秦泰
昆明市第一中学 云南省昆明市 650031
为承担信息技术教育重任的高中信息技术学科，在发展过程中,价值倾向有时偏向于“程序设计是第二文化”的“文化论”，有时偏向于软件操作的“工具论”。计算思维概念的提出以及在信息技术学科教学中的实践应用则为学科核心素养提供了理论框架。同时，计算思维在四大核心素养中也逐步起到中枢作用，助力课程形成不可替代的稳固地位，也具有引领和促进课程可持续发展的作用。
一、计算思维的概念与内涵
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（Jeannette M. Wing）在美国计算机权威刊物Communications of the ACM 上发表Computational Thinking 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。
课标对计算思维的解释简单的说就是培养学生利用计算机科学领域的思想方法，分析问题、解决问题和问题迁移的的一系列有序步骤。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。
二、新课标下培养学生计算思维的途径
1.把握项目学习的本质，以项目整合课堂教学
项目学习是一种以学生为中心的教学方式。在项目学习过程中，学生会积极地收集信息、获取知识、探讨方案，以此来解决具有现实意义的问题。
项目学习“提出问题环节”对应计算思维解决问题的“问题的形式化描述”阶段,包括确定问题,分解问题, 转化问题的形式.重点培养学生根据对材料的理解，去除与问题解决无关的信息；将复杂问题分解为易于处理的小问题，建立小问题之间的联系；将问题转化为计算机可以解决的形式。评价要点有：是否能精确化、概括化表示问题；分解的可行性、合理性和可操作性；转化问题的科学性。
项目式学习的“规划方案”环节映射计算思维培养的“解决方案的表达”阶段，学生将采集与处理数据，构建模型，进行算法设计，编写程序。学生要根据需求收集数据，将用表格图表等方式对数据进行与表达；用已有的数据类型来存储数据或根据需求建立 新的数据结构。再根据解决策略设计程序算法，最终形成自动化程序或其他形式的解决方案。
“解决问题”环节对应“方案的执行与评估”阶段中的执行。为了逼近所需的目标或结果，可能根据第一次执行程序（方案）的结果，调整初始值或调整策略、算法，直到得到较优化的解决方案。 评价要点包括：是否具备良好的迭代思想；是否能总结解决问题的基本思想和方法等。
“评价和反思”环节对应“方案的执行与评估”阶段中的评估。包括案能够解决给定的问题，便于实施；设计的解决方案具有一定的迁移性。二是对学生的评价：包括学生能否在合作交流中反思；能将本次解决问题的思路迁移到其他相关问题的解决中。
2. 优化课程设计，加强学生探究性学习。
计算思维的养成是一个持续性的学习过程，需要学生在规范化的学习环境下逐渐养成运用计算思维解决实际问题的习惯。首先，教师应引导学生就信息课程明确学习思想，在学习过程中充分发挥自身作为课堂主体的作用和地位，在自主探究过程中逐渐加强对于信息技术操作的思想认识。
其次，教师要结合计算思维的渗透需求以及学生在信息课程中的实际表现优化课程设计。教师要根据信息课程教学中的具体内容，从上述层面依次对高中生展开教学。
教师在授课过程中应充分利用网络资源，优化信息课程教学。首先，教师应颠覆以往的课堂教学状态，全面营造轻松的课堂气氛，以便学生能够在愉悦的环境下更好地加入到自主探究过程中。同时，教师要加强与学生的思想交流，以便精准地掌握计算思维在学生学习中的深入层次。教师要充分发挥引导者和辅助者的角色，在学生探究过程中给予学生思想上的引导，并在学生感到困惑时及时给予建设上的意见和建议，从而保证学生的自主探究活动顺利进行下去，激发学生关于自主设计程序的积极性和自信心。
三、培养学生计算思维应关注的问题
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，其内涵远比计算机编程更广泛且深刻。
1. 培养学生对“可计算”这个思想的理解；也就是如何使用计算机这个工具，将虚拟世界处理问题的方法变成解决现实生活中的各种实际问题的方法。培养学生计算机思维，需要训练学生找到现实世界和虚拟世界的对应，也就是对现实生活中的问题找到计算机的解决策略。
2. 培养学生处理大的数据的能力；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]。培养学生计算思维，应有意识的训练学生处理海量数据的能力。
3.训练学生从计算机自顶向下、全局思考的思维方式解决问题；计算机的思维方式是自顶向下的，即递归。相比之下，人的思维方式是自底向上的递推。递归的便利性来自于它本身是一个简单重复的过程。这样可以把一个复杂的问题分解成很多层简单的问题，也能更好的从全局分析问题，解决问题。
4.学习过程中，让学生认识到问题等价性的重要性，也就是等价性原则。掌握了这个原则，就可以把很多问题归结为一类问题，解决了其中的一个，其他的就迎刃而解。学生对问题等价性的理解，有助于利用信息技术解决问题的过程迁移到学习和生活的其他相关问题的解决过程中。
5.培养学生运用模块化解决问题的能力；一个复杂的问题往往可以通过模块化的设计，变成很多简单的模块。针对较为复杂的任务，学生能运用形式化方法描述问题，并采用模块化和系统化方法设计解决问题的方案。
总之，利用计算思维思考问题的解决方案具有普适的价值。计算思维不仅是计算机专业人员应该具备的能力，而且也是所有受教育者应该具备的能力，与使学生掌握数学、物理、化学的知识与能力一样重要。