浅议基于计算思维学生信息能力的培养
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引言：处在信息时代，计算思维和信息能力受到学者的重视，本文通过计算思维与信息能力的分析，用计算思维来设计信息技术的课程达到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的目的。
面对海量的信息，提高学生的信息能力，是当前教育必须重视的问题；信息能力简而言之是对各种信息技术的理解和活用能力，即对信息的获取、理解、分析、加工、处理、创造、传递的理解和活用能力，信息能力又对学生的思维方式产生反作用。除信息能力对信息、信息社会、参与信息过程和信息社会的认识和态度层面上的内容，也离不开计算思维。
一、计算思维
在美国计算机权威杂志 ACM 上发表并定义了计算思维（Computational Thinking）的概念，为计算科学的教育规划了远景，周教授认为计算思维是：“基于计算机科学的解决问题、设计系统和理解人类行为的能力”。计算机思维特征是注重概念，而不是编程。计算机科学不是计算机编程。像一个计算机科学家思维远不止是能够编程。它要求在多个抽象层次上思维。基本技能，不必死记硬背，否则，思维将永远是死记硬背。计算机一样思考，有了计算设备，我们就能够用自己的聪明才智来解决一些在计算机时代之前不敢着手解决的问题，建立的系统的功能也仅仅局限于我们的想象力。计算机科学也天生需要工程思维，因为我们我们要建立的系统要与现实世界交互。底层的计算设备的限制，使得计算机科学家要有计算机思维，而不只是数学思维。当计算机思维融入人们的日常生活中，不再以一种显式的哲学存在时，它就成了现实。基于计算思维来培养学生的信息能力、提高学生的信息素养是当前计算思维的新课题。基于计算思维来培养学生信息能力，能达到事半功倍的效果。
二、基于计算思维的信息科学的理解
现代社会每个人都必须掌握的基本技能。而死记硬背是很机械的方法。只有当计算机科学解决了人工智能领域的最大挑战，让计算机象人一样思考分析，用人的思维方式发现和分析问题，它在养个意义上是人的，不是计算机的。计算机思维是人解决问题的思维方式，不是试着让人像计算机去思维。计算机是枯燥无聊的；而人是聪明且具有想象力的。我们人类使得计算机如此激动人心。
完善数学思维和工程思维，并将它们结合起来，这就是计算思维的核心。计算机科学天生就需要数学思维。像所有科学一样，数学是它的形式化基础。自由地构建虚拟世界，使我们构建系统时不局限于物理世界。它不只是我们生产的可以出现在任何时候任何地方的软件和硬件。它将是我们用来解决问题，管理日常生活，和别人沟通和交流的计算机意义上的概念。基于计算思维对信息技术、信息科学的基本理论和方法的学习，学生应能深入地理解各种信息手段，深入理解各种信息技术的基本原理和具体方法，能主动和灵活的对给定的信息进行的处理，并能对各种信息的活用进行评价和完善。
培养学生创新精神和实践能力为重点的计算思维教学模式，全面提高学生素质。从一下三方面探索；①理论方面：探索在信息技术课教学中计算思维培养模式的理论框架、基本要素、组织策略。②实践方面：探索在信息技术课教学中计算思维培养模式的实践活动体系、各种模式类型的活动程序和具体操作方法。③评价方面：探索在信息技术课教学中计算思维培养教学评价与学习评价，建立激励学生学习、促进学生“学会学习”和全面发展的评价机制。将探究式教学过程形式化，然后结合探究式教学模式的特点构建了基于 CT 的探究式教学模型（Inquiry Teaching Model based on ComputationalThinking，简称HMCT）。ITMCT模型将教学分成教学者活动、学习者活动以及教学过程三个部分，教学者和学习者之间通过一系列的基于CT的探究性教学活动连接起来，不仅可以提高教学效果，而且可以培养学习者的CT能力。最后运用实例验证了该模型的可行性和高效性。与传统的教学模式相比较，基于CT的探究式教学模式在培养学习者思维能力的层面上有一定的进步。
基于计算思维对信息科学的理解不是单纯理论上的，知识内容上的理解，应能应用计算思维来指导信息活用时，合理地选择信息手段和信息处理的方法，并能对它们进行有效地评价，用以完善信息活用和信息处理的过程。以信息科学的理解是信息活用的基础和条件，没有通过计算思维，不可能实现对信息有效的灵活处理。
三、基于计算思维的信息技术课程的设计
基于计算思维任务驱动式教学模式它所特有的深刻内涵模式的特点构建了基于CT的任务驱动式教学模型（Task-Driven Teaching Model Based on Computational Thinking，简称TDTICT）。TDTMCT模型将教学者和学习者之间通过任务连接起来，教学过程以任务为主线，教学者主导，学习者主体。整个过程教学者运用CT方法准备课程、设计任务，学习者根据教学者的引导，运用CT方法完成教学任务。
最后运用实例验证了该模型的可行性和高效性。与传统的教学模式相比较，基于.CT的任务驱动式教学模式在培养学习者自我建构知识以及创新思维能力方面有一定的进步，不仅可以提高学习效率，而且可以培养学习者的CT能力。
基于计算思维的任务驱动式教学模式通过计算思维精心设计的一个个任务，通过学生自己动手、动脑、主动解决问题的教学方法，益在培养学生通过观察、思考发现问题，通过自己动手操作，完成任务，解决问题，获得分析和解决方法步骤和基于计算机的思维。这样教给学生的不单单是知识和技能，而且还促进了学生的信息能力。任务驱动式教学和教学案例任务驱动式教学模式是当今信息技术教学中应用较为广泛的一种教学模式。信息技术教育是使人终生学习的教育，而任务驱动式教学模式正在逐步改变着传统的以计算思维教为主的教学模式，变为以学生为主体的、以学为主的教学模式。
四、基于计算思维对学生信息能力的培养
在信息社会里，基于计算思维学生信息能力的培养；不仅使学生学会发现问题、分析问题、解决问题的方法。而且学生终身受益。计算思维中，应注重学生信息活用能力的培养，作为活用能力，不仅要注重学生的实际操作能力，更应注重学生对信息活用的评价和完善，在某种意义上，对信息活用是计算思维的重要体现。
计算思维不再是相对稳定的知识经验，而是不断更新的信息知识。随着教育信息化的发展，信息技术与学科课程的整合过程的深入，计算思维的主要任务不仅是教会学生获取信息和处理信息的本领，要用计算机知识去分析，思考。因此必须重视计算思维在信息能力培养和提高中的作用。基本的信息能力包括信息系统的操作能力、文字处理能力 、信息采集的能力、信息通讯的能力、信息组织与表达的能力、信息加工处理的能力等。现在，信息本身已经不再重要，重要的是如何获取信息，如何处理信息，这更是必须不断学习才能获得的本领。计算思维要使信息能力成为在自己的一生中抓住和利用各种机会，去更新，深化和进一步充实最初获得的知识，使自己适应不断变革的世界的新人。
在当前信息环境中，拥有信息时代学习与创新能力的人就应拥有计算思维。 培养受教育者具有适应新时代的学习与创造能力，是衡量教育现代化水平的标志。建设良好的网络网络环境培养全面发展的高素质人才。计算思维是解放和调动师生的创造力，提高信息能力为现代教育增添创新优势。
信息技术是创新最活跃的领域，应用计算思维进行信息技术教育，不仅是学生的认知工具和交际工具，特别是在潜移默化中能激发学生的兴趣、增强信息意识和创新意识、有效培养学生对信息的收集、处理、应用和传输的能力，培养学生的自学能力和创造能力。应用计算思维进行信息技术教育在其他学科教学中的运用还会从根本上促进教学观念、教学内容、教学方法以及教学评价手段的变革。计算思维进行信息技术教学中要时刻注意信息技术教学不仅仅是传授计算机的基础知识，更不是片面追求学而致用的职业培训，而是提高信息技术思考问题、解决问题的能力，要培养学生的探索能力、自己发现问题和解决问题的能力，以及创造性思维能力，这才是应用计算思维进行信息技术教育的最终目标。用计算思维进行信息技术教育与学科教学整合是以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，根据学科教学规律而进行的学科教学改革。其宗旨是通过在各学科教学中有效地学习和使用信息技术和计算思维，促进教学内容呈现方式、学生学习方式、能力提高方式的变革，为学生的多样化学习创造环境，不仅是使信息技术真正成为学生认知、探究和解决问题的工具，更是培养学生的信息能力及利用信息技术能力自主探究、解决问题的能力。
为学生创设一个适当的问题情境课程整合要求通过各种各样的问题情境来完成教学任务。在教学过程中，计算思维要有意识地开展信息技术与其它学科相联系的横向教学，把相关的学科知识和能力要求作为一个整体有机地结合在一起，通过一个或几个不同学科的学习任务，让学生在任务中学习。这些任务可以是具体的教学任务，也可以是真实性的问题情境（学科任务包含在其中），使学生置身于提出问题、分析问题、解决问题的动态过程中进行学习。
基于计算思维的信息技术应用到其它学科的中去以整合思想为指导的教学模式需要师生在各学科教与学的环节中学习和应用信息技术，以一种自然的方式对待信息技术，把基于计算思维的信息技术作为获取信息、探索问题、解决问题的工具。在信息技术课程以及其它学科的教学中，要求学生能够有效地使用计算思维的信息技术处理信息、表达思想以及解决学习中遇到的实际问题。形成课前收集、储存信息，课中传递、交流信息，课后运用、创造信息。学习资源成了学生的主动获取的认知对象、获取知识、应用计算机理念去进行信息交流与传递，数据处理及思想表达的学习手段。这样强化学生的信息意识，培养学生信息处理能力，也为学生的学习和发展提供丰富的教育内容。达到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的目的。
参考文献
[1]教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会.高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]何钦铭，陆汉权，冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养――《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].《中国大学教学》.2010，09.
[3]陈国良，董荣胜.“计算思维与大学计算机基础教育”研究报告[EB/0L].
[4]陈国良，董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011（1）.
[5]Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of ACM，2006，49（3）：33-35.
[6]中国计算机科学与技术学科教程[M].北京：清华大学出版社，2002.
（作者单位：陇东学院）
项目
甘肃省教育科学“十二五”规划项
项目编号：GS[2013]GHB0932