在進(jìn)階中培養(yǎng)計(jì)算思維

當(dāng)今世界，計(jì)算思維正逐漸成為數(shù)字社會“合格公民”必備的關(guān)鍵技能之一。從培養(yǎng)信息處理能力到培養(yǎng)計(jì)算思維，我國的中小學(xué)信息技術(shù)課程正在發(fā)生翻天覆地的變化。但計(jì)算思維如何培養(yǎng)呢？很多信息技術(shù)教師都做了大量的研究與實(shí)踐，把一個真實(shí)問題形成為“能計(jì)算”和“可計(jì)算”的問題解決過程，學(xué)生自然就掌握了計(jì)算思維。但也產(chǎn)生了另外一個問題，那就是一節(jié)課培養(yǎng)了計(jì)算思維，一個單元也是培養(yǎng)了計(jì)算思維，不同的計(jì)算思維發(fā)展結(jié)果自然是不同的。這也恰恰說明了計(jì)算思維的層次性和進(jìn)階性。正如學(xué)習(xí)進(jìn)階理論所揭示的，學(xué)生在學(xué)習(xí)和探索某一主題（或概念）時，對該主題（概念）的思考、理解與實(shí)踐活動在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)是一步步發(fā)展的（從簡單到復(fù)雜、從低水平到高水平、從新手到專家）。因此，計(jì)算思維的培養(yǎng)只有在認(rèn)知爬坡中不斷深化認(rèn)識和理解，才能夠真正地內(nèi)化為不同階層的思維水平。

在進(jìn)階中培養(yǎng)計(jì)算思維，就要在不同的年級段設(shè)計(jì)具有連續(xù)性的課程內(nèi)容。計(jì)算思維學(xué)習(xí)進(jìn)階的中間過程類似于逐級上升的臺階，各個臺階象征著學(xué)生在不同的年齡階段能達(dá)到的不同水平。在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論統(tǒng)整下，不同年齡段的不同課程內(nèi)容橫向聯(lián)系、縱向連續(xù)，由簡單到復(fù)雜，由具體到抽象，由微觀到宏觀，但始終圍繞著“抽象”和“自動化”等核心概念。整個課程內(nèi)容始終是幫助學(xué)生完成對“抽象”和“自動化”的深度理解和靈活應(yīng)用。例如，新西蘭就規(guī)定了其計(jì)算思維進(jìn)階標(biāo)準(zhǔn)，第一階段“在真實(shí)的情境中并考慮到最終使用者，學(xué)生利用分解技能將簡單的非計(jì)算機(jī)化任務(wù)分解為精確、清晰、循序漸進(jìn)的指令（算法思維）。他們給出這些指令，在執(zhí)行指令時識別其中的任何錯誤，并進(jìn)行更正（簡單的調(diào)試）”。第八階段“在真實(shí)的情境中并考慮到最終使用者，根據(jù)如何支撐及開發(fā)不同場景真實(shí)世界的應(yīng)用程序，學(xué)生們評估數(shù)字技術(shù)中的概念，如形式語言、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、人工智能、圖形和視覺計(jì)算、大數(shù)據(jù)、社會算法。學(xué)生了解公認(rèn)的軟件工程方法和用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，并將關(guān)鍵概念應(yīng)用于設(shè)計(jì)、開發(fā)、記錄和測試復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序”。

計(jì)算思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的，而是一個貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)的漫長過程。在智能時代，信息技術(shù)教育應(yīng)該追求概念理解的“深度”，而非概念數(shù)量的“廣度”。計(jì)算思維是一種智能時代人人都需要掌握的思維技能，我們要在不斷爬坡中深化認(rèn)知、錘煉素養(yǎng)。

（本刊特約撰稿人? 江南大學(xué)人文學(xué)院? 劉向永）