柴國蕓
摘 要:計算思維是信息技術(shù)學(xué)科的核心價值所在。具有計算思維的人能夠應(yīng)用計算機(jī)技術(shù),將算法設(shè)計思想遷移與應(yīng)用到“問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解”三大領(lǐng)域。重點研究可計算思維下信息技術(shù)教師的專業(yè)成長。
關(guān)鍵詞:可計算思維;有序;教師專業(yè)成長
一、追根思維,探尋緣由
(一)從計算思維的本質(zhì)看
計算思維的本質(zhì)是抽象和自動化。它反映了計算的根本問題,即什么能被有效地自動進(jìn)行。從操作層面上講,計算就是如何尋找一臺計算機(jī)去求解問題,隱含地說就是要確定合適的抽象,選擇合適的計算機(jī)去解釋執(zhí)行該抽象,后者就是自動化。
(二)從計算思維與數(shù)學(xué)思維的區(qū)別看
我們不妨來看程序設(shè)計中經(jīng)常使用的一道題目:求解S=1+2+3+…+n。
對于這個問題,數(shù)學(xué)解法與編程解法有很大區(qū)別,產(chǎn)生這種區(qū)別的原因是數(shù)學(xué)與計算機(jī)在解決問題的方式上有所差異,而這種差異的實質(zhì)是兩種思維方式的不同,這兩種思維方式就是數(shù)學(xué)思維和計算思維。數(shù)學(xué)思維是對問題進(jìn)行抽象和推理,歸納成自然數(shù)求和公式:S=n*(1+n)/2,這種處理方式非常符合人類“依靠大腦進(jìn)行運算”的特點,它可以是跳躍性的;而計算思維同樣是對問題進(jìn)行抽象和推理,卻采用符合計算機(jī)工作特性、執(zhí)行效率更高的“直接從1累加到n”的處理方式,但計算思維必須是連續(xù)的、有序的。
二、探究特征,理解內(nèi)涵
可計算思維的特征
(一)指令化
指令就是指揮人(或機(jī)器)工作的指示和命令。例如,我們比較熟悉的scratch編程面板中就有很多指令,動作指令、外觀指令、控制指令等,用這些指令就可以完成scratch程序的設(shè)計。
(二)可序化
序,指的是次第,可序化就是辦任何事情總需有一定的方法,從方法到操作,就需有一定的順序與步驟。其實我們解決問題就是一個兩步的過程:首先考慮解決問題所需的步驟——指令;然后利用我們的技術(shù)技能有序地將這些步驟輸出——順序。這兩者缺一不可,如果指令是基礎(chǔ),那么順序就是關(guān)鍵,兩者相輔相成。
三、研究策略,提升應(yīng)用
(一)可計算思維的培養(yǎng)策略
1.有序地想
有專家曾經(jīng)指出:我們在“做”之前所經(jīng)歷的所有事情都可以認(rèn)為是計算思維的體現(xiàn),因此“想”是計算思維最直觀的表現(xiàn),是做好后續(xù)工作的基礎(chǔ)。因此,我們在教學(xué)、工作和生活中都要有序地想。
2.有序地說
對于很多信息技術(shù)教師來說,言語表達(dá)往往不夠完整充分,缺乏條理。究其原因,多數(shù)都是因為大多時候我們都和計算機(jī)打交道,缺少了“說”的機(jī)會。所以我們經(jīng)常提醒自己多開口說,而且要說得有序。
3.有序地做
在操作活動過程中,計算思維是隨著操作的順序進(jìn)行的,操作程序反映了我們接受的思維過程,反映了一定的邏輯順序。我們在操作活動中,經(jīng)過分析、綜合、抽象、概括的思維活動,可計算思維的條理性切實得到了提高。
(二)可計算思維的應(yīng)用
1.課堂教學(xué)培養(yǎng)——我們的主陣地
信息技術(shù)教師在對學(xué)生可計算思維能力培養(yǎng)的同時也提高了自身可計算思維的能力。如筆者曾教學(xué)《人物動畫》,設(shè)計流程如下:首先是探索動畫原理,然后動手合成動畫,最后再進(jìn)行動畫創(chuàng)作,這既體現(xiàn)了技術(shù)類課程的工具性,又體現(xiàn)了技術(shù)類課程的思維含量,而且這種思維正是自上而下,有序的順序,即可計算思維。在整個教學(xué)設(shè)計中,使學(xué)生初步建立模糊朦朧的可計算思維的雛形。
2.日常工作應(yīng)用——隨時的練兵場
可計算思維并不局限于我們的課堂,它與我們的工作與生活密切相關(guān),計算思維應(yīng)當(dāng)成為人類不可或缺的一種生存能力。例如,在制作“初識scratch”微課的過程中,將這一制作任務(wù)分解成撰寫腳本、制作PPT、錄制微課、修改微課等幾個步驟(指令),然后有序展開,能切實提高自身的可計算思維能力。
總之,要讓我們的思維從“無序”到“有序”并不是一蹴而就的,我們應(yīng)該在學(xué)習(xí)和生活中不斷培養(yǎng),體驗可計算思維在解決學(xué)習(xí)、工作和生活問題過程中舉足輕重的重要作用,把可計算思維滲透到我們的每一節(jié)課每一項任務(wù)中,做到日積月累,只有這樣,才能真正讓“無序”走向“有序”,最終達(dá)到水滴石穿的效果!
參考文獻(xiàn):
周以真.計算思維[J].中國計算機(jī)學(xué)會通訊,2007,3(11).