范誼

（廣州市海珠區(qū)教育發(fā)展中心，廣東 廣州 510300）

以能力培養(yǎng)推動(dòng)計(jì)算思維形成
——基于工具軟件的信息技術(shù)教學(xué)

范誼

（廣州市海珠區(qū)教育發(fā)展中心，廣東 廣州 510300）

本文從分析信息素養(yǎng)培養(yǎng)存在的問(wèn)題入手，說(shuō)明在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中開(kāi)展計(jì)算思維訓(xùn)練的必要性。探討了在工具軟件教學(xué)中，計(jì)算思維的培養(yǎng)內(nèi)容、培養(yǎng)方法和評(píng)價(jià)方向，提出了“感受原理”“帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)操作”“采用富思考性的教法組織學(xué)習(xí)”等觀點(diǎn)，并結(jié)合課堂教學(xué)案例，說(shuō)明如何培養(yǎng)學(xué)生分解、抽象、建模和轉(zhuǎn)化四方面的能力，從而促進(jìn)計(jì)算思維的形成。

計(jì)算思維；工具軟件；能力培養(yǎng)；信息技術(shù)；信息素養(yǎng)

一、中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)面臨的問(wèn)題

脫胎于計(jì)算機(jī)課程的信息技術(shù)，根據(jù)教學(xué)的載體和內(nèi)容不同，其內(nèi)涵也由“計(jì)算機(jī)文化”“計(jì)算機(jī)工具”到達(dá)了“信息素養(yǎng)”階段，但即使是信息素養(yǎng)教育的主陣地——信息技術(shù)課堂，其落實(shí)情況也并不理想。

（一）信息素養(yǎng)呈現(xiàn)形式具有一定的內(nèi)隱性

“計(jì)算機(jī)文化”以程序設(shè)計(jì)為抓手，“計(jì)算機(jī)工具”以各類工具軟件應(yīng)用為支撐，不但載體的外顯特征突出，其培養(yǎng)目標(biāo)以知識(shí)與技能為主，也具有明顯的可測(cè)量性。培養(yǎng)信息素養(yǎng)并非拋棄上述載體，而是強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)內(nèi)容的豐富和層次的提高。但一方面依附于舊課程內(nèi)容的新培養(yǎng)要求，如基于程序設(shè)計(jì)或工具軟件而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神等具有強(qiáng)內(nèi)隱性，教學(xué)中落實(shí)不易；另一方面信息技術(shù)課程所繼承的原有教學(xué)內(nèi)容也可能使部分教師只看到外顯內(nèi)容的“舊”，忽視了培養(yǎng)要求內(nèi)核的“新”，導(dǎo)致了教學(xué)依舊，培養(yǎng)效果停滯不前。

（二）信息素養(yǎng)構(gòu)成復(fù)雜，學(xué)界認(rèn)識(shí)不一

信息素養(yǎng)是與讀、寫、算同等重要的基本能力，紛紜復(fù)雜的信息社會(huì)對(duì)信息素養(yǎng)的要求是多方面的，1998年美國(guó)圖書館協(xié)會(huì)和教育傳播協(xié)會(huì)制定了學(xué)生學(xué)習(xí)的九大信息素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)學(xué)者也對(duì)信息素養(yǎng)進(jìn)行了解讀，如李克東的“三基本點(diǎn)”、桑新民的“三層次六方面說(shuō)”、祝智庭的“兩維度理論”、鐘志賢的“八能力觀”、李藝的“四層面認(rèn)識(shí)”等[1]。多樣的看法表明了信息素養(yǎng)的構(gòu)成復(fù)雜而寬泛，尤其內(nèi)部因素互相交織，關(guān)系互相影響，且多樣的觀點(diǎn)說(shuō)明學(xué)界的認(rèn)識(shí)尚有分歧，因此教師在教學(xué)中落實(shí)信息素養(yǎng)培養(yǎng)更為不易。

（三）信息素養(yǎng)過(guò)高的培養(yǎng)要求卻促成“狹義工具論”的泛濫

培養(yǎng)信息素養(yǎng)各方面能力遇到的最大困難是各個(gè)組成部分既有層次關(guān)系，但又非截然分開(kāi)，而是互相依存的統(tǒng)一體，且部分內(nèi)容在課堂上難以實(shí)施。如圖1中的“信息文化”，其要求明顯高于信息道德，但內(nèi)涵又過(guò)于寬泛，難以結(jié)合目前的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容而落地?？伤质切畔⑺仞B(yǎng)培養(yǎng)要求中不可或缺的組成部分，無(wú)法斷然放棄，這使現(xiàn)階段的教學(xué)執(zhí)行陷于兩難境地。

圖1 信息素養(yǎng)的四個(gè)層面

信息素養(yǎng)既然無(wú)法落地，老師們于是轉(zhuǎn)為信奉“狹義工具論”，這使得當(dāng)前的信息技術(shù)課程一邊高唱信息素養(yǎng)之歌，一邊“狹義工具論”卻大行其道。所謂“狹義工具論”就是認(rèn)為信息技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)就是教學(xué)生怎么將計(jì)算機(jī)作為工具使用。這種認(rèn)識(shí)對(duì)信息技術(shù)教育非常有害，會(huì)使學(xué)生對(duì)計(jì)算科學(xué)的認(rèn)識(shí)淡化，無(wú)助于計(jì)算技術(shù)中最重要的核心思想與方法的掌握[2]，造成課程內(nèi)在的、獨(dú)特的價(jià)值喪失，成為“技能培訓(xùn)班”[3]。同時(shí)，信息技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容“簡(jiǎn)單化”還使課堂上“能力培養(yǎng)”簡(jiǎn)化為“步驟學(xué)習(xí)”；“技術(shù)操練式”的教學(xué)方法依然為教師所倚重；技術(shù)思想方法的活動(dòng)還流于形式，缺乏實(shí)效[4]。

二、培養(yǎng)計(jì)算思維是信息時(shí)代的教育要求

正如1972年圖靈獎(jiǎng)得主艾滋格?迪科斯特（Edsger Dijkstra）所說(shuō)，“我們所使用的工具影響著我們的思維方式”，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為工具廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活，隱藏在眾多信息工具背后的信息工具的工作方式——計(jì)算，從未如此明顯地滲透進(jìn)人類社會(huì)的方方面面。信息時(shí)代的海量數(shù)據(jù)終于催生出大數(shù)據(jù)時(shí)代，而數(shù)據(jù)處理的核心就是計(jì)算。人才培養(yǎng)需要幫助學(xué)習(xí)者建立符合時(shí)代特點(diǎn)的思維習(xí)慣，在上述背景下“計(jì)算思維”應(yīng)運(yùn)而生，相較于信息素養(yǎng)，它更為單一、具體，并為信息技術(shù)課程目標(biāo)——培養(yǎng)信息時(shí)代的合格公民[5]指明了方向。

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[6]。計(jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。

三、計(jì)算思維在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

受“狹義工具論”的干擾，目前的信息技術(shù)課堂盛行“動(dòng)手做”，缺少“動(dòng)腦想”。計(jì)算思維的提出有助于部分打破當(dāng)下信息技術(shù)教學(xué)簡(jiǎn)單模仿之弊，對(duì)信息技術(shù)學(xué)科價(jià)值的重新厘定有助力作用。但整個(gè)計(jì)算思維的研究尚處于推進(jìn)期，應(yīng)用者的認(rèn)識(shí)誤區(qū)也比比皆是，較有代表性的認(rèn)識(shí)誤區(qū)如圖2。

圖2 計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

實(shí)際上，“計(jì)算”這個(gè)詞在中文里并不是一個(gè)新鮮的概念，在我國(guó)小學(xué)到大學(xué)的教育中，老師在傳播知識(shí)的時(shí)候也是自覺(jué)不自覺(jué)地在傳播計(jì)算文化，只是一直沒(méi)有像周以真教授那樣新穎、明確和系統(tǒng)地進(jìn)行高度的概括和提升[7]。

在信息技術(shù)課程中推進(jìn)計(jì)算思維教育，固然應(yīng)針對(duì)新時(shí)期的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)新課程，選擇新工具，完全、徹底地展現(xiàn)計(jì)算思維，如部分地區(qū)在設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)單元時(shí)，選擇了MIT（麻省理工學(xué)院）開(kāi)發(fā)的Scratch來(lái)取代歷史悠久的Logo工具，就是認(rèn)為其“模塊化編程的思想”“創(chuàng)意編程的效果”更有利于培養(yǎng)計(jì)算思維，同時(shí)也要看到在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，工具軟件仍是信息技術(shù)課程的內(nèi)容主體，使用工具軟件解決生活、學(xué)習(xí)中的問(wèn)題仍是學(xué)生主要的信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。因此及時(shí)吸取開(kāi)展信息素養(yǎng)教育時(shí)的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)，對(duì)工具軟件教學(xué)進(jìn)行重新審視和定位，發(fā)掘明確的改進(jìn)方向，找出具體的發(fā)力點(diǎn)，可以在教學(xué)相關(guān)內(nèi)容時(shí)讓學(xué)生感受計(jì)算系統(tǒng)的基本原理，并從中體驗(yàn)到計(jì)算思維的無(wú)處不在，達(dá)到教學(xué)目的。

四、以培養(yǎng)思維能力推動(dòng)義務(wù)教育階段計(jì)算思維教育

（一）計(jì)算思維的培養(yǎng)內(nèi)容

計(jì)算思維的培養(yǎng)是以計(jì)算能力的培養(yǎng)為基礎(chǔ)的[8]，周以真教授在解釋計(jì)算思維概念時(shí)提到，計(jì)算思維通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等一系列方法把一個(gè)看起來(lái)困難的問(wèn)題重新闡釋成一個(gè)我們知道怎樣解決的問(wèn)題。計(jì)算思維采用了抽象和分解來(lái)迎接龐雜的任務(wù)，并選擇合適的方式對(duì)問(wèn)題的相關(guān)方面建模使其易于處理。筆者認(rèn)為提高學(xué)生運(yùn)用這些方法的能力則是培養(yǎng)計(jì)算思維的途徑。結(jié)合課程目標(biāo)的階段性要求、工具軟件具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的年齡特點(diǎn)這三方面的因素考慮，義務(wù)教育階段應(yīng)該將“問(wèn)題求解”作為研究重點(diǎn)，著力培養(yǎng)學(xué)生的分解、抽象、建模和轉(zhuǎn)化四方面的能力（如圖3）。

圖3 以能力培養(yǎng)促成計(jì)算思維形成

面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的第一步是要將它化繁為簡(jiǎn)，這就需要分解能力。分解的基本原則是“同屬分類”，以抽象能力為依托。

抽象指從眾多的事物中抽取出共同的、本質(zhì)性的特征，而舍棄其非本質(zhì)的特征[9]。人類天生就有抽象的本領(lǐng)，每天都在自覺(jué)或不自覺(jué)地使用抽象，通過(guò)對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的把握，我們可以將信息分類，并判斷哪些是解決問(wèn)題所不需要的，哪些可直接應(yīng)用于問(wèn)題解決，哪些是需要但須經(jīng)過(guò)改造的。

基于抽象結(jié)果，分析問(wèn)題的內(nèi)在規(guī)律，提出簡(jiǎn)化假設(shè)，用學(xué)科符號(hào)建立起概括性反映現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的模型來(lái)解釋現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，并接受實(shí)際的檢驗(yàn)，這個(gè)全過(guò)程就稱為建模。建模是為了更好地了解問(wèn)題全貌，它有助于理清問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，按標(biāo)準(zhǔn)的方式理解問(wèn)題，得出清晰的解決順序。問(wèn)題越復(fù)雜，建模意義越大。但即使有模型作為指引，解決問(wèn)題的過(guò)程中也必然會(huì)遇到未知的子問(wèn)題，這就需要有“從未知到已知”的轉(zhuǎn)化能力。

轉(zhuǎn)化是解決問(wèn)題的重要一環(huán)，成功轉(zhuǎn)化的前提同樣有賴于對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的把握，可見(jiàn)培養(yǎng)計(jì)算思維所需的四項(xiàng)基本能力中，抽象能力居于核心地位，能力之間互相影響，互相作用。

（二）計(jì)算思維的培養(yǎng)方法

“狹義工具論”對(duì)信息技術(shù)教學(xué)的一大困擾是只關(guān)心“學(xué)生如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理信息”，卻無(wú)視“學(xué)生是否知曉計(jì)算機(jī)為何能處理信息”[10]，導(dǎo)致“學(xué)科學(xué)習(xí)”異化成“盲目操作”。這樣的教學(xué)表面看起來(lái)“高效”，大批學(xué)生能成功模仿教師示范，但對(duì)所學(xué)知識(shí)遺忘得既快又多，學(xué)生不知如何運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。為適應(yīng)計(jì)算思維教育的特點(diǎn)，信息技術(shù)應(yīng)將一直倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方法——“做中學(xué)”，更清晰地命名為“做中思、思中學(xué)”。

1.感受計(jì)算機(jī)工作原理

事實(shí)上，學(xué)習(xí)使用工具需要思維參與，只有理解工具所解決的問(wèn)題本質(zhì)是什么，問(wèn)題存在環(huán)境是什么，有無(wú)其他工具可以替代解決問(wèn)題等，才能超越工具，將工具內(nèi)化為思維的一部分。因此信息技術(shù)教學(xué)要結(jié)合學(xué)生與知識(shí)特點(diǎn)，適度、適當(dāng)?shù)亟榻B知識(shí)原理，為教學(xué)注入活力。

圖4 用課件呈現(xiàn)選擇排序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

像目前教學(xué)Excel排序這一知識(shí)點(diǎn)，師生關(guān)注的均是操作的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，但實(shí)際上排序的知識(shí)相當(dāng)豐富，僅常用算法就有8種。其中“插入排序”和“選擇排序”算法比較直觀。圖4是排序?qū)嵗?，課件以動(dòng)畫的形式展示排序過(guò)程，并讓學(xué)生思考：

①計(jì)算機(jī)用了幾輪完成了對(duì)2、6、4、1四個(gè)數(shù)字的排序？

②首輪排序時(shí)，計(jì)算機(jī)為何將2作為比較數(shù)，將6、4、1作為被比較數(shù)？

③比較數(shù)和被比較數(shù)間的比較，會(huì)出現(xiàn)幾種可能性？動(dòng)畫中計(jì)算機(jī)分別作了怎樣的處理？

④如果將數(shù)列順序調(diào)整為1、4、2、6，每輪的排序過(guò)程和結(jié)果又是怎樣的？

經(jīng)過(guò)討論，即使是小學(xué)生也能理解排序是怎樣實(shí)現(xiàn)的。這樣教學(xué)就不再僅停留在操作層面上，而是進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的思維，激起他們無(wú)窮的好奇心，體驗(yàn)算法的科學(xué)、嚴(yán)密。

計(jì)算機(jī)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治隽巳祟惖乃季S過(guò)程與特點(diǎn)，并將其方法賦予計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能模擬人的思維去工作。現(xiàn)在借學(xué)生使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程，通過(guò)感受計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的原理去理解這種反復(fù)優(yōu)化后的思維方法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維有正向促進(jìn)作用。

2.帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)操作

除拓展內(nèi)容、介紹知識(shí)原理培養(yǎng)計(jì)算思維外，學(xué)習(xí)工具操作本身也應(yīng)調(diào)整方向，以計(jì)算思維的視角改進(jìn)“機(jī)械訓(xùn)練”式教學(xué)。目前的信息技術(shù)課堂，自主學(xué)習(xí)并不鮮見(jiàn)，但以圖5學(xué)習(xí)Excel“自定義篩選”為例，若只有學(xué)習(xí)任務(wù)，沒(méi)有具體要求跟進(jìn)，學(xué)習(xí)很容易局限于照貓畫虎，離圖則寸步難行，更遑論知識(shí)遷移。相反，有的老師則讓學(xué)生帶著以下問(wèn)題，再看書自學(xué)，取得了較好效果。

思考：

①針對(duì)同一字段，最多可以設(shè)置幾個(gè)篩選條件？

②如何正確填寫“自定義自動(dòng)篩選方式”對(duì)話框？

③條件框之間的“與”和“或”各是什么意思？

圖5 帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)填寫“自定義自動(dòng)篩選方式”對(duì)話框

上述問(wèn)題聚焦于“自定義篩選”的重、難點(diǎn)，學(xué)習(xí)不能僅停留在照教材文字步驟或插圖完成操作，而是要深化思索知識(shí)特征、知識(shí)內(nèi)部諸因素的關(guān)系，充分鍛煉學(xué)生思維。

3.采用更富思考性的教法組織學(xué)習(xí)

眾所周知，知識(shí)分陳述性、程序性和策略性三種。開(kāi)展計(jì)算思維教育雖然仍需要以一定的陳述性知識(shí)為基礎(chǔ)，但針對(duì)思維自身特點(diǎn)，程序性知識(shí)和策略性知識(shí)更不容忽視。學(xué)習(xí)應(yīng)摒棄簡(jiǎn)單的模仿教學(xué)，盡可能地選用如圖6或圖7的自主式、探究式學(xué)習(xí)方法，如有必要還可為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架以保障學(xué)習(xí)過(guò)程順利進(jìn)行。

圖6 培養(yǎng)計(jì)算思維的自主式學(xué)習(xí)

圖7 培養(yǎng)計(jì)算思維的探究式學(xué)習(xí)

（三）培養(yǎng)計(jì)算思維能力的案例

1.分解能力

長(zhǎng)期以來(lái)“導(dǎo)入”的作用被局限于激趣、引出教學(xué)內(nèi)容，計(jì)算思維視角下，可考慮在此環(huán)節(jié)通過(guò)對(duì)知識(shí)分類，培養(yǎng)學(xué)生分解能力。

教學(xué)片段1：對(duì)比導(dǎo)入，了解PowerPoint自定義動(dòng)畫和切換效果的特點(diǎn)

師：帶著以下問(wèn)題，觀看PPT課件。

●兩個(gè)課件的內(nèi)容、形式有何特點(diǎn)？

●你喜歡哪一個(gè)？為什么？

生：兩個(gè)課件內(nèi)容一樣，但一個(gè)有動(dòng)畫，一個(gè)沒(méi)有。有動(dòng)畫的表達(dá)效果更形象、生動(dòng)，更令人喜歡。

師：第二份作品使用了不少動(dòng)畫，先記一下動(dòng)畫出現(xiàn)的時(shí)間（放映視圖），再看一下幻燈片的實(shí)際內(nèi)容（普通視圖），小組討論，動(dòng)畫可以分成哪兩類？

生：一類動(dòng)畫針對(duì)的是幻燈片內(nèi)的對(duì)象，在播放本頁(yè)時(shí)出現(xiàn) ；另一類動(dòng)畫只在播放完本頁(yè)所有內(nèi)容后出現(xiàn)。

師：針對(duì)幻燈片頁(yè)面上文字、圖片等對(duì)象的動(dòng)畫稱自定義動(dòng)畫，幻燈片之間的動(dòng)畫稱切換，也叫過(guò)渡效果。

“對(duì)比”是信息技術(shù)課堂上常用的導(dǎo)入方法，但“對(duì)比”更應(yīng)關(guān)注知識(shí)分類。像上例，通過(guò)比較動(dòng)畫出現(xiàn)時(shí)間和動(dòng)畫載體，不但在分類過(guò)程中了解兩個(gè)知識(shí)的一些基本特點(diǎn)，明確各自的功能邊界，也鍛煉了學(xué)生的分解能力。

現(xiàn)實(shí)中“分”與“合”是對(duì)立統(tǒng)一的，培養(yǎng)分解能力還要在教學(xué)時(shí)對(duì)工具軟件窗口全貌、組織結(jié)構(gòu)等作必要介紹，使學(xué)生了解為何此命令在該菜單（或選項(xiàng)卡）中，與旁邊的其他命令是何關(guān)系，形成有機(jī)的“分”與“合”，力求對(duì)工具軟件功能的理解能做到“合”則渾然一體，“分”則自成系統(tǒng)。

2.抽象能力

教學(xué)片段2：帶著問(wèn)題嘗試Excel分類匯總的操作

師：請(qǐng)帶著以下問(wèn)題，邊閱讀教材第31頁(yè)，邊嘗試操作。

●排序在分類匯總中起到了什么作用？

●分類匯總的操作步驟是怎樣的？

生：操作，同桌討論操作步驟、方法……

從上例可以看到教師布置的任務(wù)并不只是完成操作，而是要在操作中理解知識(shí)關(guān)鍵點(diǎn)的作用，總結(jié)方法、步驟。歸納操作步驟是對(duì)具體動(dòng)作的抽象，要求學(xué)生提煉操作的本質(zhì)內(nèi)容，并將其條理化，這一要求對(duì)學(xué)生的挑戰(zhàn)顯然高于僅會(huì)操作。因?yàn)閷W(xué)生在嘗試中操作步驟凌亂，對(duì)知識(shí)的理解是模糊的，初步成功后不立即進(jìn)行梳理，遺忘、歧義將隨之大量產(chǎn)生。及時(shí)進(jìn)行概括、歸納，有利于將關(guān)注點(diǎn)聚焦于知識(shí)的本質(zhì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整自身的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更好地區(qū)分相近知識(shí)點(diǎn)，抽象能力將隨之發(fā)展。

3.建模能力

建模是處理、解決復(fù)雜問(wèn)題的重要步驟，在義務(wù)教育階段工具軟件新授教學(xué)中運(yùn)用建模并不多見(jiàn)，但大部分工具軟件在完成單元學(xué)習(xí)后通常有制作作品的任務(wù)，而設(shè)計(jì)作品結(jié)構(gòu)圖，制作工作分工與進(jìn)度表都是培養(yǎng)建模能力絕佳的練兵場(chǎng)。

相比于新授課上所學(xué)的單一技能任務(wù)，制作單元作品可謂巨型任務(wù)，不但知識(shí)運(yùn)用的復(fù)雜度高，所涉及小組合作制作、人員協(xié)同完成等制作要求也對(duì)學(xué)生構(gòu)成了挑戰(zhàn)，因此事先對(duì)任務(wù)建模可以避免盲目制作，提高任務(wù)完成質(zhì)量。

表1 Flash動(dòng)畫作品《爸爸去哪兒》分鏡頭腳本設(shè)計(jì)

表1源自九年級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)，可視為該作品的內(nèi)容模型。它已經(jīng)搭好了故事框架，展現(xiàn)出制作團(tuán)隊(duì)圍繞任務(wù)主題，設(shè)計(jì)內(nèi)容的能力，余下的只是技術(shù)選擇和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以預(yù)計(jì)良好的作品模型必將幫助作品制作順利開(kāi)展。

在建模過(guò)程中，老師要讓學(xué)生明確即使是圍繞同一主題，實(shí)現(xiàn)模型也有多種可能性，鼓勵(lì)學(xué)生多視角思考，看誰(shuí)的模型創(chuàng)意最好。此外，如果能夠借用上一個(gè)單元任務(wù)模型（含分工、工作進(jìn)度安排）的話，那么工作重點(diǎn)將放在新工具軟件與舊工具軟件的不同地方，節(jié)省大量制作時(shí)間的同時(shí)又將關(guān)注點(diǎn)置于不同軟件的本質(zhì)之處。

4.轉(zhuǎn)化能力

從未知到已知需要的手段是轉(zhuǎn)化，其能力培養(yǎng)以抽象出知識(shí)的本質(zhì)為基礎(chǔ)，但逆向思維訓(xùn)練無(wú)疑有助于轉(zhuǎn)化能力的形成。

在“制作表格”的課堂上經(jīng)?？吹降氖抢蠋熥寣W(xué)生模仿樣例制作表格，即使有時(shí)間也更愿意讓學(xué)生修飾表格，展現(xiàn)“創(chuàng)意”，這對(duì)于思維訓(xùn)練顯然是不充分的。下面的例題從另一個(gè)角度讓學(xué)生將文字轉(zhuǎn)化為表格，訓(xùn)練的是對(duì)內(nèi)容的分類、整理，對(duì)表格行、列的空間理解，比起美化表格，這一訓(xùn)練更接近于“制作表格”的本質(zhì)。

例：根據(jù)內(nèi)容制作合適的Word表格

思考：應(yīng)該制作一個(gè)幾行幾列的表格才能容納下面內(nèi)容？為什么？

姓名 性別 出生日期 畢業(yè)學(xué)校

馬小東 男 1999年3月14日 春風(fēng)路小學(xué)

李輝 男 1999年6月24日 紅山口小學(xué)

劉芳芳 女 1999年4月18日 海棠小學(xué)

圖8是在學(xué)生掌握Excel分類匯總的基本操作步驟后，通過(guò)改錯(cuò)形式的提高任務(wù)來(lái)辨析理解分類匯總為什么要先排序，實(shí)現(xiàn)從“理解原理”到“正確操作”的跨越。

圖8 錯(cuò)誤的Excel分類匯總樣例

（四）評(píng)價(jià)計(jì)算思維的培養(yǎng)成效

與評(píng)價(jià)信息技術(shù)操作技能相比，計(jì)算思維發(fā)展的成效顯然更難以捉摸，兩者的評(píng)價(jià)差異見(jiàn)表2，究其原因是思維的多樣化決定的。

表2 操作技能與計(jì)算思維評(píng)價(jià)特點(diǎn)比較

要充分反映思維發(fā)展，測(cè)試內(nèi)容須有一定的復(fù)雜度。像Excel單元中求跳水比賽成績(jī)（函數(shù)與公式混合使用）、將成績(jī)分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為等級(jí)，F(xiàn)lash單元中利用半成品完成交互動(dòng)畫制作等都可作為典型的計(jì)算思維測(cè)試題。但評(píng)價(jià)不能再視技能達(dá)成為唯一標(biāo)準(zhǔn)，相反應(yīng)秉持“設(shè)計(jì)出問(wèn)題解決方案比掌握解決問(wèn)題的具體步驟更重要”的理念，可從表3的四個(gè)維度出發(fā)，設(shè)計(jì)描述式量規(guī)評(píng)估學(xué)生計(jì)算思維能力。

表3 計(jì)算思維能力發(fā)展評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)框架

“信息素養(yǎng)”這一概念由于理論和實(shí)踐上存在著泛化缺陷，因此始終未能較好解決信息技術(shù)課程面臨的種種問(wèn)題。與“信息素養(yǎng)”相比，“計(jì)算思維”緊扣時(shí)代發(fā)展的脈搏，以人機(jī)互動(dòng)的視角，主抓合理思考這一本質(zhì)，更能指明信息技術(shù)課程的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]李藝.信息技術(shù)課程：設(shè)計(jì)與建設(shè)[M].北京：高等教育出版社,2004.61-72.

[2]陳國(guó)良,董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2011，(1)：7.

[3][10]王榮良.計(jì)算思維教育[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?2014.164-165.

[4]李鋒,王吉慶.計(jì)算思維:信息技術(shù)課程的一種內(nèi)在價(jià)值[J].中國(guó)電化教育,2013，(8)：19-20.

[5]顧建軍,李藝,董玉崎.普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀 [M].武漢：湖北教育出版社,2004：300.

[6]JWING J M.Computational Thinking[J].Communications of the ACM,2006,49(3)：33-35.

[7]陳國(guó)良.計(jì)算思維：大學(xué)計(jì)算教育的振興科學(xué)工程研究的創(chuàng)新[DB/OL].http://www.ccf.org.cn/resources/1190201776262/ digital/cnccpdf/chenguoliang2011-12-12-10_03_14.pdf,2011-12-12.

[8]李廉.計(jì)算思維——概念與挑戰(zhàn)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2012，(1)：12.

[9]好 搜 百 科 .抽 象 [DB/OL].http://baike.haosou.com/doc/ 291077-308141.html,2015-02-26.

（責(zé)任編輯 孫震華）

Facilitate the Development of Computational Thinking through Capacity Building—Teaching Information Technology Based on Utility Software

FAN Yi

(Haizhu District Educational Development Center,Guangzhou,Guangdong,China 510300)

This essay first analyzes the existing problems in developing information literacy,to illustrate the necessity of carrying out training in computational thinking in the teaching and learning of information technology at elementary and secondary schools.Then it explores the content,methods and evaluation direction of training in computational thinking in the teaching of utility software. Next,it proposes several ideas,combined with classroom teaching case studies,on how to cultivate de composition,abstraction,modelling,and conversion capabilities of students so as to help them develop computational thinking.These ideas include,"feelings theory","learning with questions",and "using thought-provoking teaching methods".

computational thinking;utility software;capacity building;information technology;information literacy

G434

A

2096-0069（2016）03-0062-07

2016-04-09

本文系廣東省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度教育信息技術(shù)研究項(xiàng)目“義務(wù)教育階段‘計(jì)算思維’能力培養(yǎng)的方法與策略研究”（編號(hào)：14JXN014）研究成果。

范誼（1970— ），男，江蘇泰州人，計(jì)算機(jī)高級(jí)教師，廣州市海珠區(qū)教育發(fā)展中心中小學(xué)信息技術(shù)教研員，現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)教育碩士，研究方向?yàn)橹行W(xué)信息技術(shù)教材、教法。