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中小学计算思维教育辨析与思考

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摘要：计算思维教育受各界关注，信息技术课程标准倡导采用项目化学习提升计算思维等信息素养。本文结合具體实践过程，对计算思维的概念及其发展，以及在信息技术学科教学中如何让项目式学习促进计算思维发展进行了梳理和辨析，并通过呈现项目式学习的关键过程，探讨发展计算思维的教学途径和方式。

关键词：项目式学习;计算思维;信息素养

：G434?：A?论文编号：1674-2117（2022）05-0005-03

根据计算思维发展的研究，1980年前的国际数学期刊中曾出现了“计算思维”。由于数学是计算机的基本逻辑，计算机的发明本质就是拓展人类的数学能力，所以数学学科和计算机共同生长了半个多世纪。1980年，麻省理工学院的西摩·帕尔特教授第一次在“计算机”背景下提出“计算思维”。2006年，卡内基·梅隆大学的周以真教授认为，“计算思维”是运用计算机科学的基本理念、技术、方法，解决现实问题的一种思维活动。2008年，周以真教授进一步指出计算思维是一种分析思维，在不同阶段、面向不同问题、确定不同策略等方面包含了数学思维、工程思维、科学思维及其他思维活动。2011年她又进一步阐明，计算思维是“一个形成问题和制定问题解决方案的思考过程，这些解决方案所采用的形式是一种能够通过信息加工代理有效执行的表达形式”。可以看出，计算思维不仅是多种思维的综合应用，还是计算机的综合应用和计算机环境的创新应用。计算思维经历近80年的发展，跨越了数学学科，跨越了计算机学科，与理论思维、实验思维共同组成人类三大科学思维。

●计算思维教育

1.计算思维教育现状

从规模化来看，随着2006年“计算思维”概念的正式提出，计算思维教育受到了各国教育界的高度重视。在国内，在义务教育领域，由于国家课程标准中没有信息技术学科，笔者对比了《江苏省义务教育信息技术课程指导纲要》试行版（2012年）和修订版（2017年），试行版描述了计算思维的相关内容，并没有提出“计算思维”教育，而修订版不仅明确提出培养计算思维，还提供了具体内容和目标。这种变化来源于信息技术学科发展的必然趋势，源于普通高中信息技术课程标准的颁布以及江苏作为教育和经济发达地区自我发展的需要。

从教育教学来看，新的理念、新的课标、新的教材支撑着中小学信息技术课堂的全面改革，项目式学习、跨学科学习为主的教学方式正被应用到现实的课堂中，计算思维等信息素养正体现在具体的一个个学习活动、任务和项目中。

2.计算思维教育存在的问题

根据文献研究，刘敏娜等认为：计算思维教育内容边界不清，层次不明;学习结果评价重计算原理，轻思维技能;课堂环境下的实证研究亟待加强;缺乏在人文学科领域中的研究;急需提升教师的计算思维教学能力……张进宝等认为：课程与教学难成体系;实践与研究脱节难克服……

●项目式学习赋能计算思维教育

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》指出：计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。在利用计算思维思考、分析、解决问题的过程中所表现出“形式化”“模型化”“自动化”“系统化”，也是对计算思维两大核心特征——2A（Abstraction抽象和Automation自动化）的具体化和丰富。

1.项目式学习为计算思维发展提供全面支撑

项目式学习是让学生参与到基于项目的探究中学习，其过程是引导学生针对一个真实的情境，提问和精炼问题、进行观点争辩、做出假设、设计步骤或实验、收集及分析数据、得出结论、与他人交流自己的观点和结论、提出新问题以及创作作品等。因此，项目式学习是真实的学习、解决实际问题的学习、多种思维混合活动的学习，其目标和计算思维一致。

2.项目式学习促进计算思维发展的具体策略

（1）真实情境映射出的信息社会生活性策略

预设情境是常见的教学方法，但倾向于为教育目标预设，甚至在教学中过分依赖教育目标，忽视思维的发展。而真实情境不只是情境的创设，而是真实情境中的综合境况，更能联系生活实际激发学生的思维活动。例如，创造一个解决某问题的装置，可以网上购置（借用等非创造）、应用零件创造。虽然我们的学习目标是创造，但不能忽略非创造类的思维活动，因为它也是解决真实问题的方法之一，甚至是最直接高效的方式。所以，解决现实问题往往有多种角度，每个角度可能还有多种方案。教师需要抓住每个可能发展计算思维的良机，也许花费不长时间，但不能缺失。

（2）驱动性问题映射出的信息技术工具性策略

驱动性问题是覆盖项目目标、连接项目各活动的总问题，能组织、驱动和维持活动、探究与教学。信息技术工具并不只是指处理信息的工具，还体现在思维的工具性、活动的工具性、创造的工具性、评估的工具性上。例如，在提出实施方案时应用思维导图工具，体现思维的逻辑和组织;而应用社交软