邵红祥

浙江省于2012年提出《浙江省深化普通高中课程改革方案》，课改的主要内容之一就是减必修、增选修，拓展学生的知识结构，大力鼓励教师开发选修课程。但在选修课程开发的实践过程中，信息技术工具论观点占据了信息技术课程理论的高地，导致信息技术课程越来越趋向于应用化和工具化，将如何操作信息技术工具作为信息技术课程学习的核心。而计算思维的提出给目前的信息技术课程改革带来了一丝曙光，为改变目前信息技术课程只注重功利性应用的目标而忽略长久思维能力培养的状况，提供了很好的视角。

● 基于计算思维的课程目标确定

根据泰勒课程理论，在开发选修课程之前，首先要明确课程目标。纵观国内外信息技术课程的发展历程，都大体经历了“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，每种开发取向也表现出不同的课程特征（如图1）。

在充满新奇、变幻乃至复杂的信息环境中，中小学信息技术课程不应只局限于信息知识的掌握和信息技能的操作，甚至不应停留在解决生活问题上，而是要帮助学生用信息技术学科思维方式理解信息世界，正确认识技术、个人和社会的内在关系，发挥信息技术的积极因素。面向学生思维发展的信息技术课程摆脱了“纯技术”教育的狭隘观念，从社会生态学的视角来理解信息环境中各要素的关系，让学生在“学技术”“用技术”的基础上，应用学科思维解决信息生活中的现实问题。根据目前国内外专家的相关研究，信息技术学科思维的具体落实就是计算思维的培养。

计算思维的概念最早是由美国卡内基梅隆大学的周以真教授提出的，她认为计算思维是人们运用计算机科学的思想与方法进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。它与数学思维、物理思维一样，属于对象思维。计算思维常常用抽象与分解的方法来处理复杂的问题或系统，对问题合适的表达或为问题建模都是为了使问题变得更容易解决。它不是只围绕计算机编程，也不是专属于计算机科学家的基本技能，而是建立在实践、工程与抽象等多个层次上的思考的方式方法。在计算机科学迅速发展和普及的今天，它已成为人类的基本思维方式。周以真教授指出：“计算思维是每个人的基本技能，不仅仅是计算机科学家。我们在培养每个孩子的解析能力时，应当使其不仅掌握阅读、写作和算术（Reading Writing and Arithmetic——3R），还要学会计算思维。” 王荣良教授如是说：“学会像计算机科学家一样思考（计算思维）有可能成为信息技术课程的目标之一。”

将计算思维作为信息技术课程的核心培养目标，即把学习信息技术看成跟学习数学或英语一样，实现“基础的回归”。例如，在明确“算法与程序设计”选修课程的课程目标时，计算思维提出：在一定程度上解决了“算法与程序设计”的学习价值不只是培养程序员，就像数学的学习不仅是培养会计一样。通过算法和程序设计的学习，学生可以体验解决问题的过程，规范设计与工程要求，以及人与计算机共存的思维特征。计算思维为程序设计教学提供了理论支持以及教学目标指向——为培养学生的计算思维而进行程序设计教学。

● 基于计算思维的课程内容选取

随着现代信息技术的迅速发展，大批操作简单、使用方便的人性化信息技术产品进入大众的日常生活，信息技术已超出了技艺的概念水平，不能简单地看作是与信息相关的机器、设备等这些物的东西。在信息社会，信息已成为一种资源，信息技术是对信息资源利用的知识体系，其目的就是满足人们利用信息资源实现问题的解决。将信息技术定义为一种技术知识，突破了传统信息技术是人的信息器官延伸的技术藩篱，在这种认识下，以问题解决为目的，依据信息活动的各个环节建立知识体系，揭示技术、人与社会的关系成为信息技术课程的主要内容。

计算思维最本质的内容是抽象与自动化，而这两个内容恰好反映了计算的根本问题，即什么能被有效地自动进行。为了培养学生的计算思维能力，最为关键的是要抓住这两个核心内容。例如，计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释成如何求解它的思维方法；计算思维把一个复杂的大而难的问题分成很多部分同时处理，这就是并行处理；计算思维是一种递归思维，它把一个难以对付的问题分成两部分处理，如不能求解，再把每部分分成两部分处理，这就是分而治之的思想；等等。这样一来，教师在考虑“算法与程序设计”的课程内容时，围绕计算思维的培养，优选“算法与程序设计”的教学内容，让学生在程序设计过程中贯穿阅读判断、分析思考、工具利用、抽象表达、综合创造等多项技能，有效实现由单纯的程序设计语言的学习向计算思维能力培养的转变。

● 基于计算思维的课程活动设计

计算思维是建立在实践、工程与抽象等多个层次上思考的方式方法， 是一个明确问题和制定解决方案的思维过程，此解决方案可以表示为能够被信息处理代理有效执行的形式。为此，结合杜威活动课程观，教师应该在课程活动中设计问题，让学生去探究以前从来没有接触过的问题而使他们的思维到达一个新的境界，使其在解决了这个问题之后，不仅获得有关该问题的知识、经验，而且还获得思维的策略。教师对课程活动的设计需要考虑如下几个要素：第一，学生要有一个真实的经验情境，要有一个有趣的连续的活动；第二，在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物；第三，学生要占有知识资料，从事必要的观察，并解决这个问题；第四，学生必须一步步展开他所想出的解决问题的方法；第五，学生要有机会通过应用来检验自身的想法，使这些想法意义明确，并去检验是否有效。

心理学家认为，每一个问题都是由三部分构成的，即起点（问题情境的描述）、终点（问题解决后要达到的目标）和改变起点状态使之向目标转化的手段（问题解决的方法或策略）。因此，在设计“算法与程序设计”课程活动时，教师可采用项目式活动形式（如左表）。

在项目解决过程中，教师要尽可能让学生体验问题解决的全过程，即如图2所示的利用算法与程序设计解决问题的过程，从而培养学生运用算法求解策略和高级语言设计程序来解决问题的能力。

为此，在信息技术选修课程的开发过程中，不仅在课程目标上要实现从掌握计算机知识和技能到计算思维培养的转变，而且课程形态、课程内容、活动模式、评价方式等方面都要围绕计算思维进行设计与改进。正如周以真教授提出的：能够将一个问题清晰、抽象地描述出来，并将问题的解决方案表示为一个信息处理的流程。