杜伟

摘要：计算思维是信息时代人们解析问题的一种普遍适用的基本能力。在当前高中信息技术课程中，体现着对学生计算思维的培养。本文主要针对计算思维在高中信息技术课程中的应用能力培养进行探讨，以供参考。

关键词：计算思维；信息技术；可操作性

中图分类号：G633.67 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）01-0358-02

1.计算思维的概念与特征

1.1 计算思维的概念。2006 年 3 月，周以真教授在美国计算机权威刊物 Communications of the ACM 上发文，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。在信息时代下，应用计算机科学的基本概念与原理解决问题，已经成为人们的一种思维模式或思维习惯。

1.2 计算思维的主要特征。 一是计算思维代表着一类普适的技能，是素质教育背景下，学生必须要具备的能力之一；二是计算思维倡导概念化和抽象化，在应用计算机科学进行问题解决时，要求学生像计算机科学家一样进行思维；三是计算思维是人求解问题的一种途径和取向，应在思维与方法上充分利用计算机的强大计算能力；四是计算思维综合了人类进行问题解决的多种思维；五是计算思维体现为人解决问题的思想，而不是人造物。六是计算思维无处不在，已逐步融入社会生产与生活的方方面面。

2.计算思维与信息技术课程的关系

2.1 计算思维体现了信息技术课程的一种内在价。信息技术课程是一门以计算机为核心工具的课程，具有较强的抽象性、逻辑性和思维性，需要学生具备严谨的思维方式来解决问题。高中《课程标准》中对学生的培养目标，虽然强调了培养学生利用信息技术解决问题的思想方法，但却并没有明确地体现信息技术课程的内在价值。计算思维作为信息技术课程中集"逻辑能力、算法能力、递归能力、抽象能力"为一体的解决问题的方式，无论从技术方法层面、社会需求层面，还是个体心理发展层面，都以一种独特的思维方式引导学生理解信息社会，提高学生信息技术运用的批判能力、自我调节能力。发展学生的计算思维，培养学生运用信息技术解决问题的能力，充分体现了信息技术课程的一种内在价值。

2.2 计算思维解决了信息技术课程的学科思维问题。学科思维是区分学科边界、表征学科独立以及成熟的重要标志，信息技术想要作为一门学科独立存在，就一定要有自己的学科思维。计算机课程不是要把学生都培养成为程序设计专家，而是希望学生具备信息技术学科的思维方式，正确理解计算机和人与社会的关系。随着数字化社会的不断推进，各类电子产品在日常生活中逐渐普及，小到手机，大到各种生产设备，计算思维已经成为人们理解问题、分析问题、解决问题必须的思维方式。

2.3 计算思维是信息技术课程改革的助推剂。综观国内外信息技术课程的发展历程，大体经历了"面向学科知识"、"面向学科工具"和"面向学科思维"的课程开发取向。计算思维作为面向信息技术课程的学科思维，可以让学生从一个多元化的视角，用信息技术学科思维方式理解信息世界，解决目前信息技术课程发展所面临的学生学习积极性不足等突出问题，从而进一步推动信息技术课程的改革与重构。

3.培养学生运用计算思维解决问题能力的策略

3.1 制定问题。"网上考试系统"的目标，是学生通过网络实现网上考试。要完成这个目标，需要解决的问题较多，例如：试卷如何生成、学生如何答题，如何阅卷等。不但要制定这些问题，还要明确能够利用计算机和其他工具来帮助解决这些问题。

3.2 组织分析数据。"网上考试系统"涉及的数据种类多、数据量大。首先，要对数据进行分类，如数据分为人员数据、试题数据、答卷数据等。其中人员数据可分为管理员数据、教师数据、学生数据，试题数据可分为主观题和客观题，答卷数据同样可分为主观题答卷和客观题答卷。其次，要运用思维导图等工具符合逻辑地组织和分析数据，形成可以利用的更加详细的数据。

3.3 再现数据。在组织分析数据的基础上，首先通过 E-R 方法对得到的数据进行概念模型构建，然后再利用概念模型到关系模型的转换规则和方法得到关系模型的数据，最终以关系数据库表的形式再现各种数据，如管理员表、教师表、学生表、单项选择题表、多项选择题表、填空题表、问答题表、单项选择题答题表、多项选择题答题表、填空题答题表、问答题答题表等。

3.4 支持自动化解决方案。对步骤 1 中制定的问题，通过算法思维，支持自动化的解决方案。如解决试卷如何生成问题可利用试题库构建算法与自动抽题算法来完成，解决学生如何答题问题可利用答题界面生成、答题控制算法来完成，解决如何阅卷问题可利用客观题计算机自动阅卷算法、 主观题教师网络交互式操作阅卷算法来完成。考虑到要兼顾局域网或互联网两种方式，所以实现上述算法时要采用不同的计算机程序设计语言。

3.5 找到最有效的方案。首先，有效结合上述步骤和资源，运用发散思维识别、发现、分析和实施可能的解决方案。如尽可能寻找、分析和实施题库构建算法、自动抽题算法、答题界面生成、答题控制算法、客观题计算机自动阅卷算法、主观题教师网络交互式操作阅卷算法。其次，运用聚合思维，对上述找到的各种自动化解决方案进行优化、整合，找到最有效的方案。

4.结语

综上所述，计算思维体现了信息技术课程的一种内在价值，一定程度上可以解决信息技术课程的学科思维问题，是信息技术课程改革的助推剂。培养学生的计算思维，有助于学生养成以信息技术的视角思考问题解决方案的思维模式。在高中信息技术课程中培养学生的计算思维，是信息技术课程改革的一条崭新思路，有利于信息技术课程形成稳固的核心价值，确立以信息技术解决问题的概念、方法与原理为主的稳定的课程内容，真正摆脱软件操作的局限。随着社会信息化程度的提高，计算思维将渗透到各种应用信息技术的问题解决方案之中，因此，培养学生的计算思维对促进信息社会的发展将产生深远的影响。

参考文献：

[1] 肖广德，高丹阳. 计算思维的培养：高中信息技术课程的新选择[J]. 现代教育技术，2015，07：38-43.

[2] 侯慧玲，王新龙，李学斌. 高中信息技术课程教学中计算思维的培养[J]. 长治学院学报，2011，05：114-116.