（4）计算思维综合了人类进行问题解决的多种思维。周以真认为计算思维是数学思维与工程思维的互补与融合，计算机科学在本质上源自数学思维，它的形式化基础建构于数学之上；计算机科学又从本质上源自工程思维，因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统。IreneLee等认为计算思维框架中涵盖了多种其他类型思维的元素，具体包括算法思维、数学思维、设计思维、工程思维和程序思维的相关要素。

（5）计算思维体现为人解决问题的思想，而不是人造物。虽然随处可见的软件和硬件制品在时刻影响着人们的生活，但对人们来讲，用于求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动的计算思维更为重要，软件和硬件制品是其表现形式。

（6）计算思维无处不在。信息技术将逐步融入社会生产与生活的方方面面，计算思维是一种信息化的问题解决能力，与信息社会的发展需求相适应，将会融入人类活动的各个环节之中。

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