随著(zhe)信息技術的不斷發(fā)展，計算思維成(chéng)爲信息技術新課标學(xué)科核心素養之一，是21世紀學(xué)生發(fā)展的核心能(néng)力。如何利用技術進(jìn)行學(xué)習工作，解決問題，不僅是教學(xué)者的能(néng)力要求，作爲未來建設社會人才的中小學(xué)生，這(zhè)種(zhǒng)計算思維能(néng)力的提升更是迫在眉睫。

同專家對(duì)計算思維的定義側重有所不同。目前從文獻看，多數人認可的計算思維是卡内基·梅隆大學(xué)的周以真教授提出的概念。2006年她首次提出計算思維的概念，將(jiāng)計算思維定義爲一種(zhǒng)思維模式，認爲計算思維是一種(zhǒng)運用計算機科學(xué)基本概念求解問題、設計系統和理解人類行爲的活動。

國(guó)際教育技術學(xué)會(ISTE)曾指出：計算思維的核心能(néng)力是CPS能(néng)力，CPS(Computa-tionalProblem-solving)是計算機化解決問題。

“計算思維”是思維方式的一種(zhǒng)，關注問題解決方案的形成(chéng)過(guò)程，培養學(xué)生像計算機科學(xué)家那樣(yàng)去思考問題，是計算思維培養的宗旨。由此可見，計算思維核心點爲：基于問題需求，進(jìn)行過(guò)程設計、結果評估，提升内化成(chéng)思維能(néng)力。

2017年教育部發(fā)布《普通高中信息技術課程标準》，計算思維列入信息技術學(xué)科四大核心素養之中。此後(hòu)中小學(xué)各學(xué)段的信息技術課程目标把培養計算思維能(néng)力提上課堂教學(xué)。

近年來，廣州市初中信息技術把計算思維列入教材教學(xué)，使學(xué)生了解計算思維的含義與應用，但篇幅不多，内容較爲抽象，學(xué)生僅是建立起(qǐ)計算思維的概念而已。同時，對(duì)于學(xué)生解決實際問題的計算思維能(néng)力的培養仍是較大的空白。

綜上，結合新課程所倡導的自主合作學(xué)習、實踐探究、創新等能(néng)力培養，在真實有效教學(xué)過(guò)程中落實計算思維能(néng)力的培養，可從以下幾個方面(miàn)切入。

計算思維是一種(zhǒng)思維方式，思維習慣是思維方式的一種(zhǒng)表現方式。常說行爲決定習慣，通過(guò)行動習得的思維方式才更深刻。

建構主義者皮亞傑與人工智能(néng)先驅西蒙·派珀特(Sey-mourPapert)堅信知識不單是通過(guò)編碼、存儲、提取的方式獲取或是簡單地“傳遞”，而需要個人“建造”。派珀特強調，兒童應從“制作中學(xué)習(LearnbyMaking)”，關注知識學(xué)習的“過(guò)程”，提倡兒童通過(guò)具體的技術媒介將(jiāng)頭腦中的想法轉化，通過(guò)設計與制作來獲取知識。

著名的學(xué)習專家愛德加·戴爾提出學(xué)習金字塔理念，指出采用主動參與、實踐性的學(xué)習方式比傳統被(bèi)動接收學(xué)習的學(xué)習效率更好(hǎo)。計算思維的培養更需要個體通過(guò)行爲内化而得，自動在創造中建構知識。

近幾年，中小學(xué)校園興盛的創客教育、STEM教育，以跨學(xué)科大熔爐大融合培養綜合能(néng)力爲主。創客教育尤爲強調造物，當個體在借助實物工具設計創造過(guò)程中，獲得的知識最深刻和有意義。

中小學(xué)生正處于好(hǎo)奇心最爲強烈的年齡，創客的造物極大吸引學(xué)生樂此不疲去“玩”物。這(zhè)種(zhǒng)基于濃厚興趣的“造物”非常有利于學(xué)生對(duì)知識的建構，造物過(guò)程中提升了各種(zhǒng)思維能(néng)力素養。

編程是培養計算思維的重要途徑。歐美國(guó)家在很早就大力提倡少兒編程，培養少兒思維能(néng)力與創新能(néng)力。我國(guó)初高中階段開(kāi)設編程教學(xué)也較早，流程圖知識、算法的學(xué)習，用概括符号來表達整件過(guò)程流程，這(zhè)些都(dōu)是計算思維的必備知識。

筆者在十多年來的中小學(xué)信息技術教學(xué)實踐中，發(fā)現目前中小學(xué)信息技術編程教學(xué)大多數仍是爲了知識而教學(xué)。特别在初中階段，困于學(xué)時少考試壓力大等因素，多數學(xué)生的編程學(xué)習興趣難以提高，程序的算法思維更難以落實。

2016年，筆者參與本校創客校本教材的研發(fā)與實踐研究，發(fā)現學(xué)生對(duì)用編程控制實物非常有成(chéng)就感，對(duì)學(xué)習編程興趣濃厚。在創客作品創造中，學(xué)生通過(guò)動手探究對(duì)編程算法的理解更爲具體，學(xué)習興趣自然提高。在編程學(xué)習中特别講究思維嚴謹精益求精，這(zhè)與創客的“工匠精神”高度相符。

創客教育爲編程學(xué)習提供一種(zhǒng)新平台，讓學(xué)生在真實體驗與實踐應用中發(fā)展學(xué)生利用信息技術思考與解決問題的獨特能(néng)力。身爲“數字土著”的中小學(xué)生，技術是學(xué)習生活中必不可少一部分，利用技術來解決問題、進(jìn)行創造和創新將(jiāng)是習慣的思維方式。

計算思維不是一門單獨的學(xué)科，它源于計算機科學(xué)，和數學(xué)思維、工程思維有非常緊密的關系。計算思維不僅是一種(zhǒng)适應于計算機科學(xué)的概念和思維，還(hái)能(néng)提供一種(zhǒng)廣泛應用于工作、學(xué)習、生活中分析問題的視角。

項目學(xué)習是基于真實問題情境、發(fā)現問題、分析問題，進(jìn)而解決問題系列實踐的研究性學(xué)習，其綜合應用知識和能(néng)力要求非常強。計算思維正是項目式學(xué)習所需一種(zhǒng)能(néng)力，同時項目學(xué)習更有利于鍛煉學(xué)生的創造性思維、工程思維和計算思維。通過(guò)真實的問題情境，增強學(xué)生對(duì)應用知識創造的興趣，在行爲上自我肯定更高。

項目背景：學(xué)校目前沒(méi)有校園立體模型，對(duì)于初入學(xué)的學(xué)生或家長(cháng)，以及外來參觀學(xué)習的教師來說，需要快速查找某些重要的場地有一些困難。要求學(xué)生結合創客中開(kāi)源平台技術，制作具有簡單智能(néng)功能(néng)的校園模型。

本項目設計以工程七步設計法爲參照，根據項目執行實際過(guò)程作了環節調整，具體流程見下表。

在項目學(xué)習中，環節一注重學(xué)生實踐的可操作性，把大問題分解爲小問題，有利于學(xué)生調用已有知識一一解決；梳理項目的核心問題利于解決方案的設計。七年級學(xué)生知識儲備非常有限，對(duì)于天馬行空不切實際的想法，教師通過(guò)預設的“參考”引導學(xué)生回歸可執行方案設計上。該環節特别考驗學(xué)生的辯證思維，策劃思維，這(zhè)些都(dōu)是計算思維重要的組成(chéng)。

環節二到環節五“制作原型”是項目解決的核心部分，需要具有較高的計算思維、算術思維，用工程思維抽象主次部分，有針對(duì)性地把主問題攻克，保障項目的順利推進(jìn)解決。可見，完整的項目實施過(guò)程就是一個算法過(guò)程，而每個實施步驟中又可以細分爲不同的小問題，小問題又可以說是一個微型的小項目。

最後(hòu)兩(liǎng)環節優化測試和評價，用評價标準來評估解決效果是否高量，使得項目成(chéng)果或創客産品能(néng)不斷在“設計—完善—評估”中叠代優化，這(zhè)是對(duì)學(xué)習的一種(zhǒng)肯定，激勵學(xué)生追求嚴謹科學(xué)，精益求精的精神。

随著(zhe)物聯網、雲計算、區塊鏈、人工智能(néng)等信息技術不斷發(fā)展，生活在數字化裡(lǐ)的人們，熟練應用好(hǎo)技術是生活的一項基本技能(néng)。計算思維能(néng)力已然成(chéng)爲與閱讀、寫作、算術同等重要的能(néng)力，是成(chéng)爲一名合格公民必備的素質。

作爲一線教師，要抓住中小學(xué)能(néng)力培養黃金時期，勇于改革教學(xué)策略，利用好(hǎo)課堂教學(xué)，整合創新教學(xué)教材，真正做到把計算思維能(néng)力培養落實到每個學(xué)生身上。讓每個學(xué)生在未來高度信息化的社會中能(néng)擁有硬核的能(néng)力，成(chéng)爲強國(guó)富國(guó)的棟梁人才。

來源丨《教育與裝備研究》，本文爲全國(guó)教育信息技術研究 2017 年度專項課題“創客背景下的校本課程開(kāi)發(fā)研究與實踐”(課題号:174430028)項目研究成(chéng)果之一。

作者丨鍾慧珍，廣東省廣州市白雲區廣外附屬中學(xué)，一級教師。