信息素養與計算思維

鐘誠　楊珍

摘 要 隨著信息技術的蓬勃發展，如何加強信息素養的培養則是當今院校所面臨的巨大問題，傳統的教育方式已經不能滿足現實的需要。計算思維概念的提出為傳統信息素養教育打開了新局面。本文在詳細理解信息素養和計算思維的基礎上，指出了計算思維對信息素養能力培養的作用。

關鍵詞 信息素養 計算思維 思維訓練

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）03-0074-02

一、信息素養

信息素養（Information Literacy， IL）的概念自1974年提出以來，經歷了近40年的發展，其應用較廣的定義是美國圖書館協會在1989年提出的“信息素養是人們能夠充分認識到何時需要信息，并有能力去獲取、評價和有效利用所需要信息的能力。”信息素養水平的高低，決定著學生使用知識的終身學習能力以及生產新知識的創新能力的高低。各國紛紛將信息素養從戰略高度納入到教育體系，人們開始關注提升公眾信息素養的方式和途徑。

國內外對信息素養教育都進行了大量的理論和實踐研究。通過圖書館開設文獻檢索課程培訓學生分析、獲取信息的知識和技能，開辦相關領域的專題講座強化信息意識，信息素養教師采用全程跟蹤或部分介入的方式將信息素養教育的內容嵌入到專業課程的教學當中，培養學生運用信息技能，解決專項問題的能力。多年來的嘗試取得了一定的效果，但也暴露了許多問題。

現有的信息素養教育多是重技術培訓，輕思維訓練。過多的強調一種或幾種信息技能的學習，而忽略了計算機科學的思維方式的訓練。學生只會沿用現成的技術手段去解決已存在的問題，而對于不曾見過的未知情況卻一籌莫展，缺乏科技創新的能力。一勞永逸的學習是不存在的，在校期間不可能將所有要用到的知識都學會，單純的知識講解對學生終生學習能力的培養毫無用處。我們需要一種能從宏觀角度上、從本質上改變這一現象的方法。而這時，計算思維概念的提出，為信息素養教育打開了新的局面。

二、計算思維

計算思維是以抽象和自動化為特征的思維方式，它有助于人們提取問題中的關鍵信息以及這些信息的變換，并將它們形式化的表達出來，使之成為能夠利用計算機處理的形式。美國卡內基·梅隆大學的周以真（Jeannette M. Wing）教授提出并給出了計算思維的定義。她認為計算思維是運用計算機科學的基本概念去求解問題、設計系統以及理解人類行為等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。為了更好地理解計算思維的涵義，周教授給出了更加詳細的描述。

計算思維就是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，把一個看起來困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題。計算思維是一種遞歸思維，它并行處理，把代碼譯成數據，又把數據譯成代碼。計算思維采用了抽象和分解來迎接龐雜的任務或者設計巨大復雜的系統。它是關注的分離。計算思維是按照預防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式從最壞情形恢復的一種思維。它稱堵塞為“死鎖”，稱約定為“界面”。計算思維利用啟發式推理來尋求解答，即不確定情況下的規劃、學習和調度。它就是搜索、搜索、再搜索，結果是一系列的網頁、一個贏得游戲的策略或者一個反例。計算思維利用海量數據來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行權衡。

計算思維為科學研究的不斷深入打開了創新之門，計算方法和模型使我們能夠從新的視角去分解問題，尋找策略，解決在計算時代之前不敢嘗試的問題。John Pople將計算機應用于化學研究，從而使理論和實驗能共同探索分子體系的各種性質，并因此獲得了諾貝爾獎。華羅庚和王元將數論思想與計算機模擬相結合，解決了用純數學的邏輯推導方法無法解決的高維數值積分問題。吳文俊將數學機械化思想與計算機方法相結合，取得了包括“吳示性類”“吳示嵌類”在內的一系列國際領先成果，并已應用于國際上當前流行的符號計算軟件方面。計算思維對建筑、醫學、哲學、物理等各個領域都產生了深遠的影響。這些成果無不表明，無論從事何種領域的工作和研究，計算思維都應是每個人必須具備的基本技能。

如何在教學中培養計算思維能力也引起了廣泛的關注。ACM在對CS2001進行中期審查的報告中，將周以真教授的“計算機思維”與“計算機導論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計算機思維的本質。

在國內，許多學者也展開了對計算思維能力培養的理論與實踐研究。牟琴、譚良結合探究教學模式的特點構建基于計算思維的探究教學模型；李芳、李一媛、楊兵具體闡述了計算思維在數字圖像處理課程中的應用；常亮、徐周波、古天龍、董榮勝等對計算思維在離散數學的課堂教學中的應用做了相關的探討。

三、計算思維對培養信息素養能力的作用

計算思維是從學科思維的角度，強調對思維方式的訓練，在面對問題時，能像計算機科學家一樣去思維，抽象出問題的本質，使問題變得計算機可解，也就是可以自動化的執行。而信息素養強調的是獲取、吸收信息的信息意識，運用信息知識、技術、工具解決問題的能力，最終目的仍然是利用計算機實現問題求解、過程模擬或系統設計等。二者在本質上是統一的。

計算思維的培養必須構建在計算能力培養的基礎之上，沒有能力基礎而空談思維培養，就如同鏡花水月，空中樓閣，自古其本亂而末治者，未之有也。當然只談能力而不論思維，只能是對知識的批量復制，對知識的主動學習和重新構建毫無用處。在平時的課程授課當中，或多或少都會涉及到計算思維相關的一些概念和方法，例如，講解算法時所提到的遞歸、分解、嵌入等；講解操作系統時所提到的調度、優化等。但并沒有將計算思維單獨摘取出來加以強調，并進一步去清晰明確的重點培養。

思維方式是不受學科限制的，任何學科都可以使用計算思維的系列方法去指導問題的解決。以計算機學科為中心的多學科的交叉和融合是發展的趨勢。信息素養教育同樣不是僅僅只對計算機專業學生的要求，是各專業學生都應該具備的能力。將信息素養的內容嵌入到專業課程的講授當中是行之有效的方式方法，與計算思維所強調的學科交叉都是跨學科的表現。

將計算思維引入到教學當中，在能力培養的基礎之上對思維進行培養，是信息素養教育的新機遇。正確的思維方式的建立對學生的信息素養能力的培養有事半功倍的作用。計算思維與信息素養是一種依次遞進互為依托的關系。計算思維的深入可以使我們從學科思維的角度重新審視信息素養教育的內容和教育方式。

參考文獻：

[1]張曉娟，張寒露，范玉珊.高校信息素養教育的基本模式及國內外實踐研究[J].大學圖書館學報，2012，（02）：95-101.

[2] 牟琴，譚良.基于計算思維的探究教學模式研究[J].中國遠程教育2010，（11）：40-45.

[3]李芳，李一媛，楊兵.計算思維在《圖像處理》課程中的實踐及應用[J].計算機科學，2008，（35）.

（責任編輯 曾 卉）