职校学生计算思维能力培养策略以信息技术课程

计算思维是计算机科学领域的关键思想和概念，开展计算思维教育有助于提高学生综合应用学科知识解决问题的能力。新颁布的《中等职业学校信息技术课程标准》也将计算思维确定为一项重要的信息技术学科核心素养，自此，探索学生计算思维的培养路径将进入实质性推进阶段。

当前我国职业学校的信息技术课程教学存在聚焦计算机软件及工具的使用，忽视学生应用能力及思维能力的培养；强化计算机操作训练，忽视学生解决问题能力及创新能力的训练等问题。对此，笔者认为，我国职业学校信息技术课程急需改革：课程目标定位中应强调计算思维能力的训练、课程内容的选择上应体现计算能力训练、课程实施过程中应贯穿计算思维能力的训练、课程评价指标应基于学生思维能力能达到的水平。计算思维在信息技术学科四个核心素养中起统领作用，通过计算思维能力的培养，使课程教学的落脚点落在“利用信息技术解决问题”上，以破解当下我国职业学校信息技术课程重技术轻能力的难题。

一、计算思维能力培养的路径和方法

（一）明确计算思维的内涵与构成要素

美国德保罗大学的教授们提出了一个计算思维的概念框架，涉及计算思维的组成元素以及这些元素之间的相互关系，内容包括通信、计算、自动化、协作、记忆、评估和设计。［1］其后，国内学者在此基础上增加了抽象这一内容，提出包含三个层次的表述体系框架（如图1所示）。

图1 计算思维基本概念的层次关系图

2011 年，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会提出了一个计算思维的操作性定义，即计算思维实质上是问题解决过程，包括（但不限于）以下步骤：1.制定问题，能够利用计算机和其他工具解决该问题；2.分析数据，逻辑化地组织和分析数据；3.再现数据，通过抽象（例如模型、仿真等）再现数据；4.自动化，通过算法思想（一系列有序的步骤）来支持自动化解决方案；5.解决问题，识别、分析、实施可能的解决方案，同时结合上述步骤和资源找到最有效的解决方案；6.迁移推广，将该问题的解决过程推广并迁移到更广泛的问题中，这个可操作性定义为计算思维教育的开展提供了结构框架和内容指导。［2］南安普敦大学的Cynthia Selby 博士和John Woollard博士提出计算思维包括算法思维、分解、抽象、概括、评估这五个方面的要素。ISTE 则把计算思维定义为算法思维、解决问题、创造力、批判性思维、合作性思维和沟通技巧的共同体现。

（二）探索计算思维能力培养路径和方法

1.中职信息技术课程蕴含的计算思维分析。

基于计算思维概念框架视角，中职信息技术课程中蕴含的计算思维要素分布在不同的课程模块（如表1 所示），如基础模块信息技术应用基础、程序设计入门、人工智能初步及拓展模块设计应用程序、操作机器人课程模块能很好地体现计算的思想和方法；基础模块中网络应用、人工智能初步及拓展模块中操作机器人等课程模块能很好地体现协作的思想和方法。

计算思维在程序设计模块中得到集中的体现，下页表2 通过中职信息技术课程程序设计入门模块、应用程序设计模块中的案例对计算思维概念要素加以说明。从下页表2 中可看出，计算、抽象、设计等计算思维要素可以通过案例进行单项训练。中职学生计算、抽象、设计能力普遍较弱，教师在进行课程设计时可以通过项目着重对单项要素进行有针对性的训练。

2.计算思维操作性定义视角。

中职信息技术课程中运用计算思维解决问题的过程包括“制定问题—组织分析数据—再现数据—支持自动化解决方案—寻找有效方案—应用于更广泛问题”几个步骤。比如中职信息技术课程拓展模块“设计应用程序”之“服务应用类App项目”开发，笔者以其中“健身App 应用”的开发为例展开分析。这款App 的设计原则是合理把控用户需求，设计出切合实际的功能，用户能通过筛选功能快速找到自己想要的训练计划。

表1 中职信息技术课程中蕴含的计算思维分析表计算思维要素计算抽象拓展模块设计应用程序、操作机器人设计应用程序等自动化设计操作机器人设计应用程序、编制数据报表、操作机器人等通信创作数字媒体作品协作操作机器人记忆评估基础模块程序设计入门、人工智能初步数据处理、程序设计入门等信息技术应用基础、数字媒体技术应用程序设计入门、人工智能初步等信息技术应用基础、数字媒体技术应用、体验物联网网络应用、人工智能初步等网络技术、信息技术基础信息技术基础等保护信息安全编制数据报表

文章来源：《当代职业教育》 网址: http://www.ddzyjy.cn/qikandaodu/2021/0322/870.html