摘要：思維具有情境性，對思維能力的培養(yǎng)需借助于特定情境方能實現(xiàn)。然而，當前中小學(xué)計算思維教學(xué)中普遍存在情境創(chuàng)設(shè)淺表化明顯、連貫性較弱和延展性不夠等不足，難以有效促進學(xué)生計算思維能力的持續(xù)發(fā)展。創(chuàng)設(shè)情境要素多元且相互關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)情境鏈能有效避免學(xué)生在思維發(fā)展中的“跳躍感”和“斷層”現(xiàn)象，有利于形成可促進其計算思維持續(xù)漸進發(fā)展的學(xué)習(xí)情境閉環(huán)?；趯W(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)視角所構(gòu)建的計算思維培養(yǎng)模式，通過對遞進式問題情境、支架式探究情境、互助式合作情境、平等化交流情境及延展性應(yīng)用情境的創(chuàng)設(shè)，形成了計算思維“喚醒—激活—強化—升華”的培養(yǎng)閉環(huán)，有助于促進計算思維的螺旋式發(fā)展。該模式在以“遞歸算法——神奇的斐波那契數(shù)列”為主題開展的Scratch編程教學(xué)實踐中的應(yīng)用表明，其能夠較好地實現(xiàn)對學(xué)生問題界定、特征抽象、算法設(shè)計、評估迭代和遷移應(yīng)用等計算思維核心能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：計算思維;培養(yǎng)模式;學(xué)習(xí)情境鏈;Scratch編程

中圖分類號：G434 ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1009-5195（2021）05-0072-10 ?doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.05.008

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目“民族地區(qū)優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源均等化配置機制研究：系統(tǒng)動力學(xué)建模與政策仿真”（71764036）;云南省基礎(chǔ)研究計劃面上項目“數(shù)字教育資源精準服務(wù)模式及關(guān)鍵技術(shù)研究”（2019FB088）。

作者簡介：楊文正，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，云南師范大學(xué)信息學(xué)院（云南昆明 650500）。

一、問題提出

隨著計算思維內(nèi)涵的逐漸明晰和外延的不斷豐富，計算思維培養(yǎng)的實踐方式也呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，但仍有其共同之處：強調(diào)將計算思維培養(yǎng)與生活實踐接軌，將思維過程與技術(shù)工具結(jié)合，讓學(xué)生在運用編程技術(shù)解決問題的過程中實現(xiàn)邏輯推理、抽象歸納、遷移應(yīng)用等高階思維能力的提升（孫立會等，2020）。編程教學(xué)以其在邏輯思維、算法設(shè)計和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的特有潛能成為計算思維培養(yǎng)的有效途徑（傅騫等，2019）?？梢暬幊淘诒Ａ羲惴ê诵乃枷氲耐瑫r降低了學(xué)生的認知負荷，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得以提升并能留出更多的認知資源聚焦于計算思維的發(fā)展，更適合中小學(xué)生的認知水平（范文翔等，2018）。在信息技術(shù)課程教學(xué)中，常見的可視化編程工具有App Inventor、Scratch、Mixly等，其中Scratch編程軟件技術(shù)門檻低，將抽象的語法規(guī)則、算法結(jié)構(gòu)蘊藏于積木式的圖形化語言中，大大降低了學(xué)生的認知負荷水平，成為中小學(xué)教師開展編程教學(xué)的主要工具。

皮亞杰的發(fā)生認識論認為，思維是在主體不斷迭代的邏輯運演中動態(tài)生成的，當學(xué)習(xí)者的認知結(jié)構(gòu)發(fā)生邏輯沖突時，便可以通過對圖式的重構(gòu)來觸發(fā)思維的螺旋式發(fā)展（林琳等，2019）。這種思維結(jié)構(gòu)的豐富性不僅要求學(xué)習(xí)者融入到特定學(xué)習(xí)情境中，更需要教師挖掘特定學(xué)習(xí)情境之間的關(guān)聯(lián)性，創(chuàng)設(shè)有助于思維培養(yǎng)的學(xué)習(xí)情境生態(tài)閉環(huán)。在計算思維培養(yǎng)過程中，有效的學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)可以“挑起”學(xué)生的認知沖突，激發(fā)學(xué)生不斷通過更高級的邏輯運演領(lǐng)會計算機解決問題的思想、原理與方式。

然而，當前中小學(xué)計算思維教學(xué)中的學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)仍然存在諸多不足：（1）與學(xué)生實際生活聯(lián)系不夠緊密。有些學(xué)習(xí)情境的選擇過于拘泥于教材，未能與學(xué)生熟知的生活現(xiàn)實緊密貼合，未能闡明問題解決在實際生活中應(yīng)用的價值。（2）問題情境挑戰(zhàn)性不足。教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境有明確的指向性，這在一定程度上易于引起學(xué)生參與編程學(xué)習(xí)的興趣，但復(fù)雜性、挑戰(zhàn)性不足的問題卻可能使學(xué)生的持續(xù)性思考與探究難以維持。（3）學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)連貫性較弱。多數(shù)情境創(chuàng)設(shè)只存在于教學(xué)的引入部分或嵌入在某一教學(xué)活動片段中，未能將情境學(xué)習(xí)理念貫穿于編程教學(xué)過程的始終。（4）學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)淺表化。有些學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)未能將多元情境要素與計算思維培養(yǎng)過程有機融合，導(dǎo)致學(xué)生對算法原理和信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的思考停留在淺表層面。（5）學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)的延展性不強。能夠促進學(xué)生協(xié)作開展知識構(gòu)建的開放式交互情境設(shè)計不多，計算思維遷移應(yīng)用場景增拓較少，不利于學(xué)生思維活動的深化。

思維具有情境性，思維能力的培養(yǎng)不能脫離真實情境。如何挖掘與計算思維培養(yǎng)活動相適應(yīng)的多元情境要素？如何構(gòu)建各類情境要素優(yōu)勢互補的協(xié)同機制，發(fā)揮其對學(xué)生思維能力發(fā)展的協(xié)同效應(yīng)？這既是計算思維教學(xué)的實踐訴求，也是中小學(xué)校信息技術(shù)課程教學(xué)改革的內(nèi)在需求。針對在計算思維教學(xué)中學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)存在片斷化、單一化和淺表化等問題，本研究提出學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的新思路。學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)可以彌補多元情境教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)不連續(xù)、片斷化的不足，削弱孤立、零散的情境元素給學(xué)生認知和思維發(fā)展造成的“跳躍感”和“斷層”現(xiàn)象，有利于形成計算思維漸進發(fā)展的實踐場域。本研究基于對計算思維概念的解構(gòu)和情境學(xué)習(xí)理論核心要義的剖析，闡明學(xué)習(xí)情境鏈的內(nèi)涵，進而依循項目式教學(xué)基本流程，構(gòu)建基于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的計算思維培養(yǎng)模式，最后以“遞歸算法——神奇的斐波那契數(shù)列”為主題開展Scratch編程教學(xué)活動，旨在探索多元情境要素與計算思維核心能力培養(yǎng)耦合的實踐途徑，為計算思維培養(yǎng)教學(xué)實踐提供范例。

二、理論依據(jù)

1.計算思維概念解構(gòu)

周以真教授認為，計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等的一系列思維活動（Wing，2006）。國際教育技術(shù)協(xié)會和計算機科學(xué)教師協(xié)會（ISTE et al.，2011）共同為K-12教育中的計算思維下了操作性定義，認為計算思維是解決問題的過程，通常包括：能夠使用計算機或其他工具來解決問題;有條理、有邏輯地分析和組織數(shù)據(jù);將數(shù)據(jù)進行抽象，并通過模型來表示;運用算法和程序設(shè)計自動化解決問題的方案;試行方案和對方案進行優(yōu)化或完善，并在實施過程中實現(xiàn)資源有效整合;對問題解決過程進行概括，并進行遷移應(yīng)用。英國學(xué)者Selby等（2013）通過文本分析方法總結(jié)出計算思維具有抽象、分解、算法思維、評估和概括五大特征。我國《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》明確提出了計算思維培養(yǎng)的要求：通過抽象的方式（如模型、模擬）表示數(shù)據(jù);設(shè)計算法形成自動化解決問題的方案;總結(jié)解決問題的一般過程與方法，并遷移至更寬泛的問題解決中（中華人民共和國教育部，2018）。吳忭等（2019）認為，計算思維并不是單一的認知技能，而是“專業(yè)概念”“專業(yè)實踐”和“專業(yè)認識”多方能力維度的有機結(jié)合。

基于以上對計算思維概念及特征的分析，本研究認為計算思維是利用計算機科學(xué)領(lǐng)域的思想、原理、方法解決實際問題的高階思維能力，并將其解構(gòu)為更具操作意義的五大核心能力：界定問題能力、抽象特征能力、設(shè)計算法能力、評估迭代能力和遷移應(yīng)用能力。界定問題能力是指學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情境中發(fā)現(xiàn)問題并進行需求分析，從而區(qū)分問題邊界，明確學(xué)習(xí)任務(wù)的能力;抽象特征能力是指能提取問題的關(guān)鍵特征，并用形式化的方式表征問題的能力;設(shè)計算法能力是指選擇合適算法設(shè)計問題解決方案，并用編程語言等數(shù)字化工具實現(xiàn)方案的能力;評估迭代能力是指依據(jù)信息系統(tǒng)設(shè)計的普遍原則對問題解決方案進行全面評估和迭代優(yōu)化的能力;遷移應(yīng)用能力是指總結(jié)問題解決的一般過程與方法，并應(yīng)用于解決學(xué)習(xí)、生活中的其他相關(guān)問題的能力。計算思維五大核心能力的發(fā)展過程就是從界定問題到解決問題的路徑迭代，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者在邏輯運演中不斷拓展和豐富思維結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程?！按龠M計算思維，培養(yǎng)編程能力”作為中小學(xué)信息技術(shù)課程的核心目標，不僅要讓學(xué)生能夠理解信息系統(tǒng)工作原理，而且要讓學(xué)生學(xué)會計算機科學(xué)的核心概念和方法，培養(yǎng)其抽象與邏輯思考、系統(tǒng)化思考等思維能力（張進寶等，2018）。

2.學(xué)習(xí)情境鏈內(nèi)涵解析

尤爾根·哈貝馬斯（Jürgen Habermas）認為，人的理性總是嵌入在具體事件當中，知識的加工正是在這種情境理性的氛圍中發(fā)生的（尤爾根·哈貝馬斯，2004）。情境學(xué)習(xí)理論提出了關(guān)于學(xué)習(xí)的新觀點：“思維和學(xué)習(xí)只有在特定的情境中才有意義”“不存在非情境化的學(xué)習(xí)”“學(xué)習(xí)是合法的邊緣性參與”“學(xué)習(xí)是社會協(xié)商”（戴維·H.喬納森，2002）。情境學(xué)習(xí)理論的核心要義是讓學(xué)習(xí)者進入與專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的真實情境，在教師的指導(dǎo)下參與學(xué)習(xí)共同體活動，在合作協(xié)商、探究反思和解決問題中潛移默化地習(xí)得默會知識和思維技能。心理學(xué)領(lǐng)域的情境認知理論強調(diào)“個體參與‘實習(xí)場中的情境活動以建構(gòu)知識”;人類學(xué)領(lǐng)域的情境學(xué)習(xí)理論強調(diào)“個體通過合法的邊緣性參與實踐共同體獲得意義和身份的建構(gòu)”。在編程教學(xué)實踐中，“實習(xí)場”的設(shè)計就是要讓學(xué)生進入結(jié)構(gòu)不良和具有挑戰(zhàn)性的真實問題情境中，運用編程工具體驗計算機解決問題的原理和方式;“實踐共同體”的創(chuàng)建強調(diào)學(xué)生在共同的項目任務(wù)下組建學(xué)習(xí)共同體，通過合作探究、經(jīng)驗互動和意義協(xié)商解決實際問題。二者都聚焦在計算思維與問題情境之間建立聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)有助于驅(qū)動學(xué)生參與知識建構(gòu)和融入社會協(xié)商的開放式交互情境，對提升學(xué)生編程興趣和發(fā)展其計算思維具有顯著意義（張進寶，2019）。

思維發(fā)展是分階段或分步驟的演變過程，計算思維也是階段性提升的，其遵循螺旋式發(fā)展的規(guī)律（孫立會等，2020）。學(xué)習(xí)情境與計算思維培養(yǎng)過程緊密關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)情境設(shè)計要遵循計算思維發(fā)展的邏輯結(jié)構(gòu)，以“鏈”式樣態(tài)有序關(guān)聯(lián)各情境要素，形成促進計算思維能力發(fā)展與品質(zhì)升華的學(xué)習(xí)情境鏈。本研究所指的學(xué)習(xí)情境鏈是以多個相互關(guān)聯(lián)的情境為“節(jié)點”，隨著教學(xué)活動的動態(tài)發(fā)展，將多元情境要素有機聯(lián)接，形成連貫有序的情境環(huán)路。學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)就是要在教學(xué)過程中，圍繞教學(xué)主題設(shè)計多元學(xué)習(xí)情境要素，讓各要素沿著計算思維教學(xué)環(huán)節(jié)逐級“流動”，形成優(yōu)勢互補、協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，最終形成有利于學(xué)生計算思維漸進發(fā)展的閉環(huán)，觸發(fā)思維品質(zhì)的升華。

基于此，本研究從情境學(xué)習(xí)理論的核心要義中抽取出了問題情境、探究情境、合作情境、交流情境、應(yīng)用情境5個情境要素，探尋其貫穿于教學(xué)過程中的隱含線索和相互作用，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生計算思維發(fā)展的學(xué)習(xí)情境鏈。問題情境應(yīng)當充分生活化，激發(fā)學(xué)生解決問題的需要，提升其對學(xué)習(xí)任務(wù)價值的認可，從而調(diào)動內(nèi)部動機（趙國慶等，2018）;探究情境是指在教師的支持下，學(xué)生圍繞項目任務(wù)制定計劃并開展自主探究活動的場域;合作情境強調(diào)創(chuàng)建氛圍良好的學(xué)習(xí)共同體，促進同伴合作交流、知識協(xié)同發(fā)展;交流情境旨在為學(xué)生創(chuàng)造展示探究成果的平臺與機會，實施過程性評價，驅(qū)動項目作品的迭代改進;應(yīng)用情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)積極挖掘教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生生活經(jīng)驗之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)展解決新問題的遷移能力。學(xué)習(xí)情境鏈與計算思維核心能力之間是典型的耦合關(guān)系。學(xué)習(xí)情境鏈是由多個異質(zhì)性情境要素構(gòu)成的學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)，通過學(xué)習(xí)情境“節(jié)點”之間的情境要素“流動”，增強項目式編程教學(xué)活動中學(xué)習(xí)的交互性，實現(xiàn)計算思維核心能力發(fā)展。

3.多元情境教學(xué)應(yīng)用引鑒

美國教育家約翰·杜威（John Dewey）認為，思維是從直接經(jīng)驗開始的，人們只有沉浸于不確定的情境中，才能引起積極探索與思考的強烈動機（約翰·杜威，2011）。著名教育技術(shù)學(xué)者戴維·H.喬納森（David H. Jonassen）認為，情境是指能夠作用于人的思維并引起情感變化和行為活動的時空環(huán)境，具有復(fù)雜性、真實性和多樣性等特點（戴維·H.喬納森，2002）。學(xué)習(xí)情境對學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)、思維啟迪、情感體驗等方面的促進作用成為人們的共識，多數(shù)學(xué)科教師在教學(xué)實踐中積極嘗試創(chuàng)設(shè)多元學(xué)習(xí)情境以促進學(xué)生認知和思維發(fā)展。例如，針對地理學(xué)科特性，姜喬（2019）提出了融合“直觀情境、問題情境、合作情境、探究情境和生活情境”等地理多元情境的教學(xué)模式;針對通用技術(shù)三種課程類型（技術(shù)理論課、技術(shù)繪圖課、技術(shù)制作課），鄭瑤瑤（2014）設(shè)計了“應(yīng)用情境”“問題情境”“媒體情境”“語言情境”等學(xué)習(xí)情境要素，并交叉運用在“情境準備”“情境創(chuàng)設(shè)”“情境展開”“情境深入”和“情境提升”等環(huán)節(jié)的教學(xué)過程中。其共同點在于：情境創(chuàng)設(shè)緊密貼合學(xué)科課程標準和學(xué)科思維特性，對教學(xué)內(nèi)容進行橫向拓展或縱向挖掘;認為有效的學(xué)習(xí)情境應(yīng)具備生活性、真實性、探究性、情感性和可變性等特征;多元學(xué)習(xí)情境設(shè)計旨在喚醒學(xué)生的已有經(jīng)驗，在自主或合作探究解決真實問題的過程中激活學(xué)生的思維，提升思維品質(zhì)。

然而，多數(shù)學(xué)科教學(xué)中創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情境彼此孤立，多元情境要素之間關(guān)聯(lián)性不強，未能構(gòu)成一條貫穿于教學(xué)過程始終的連續(xù)回路，這勢必影響思維發(fā)展階段的銜接與黏合。學(xué)習(xí)情境鏈以多元情境要素為節(jié)點，前后銜接的兩個情境要素組合成一個鏈節(jié)，多個鏈節(jié)首尾相連，從而形成閉合環(huán)路，以此彌補多元情境教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)單一、不連續(xù)的問題。作為課堂教學(xué)一以貫之的情境主線，學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)可以在很大程度上削減孤立零散的情境要素給學(xué)生認知發(fā)展造成的“跳躍感”和“斷層”現(xiàn)象。學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)對編程教學(xué)活動中計算思維的培養(yǎng)具有明顯的啟迪、激活、強化和升華功能：問題情境創(chuàng)設(shè)能喚醒學(xué)生的前概念，以富有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜問題觸發(fā)學(xué)生的認知沖突，引發(fā)思考的強烈欲望，讓學(xué)生在情境感知中啟迪思維的火花;教學(xué)活動中的多元化學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)可以從不同層次、多個側(cè)面挖掘?qū)W習(xí)資源，持續(xù)激活學(xué)生思維、塑造整體認知環(huán)境;創(chuàng)設(shè)開放的學(xué)習(xí)情境能為學(xué)生提供計算概念再現(xiàn)的實踐場域，在遷移應(yīng)用過程中強化其對計算思維內(nèi)涵的理解;依循學(xué)生思維漸進發(fā)展的規(guī)律創(chuàng)設(shè)連貫的學(xué)習(xí)情境，既有助于學(xué)生將零散的知識串聯(lián)，又可以保持連續(xù)、平滑的思維發(fā)展過程，促成計算思維的升華。

三、模式構(gòu)建

編程教學(xué)活動中蘊含了大量難以用語言清晰描述和直接傳授的“主觀知識”和“實踐情境知識”（鄭浩等，2017）。學(xué)生只有在不同的情境脈絡(luò)中運用復(fù)雜的思維技能進行問題求解，才能深度理解“隱形”于編程語言環(huán)境中的計算思維（姜強等，2020）。學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生在編程教學(xué)中實現(xiàn)思維活動的外顯化、趣味化和深度化。學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)強調(diào)情境對學(xué)科知識意義建構(gòu)和遷移應(yīng)用的獨特作用，注重學(xué)生在情境感知、實踐操作和親身體驗中提升學(xué)科素養(yǎng)。真實性是構(gòu)建一切情境要素的基礎(chǔ)，各類情境要素的設(shè)計應(yīng)以貼近學(xué)生生活經(jīng)驗為導(dǎo)向，使個體從自身經(jīng)歷的角度來詮釋和建構(gòu)知識（歐陽忠明等，2018）。創(chuàng)設(shè)貼近真實世界的學(xué)習(xí)情境有利于還原學(xué)科知識的產(chǎn)生過程，闡明學(xué)科知識的應(yīng)用價值，滿足學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展訴求。各類情境要素不是彼此割裂的，而是相互聯(lián)系、交叉和融通的，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實際情況和學(xué)生的原有認知水平，優(yōu)化組合各類情境要素，形成學(xué)習(xí)情境鏈。學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)要貫穿于編程教學(xué)過程的始終，各情境要素間應(yīng)體現(xiàn)出一定的連續(xù)性、層次性和深度性，讓學(xué)生在遞進式的情境化教學(xué)過程中逐漸深化計算思維。

為探索多元情境要素與計算思維核心能力培養(yǎng)耦合的實踐途徑，本研究針對中小學(xué)校編程教學(xué)實踐中的情境創(chuàng)設(shè)問題，依循項目式教學(xué)基本流程，構(gòu)建了“基于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的計算思維培養(yǎng)模式”（如圖1所示）。該模式以問題情境創(chuàng)設(shè)為出發(fā)點，將探究情境、合作情境、交流情境、應(yīng)用情境融入教學(xué)活動全過程，形成各情境要素之間靈活組合、有序銜接和循環(huán)流動的學(xué)習(xí)情境鏈。該模式的關(guān)鍵是將計算思維五大核心能力的培養(yǎng)附載于學(xué)習(xí)情境鏈的動態(tài)生成過程中，師生在每一情境節(jié)點上充分交互，教師通過調(diào)節(jié)教學(xué)活動，促使學(xué)生計算思維得到充分發(fā)展。這具體體現(xiàn)在如下幾個方面：基于學(xué)生生活經(jīng)驗的真實問題創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生在感知體驗和獨立思考中界定問題能力得到發(fā)展;創(chuàng)設(shè)探究情境，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，輔助學(xué)生抽象出復(fù)雜問題的特征;創(chuàng)設(shè)合作情境，為學(xué)生參與學(xué)習(xí)共同體、共享算法設(shè)計和互助合作編程提供環(huán)境支撐;創(chuàng)設(shè)交流情境，鼓勵學(xué)生積極展示成果，通過自評、互評等多種表現(xiàn)性評價手段促進程序算法的迭代優(yōu)化;挖掘應(yīng)用情境，引導(dǎo)學(xué)生將自動化、系統(tǒng)化解決問題的能力遷移應(yīng)用到新的問題情境中，由此再次引發(fā)學(xué)生持續(xù)運用計算思維解決挑戰(zhàn)性更強的現(xiàn)實問題。

思維發(fā)生在過程之中，計算思維發(fā)展的軌跡呈現(xiàn)出由低層次結(jié)構(gòu)樣態(tài)向高層次結(jié)構(gòu)樣態(tài)迭代演進的“非線性”邏輯脈絡(luò)（張沿沿等，2020）。學(xué)習(xí)情境鏈中的多元情境要素遵循計算思維發(fā)展的內(nèi)在邏輯，將彼此關(guān)聯(lián)起來，以非線性、動態(tài)迭代的方式靈活地嵌入在項目教學(xué)活動之中，以促進計算思維結(jié)構(gòu)向更高層次發(fā)展。計算思維核心能力與學(xué)習(xí)情境要素在動態(tài)耦合中相互作用、螺旋上升、協(xié)同發(fā)展。例如，界定問題能力既可在問題情境創(chuàng)設(shè)中培養(yǎng)，也可以在探究情境、合作情境、應(yīng)用情境等各類學(xué)習(xí)情境中得到發(fā)展。教師預(yù)設(shè)挑戰(zhàn)性問題情境，支持學(xué)生聯(lián)系生活實際，回溯原有知識結(jié)構(gòu)，拓展前后知識間的邏輯關(guān)聯(lián)，從而促進界定問題能力發(fā)展;學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)情境中及時改進項目設(shè)計方案，重新審視問題界定的準確性;小組成員在良好的合作情境中反復(fù)測試程序、優(yōu)化算法，不斷在試錯中發(fā)現(xiàn)問題并設(shè)計新的程序方案;在新的應(yīng)用情境中，學(xué)生重新思考作品的現(xiàn)實意義，針對新的生活場景遷移應(yīng)用成果，拓展問題邊界，再次界定問題。與此同時，問題情境也不僅限于培養(yǎng)學(xué)生的界定問題能力，還能為其他核心能力發(fā)展提供支持。例如，學(xué)生依托問題情境快速投入到體驗式學(xué)習(xí)活動中，借助生活實例將客觀事實內(nèi)化為知識，在克服認知沖突中逐漸明晰問題域，提升界定問題能力;通過創(chuàng)設(shè)問題情境可以啟發(fā)學(xué)生提取先驗知識，概括問題關(guān)鍵特征并對問題進行形式化表達，使其抽象特征能力得到發(fā)展;在編程測試環(huán)節(jié)設(shè)置問題情境有助于引導(dǎo)學(xué)生共同協(xié)作，優(yōu)化算法并進行編程實現(xiàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計算法能力;在交流評價環(huán)節(jié)中創(chuàng)設(shè)問題情境，可以提升學(xué)生問題意識，使其針對小組自評或互評的反饋建議，迭代完善項目作品;學(xué)生在新創(chuàng)設(shè)的問題情境中再次反思項目成果的實際應(yīng)用價值，靈活運用編程知識與技能解決新問題，從而提升遷移應(yīng)用能力。

下文以學(xué)習(xí)情境要素為切入點，從遞進式問題情境、支架式探究情境、互助式合作情境、平等化交流情境和延展性應(yīng)用情境創(chuàng)設(shè)方面，闡述如何通過學(xué)習(xí)情境鏈的創(chuàng)設(shè)促進學(xué)生計算思維發(fā)展。

1.遞進式問題情境創(chuàng)設(shè)

問題情境以結(jié)構(gòu)不良、真實的生活問題為中心，促使學(xué)生在與真實情境發(fā)生互動時產(chǎn)生認知沖突，從而激發(fā)創(chuàng)造性解決問題的內(nèi)驅(qū)力。在編程教學(xué)中，教師結(jié)合教學(xué)目標和學(xué)生經(jīng)驗，通過引入真實生活案例或組織實地參觀等方式創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在觀察體驗中自主發(fā)現(xiàn)問題，明確任務(wù)主題，從中培養(yǎng)界定問題的能力。此外，教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)回顧算法設(shè)計的核心思想，重新思考探究成果投入現(xiàn)實生活中的應(yīng)用方式，使其在新的問題情境中加深對算法思想的理解，實現(xiàn)遷移應(yīng)用能力的提升。在初步感知問題和再次遷移應(yīng)用的遞進式問題情境創(chuàng)設(shè)中，學(xué)生將計算思維逐步“滲入”自身的知識結(jié)構(gòu)。

2.支架式探究情境創(chuàng)設(shè)

探究情境旨在為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，輔助學(xué)生抽象出復(fù)雜問題的特征，并運用算法設(shè)計解決問題的方案。在編程教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生運用流程圖和思維導(dǎo)圖等認知工具抽象問題特征、分解問題求解步驟、建立數(shù)學(xué)模型以及自主設(shè)計問題解決方案，從而促進抽象特征能力的發(fā)展。同樣，小組成員借助偽代碼、自然語言和案例資源等認知工具，合作探究算法設(shè)計過程，比較算法執(zhí)行效率，優(yōu)選算法策略和編寫程序腳本，最終實現(xiàn)設(shè)計算法能力的提升。支架式探究情境的創(chuàng)設(shè)不僅有助于拓展探究活動方式和延伸探究活動時間，還有利于抽象特征能力與設(shè)計算法能力的銜接發(fā)展，在充分尊重學(xué)生探究興趣的基礎(chǔ)上促進計算思維培養(yǎng)的逐層深化。

3.互助式合作情境創(chuàng)設(shè)

學(xué)生圍繞特定任務(wù)在學(xué)習(xí)共同體中共享算法設(shè)計過程，互助實現(xiàn)編程，以此實現(xiàn)學(xué)科知識的意義建構(gòu)和學(xué)科思維的深度培養(yǎng)。在編程教學(xué)中，教師通過創(chuàng)建互助小組，引導(dǎo)組內(nèi)學(xué)生明確任務(wù)分配;組長帶領(lǐng)組員探究各自主導(dǎo)的任務(wù)領(lǐng)域，反思優(yōu)化算法，協(xié)作完成編程任務(wù)，逐步培養(yǎng)算法設(shè)計能力。在完成程序設(shè)計作品之后，教師組織形式多樣的評價活動，為小組成員合作討論程序設(shè)計過程和交流分享算法設(shè)計經(jīng)驗提供交互平臺;學(xué)生在交流展示和優(yōu)化程序的過程中，其評估迭代能力得以提升。合作情境讓學(xué)生在合作協(xié)商中經(jīng)歷“設(shè)計算法—編寫程序—交流評價—迭代程序”螺旋式上升發(fā)展過程，潛移默化地達成培養(yǎng)設(shè)計算法能力的目標。

4.平等化交流情境創(chuàng)設(shè)

平等化的交流情境鼓勵學(xué)生積極展示成果，通過自評、互評等多種表現(xiàn)性評價手段促進程序的迭代優(yōu)化。學(xué)生在編程教學(xué)的多樣化評價活動中，展示程序設(shè)計作品，分享項目活動收獲，聽取師生評價建議和迭代改進程序設(shè)計。靈活設(shè)計的評價活動不僅能培養(yǎng)學(xué)生的評估迭代能力，還有助于鍛煉學(xué)生的溝通表達能力。交流情境不只限于總結(jié)性評價活動，更體現(xiàn)在過程性評價活動中。教師應(yīng)在學(xué)生制定好算法設(shè)計方案后及時組織評價活動，對學(xué)生的問題特征進行分析，針對數(shù)學(xué)建模思路和程序流程圖設(shè)計的準確性提出反饋建議，幫助學(xué)生修改完善問題解決方案，從中培養(yǎng)其抽象特征能力。

5.延展性應(yīng)用情境創(chuàng)設(shè)

應(yīng)用情境強調(diào)的是知識在結(jié)構(gòu)不良的、復(fù)雜的新問題情境中有效遷移和整合應(yīng)用（王美等，2018）。在編程教學(xué)中，學(xué)生在總結(jié)算法思想的基礎(chǔ)上，思考如何遷移算法思維來解決實際生活中的其他問題，探討成果如何應(yīng)用于日常生活以滿足用戶需求，在此過程中不斷培養(yǎng)遷移應(yīng)用能力。同時，教師應(yīng)設(shè)計貼近學(xué)生生活經(jīng)驗的案例資源或項目活動，引導(dǎo)學(xué)生回歸問題產(chǎn)生的逼真情境，再次培養(yǎng)學(xué)生的界定問題能力。應(yīng)用情境的創(chuàng)設(shè)將探究問題的產(chǎn)生和算法思想的應(yīng)用還原到真實情境中，鼓勵學(xué)生在實踐應(yīng)用中重新發(fā)現(xiàn)問題，生成新的探究主題，探索解決新問題的思路。

四、應(yīng)用案例

1.案例背景簡介

案例以“遞歸算法——神奇的斐波那契數(shù)列”為主題，依托YN省KM市某中學(xué)高中二年級Y班“信息技術(shù)”課程中“算法初步”選修模塊展開。教學(xué)對象已習(xí)得迭代、分治、動態(tài)規(guī)劃等算法初步知識。本案例的教學(xué)三維目標是：在知識與技能方面，了解斐波那契數(shù)列中蘊含的遞歸算法思想，知道遞歸算法的基本特征;在過程與方法方面，掌握測試算法效率的方法，比較遞歸算法與其他算法的優(yōu)劣，嘗試優(yōu)化遞歸算法，并能用Scratch編程實現(xiàn)算法;在情感態(tài)度與價值觀方面，在優(yōu)化算法和解決問題的過程中體會運用算法解決問題的優(yōu)勢，體驗圖形化編程的樂趣。案例教學(xué)流程依據(jù)本研究所構(gòu)建的“基于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的計算思維培養(yǎng)模式”設(shè)計，圍繞5個項目活動展開，分6個課時完成。在活動實施過程中，教師充分創(chuàng)設(shè)問題情境、探究情境、合作情境、交流情境和應(yīng)用情境，并將其靈活組合應(yīng)用于教學(xué)過程。

2.教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)

（1）創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)界定問題

此環(huán)節(jié)旨在創(chuàng)設(shè)真實問題情境，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，在發(fā)現(xiàn)斐波那契數(shù)列規(guī)律中發(fā)展界定問題能力。在每個項目活動開始之前，教師向?qū)W生發(fā)放植物觀察記錄表，告知學(xué)生觀察校園植物時對植物的花瓣和葉片數(shù)量進行記錄。學(xué)生實地觀察校園種植的花草樹木，根據(jù)記錄表的要求記錄植物名稱、植物的花瓣或葉片數(shù)量，并進行拍照記錄。在實地觀察結(jié)束后，教師組織學(xué)生分享觀察結(jié)果，并將統(tǒng)計好的數(shù)據(jù)展示出來，供學(xué)生尋找規(guī)律。期間，教師提問：“同學(xué)們看這組數(shù)列‘1，1，2，3，5，8，13，…發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律了嗎？”有學(xué)生隨即回答：“自第三項開始，每一項等于前兩項之和?！边@時教師結(jié)合教學(xué)視頻和課件向?qū)W生介紹斐波那契數(shù)列在自然界和數(shù)學(xué)、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。此后，教師繼續(xù)發(fā)問：“當你在爬一個十級的樓梯時，每次可以選擇爬一級或兩級，請問一共有多少種爬法？”學(xué)生XL說：“如果爬兩級樓梯，我有兩種方案——可以先一級一級地爬，或者一次爬兩級?！苯處燀槃菀龑?dǎo)：“那么爬五級、十級呢？”學(xué)生們開始在草稿紙上進行推導(dǎo)演算，最后發(fā)現(xiàn)爬樓梯問題的答案與斐波那契數(shù)列規(guī)律類似。教師總結(jié)：“推導(dǎo)演算的方法是運用數(shù)學(xué)思維來解決問題，人工運算較為耗時低效，那么如何通過Scratch編程來提高問題解決的效率呢？”

（2）運用探究情境，抽象問題特征

教師以程序流程圖等為中介，創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究情境，鼓勵學(xué)生運用數(shù)學(xué)模型提取和表征爬樓梯問題的關(guān)鍵特征，并應(yīng)用Scratch編程語言實現(xiàn)，發(fā)展抽象特征能力。經(jīng)過教師對遞歸算法的講解，學(xué)生認識到遞歸算法的核心思想是問題分解，即根據(jù)求解問題尋找遞歸體和結(jié)束條件。在靈活運用相關(guān)數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)上，學(xué)生自主探究爬樓梯問題的數(shù)學(xué)模型。期間，教師對學(xué)生數(shù)學(xué)建模遇到的困難進行引導(dǎo)。例如，學(xué)生GZF在尋找斐波那契數(shù)列的遞歸體時遇到了問題，教師快速對其進行引導(dǎo)：“回憶一下斐波那契數(shù)列的規(guī)律是什么？”學(xué)生GZF回答：“從第三項開始，每一項是前兩項之和?！苯處熇^續(xù)提問：“假設(shè)走法數(shù)為F（n），樓梯數(shù)為n，用函數(shù)公式怎么表達前兩項之和？”經(jīng)過教師的啟發(fā)，學(xué)生GZF明白了遞歸體就是要找出原問題F（n）與子問題F（n-1）的遞推關(guān)系，即F（n）=F（n-1）+F（n-2），n≥3。隨后，學(xué)生采用繪制程序框圖的方法，自主設(shè)計解決爬樓梯問題的程序框圖，如圖2（a）所示。教師設(shè)計過程性評價活動，組織學(xué)生分享自主設(shè)計的程序框圖，引導(dǎo)學(xué)生互評，發(fā)現(xiàn)哪些算法設(shè)計更簡潔、高效，最后提出算法改進建議，并讓學(xué)生初步嘗試編寫遞歸算法程序腳本，圖2（b）是學(xué)生GZF設(shè)計的程序腳本。

（3）營造合作情境，設(shè)計最優(yōu)算法

此環(huán)節(jié)通過營造良好合作的學(xué)習(xí)氛圍，促使小組分配任務(wù)和互助解決難題。教師以引導(dǎo)者、組織者和支持者的角色幫助學(xué)生循環(huán)測試和迭代優(yōu)化算法。學(xué)生在教師指導(dǎo)下以組長負責制形式組建合作小組。教師給予學(xué)生充分思考和探究的時間和試錯機會，在適當時機對學(xué)生提出的疑惑進行指導(dǎo)。小組成員根據(jù)自身優(yōu)勢進行任務(wù)分配，每位學(xué)生作為部分任務(wù)的主要負責人，帶領(lǐng)其他成員完成小組任務(wù)，共同推進項目的實施。例如：A組學(xué)生JZY的主要任務(wù)是將程序框圖轉(zhuǎn)換成偽代碼，學(xué)生DL用自然語言檢查遞歸算法程序腳本的正確性，學(xué)生LB編寫程序，學(xué)生WJ調(diào)試和改進程序。在將程序框圖轉(zhuǎn)換成偽代碼的過程中，學(xué)生JZY發(fā)現(xiàn)有同伴不知道偽代碼的概念，便利用教師提供的“導(dǎo)學(xué)案”進行講解，幫助其突破學(xué)習(xí)難點;在組織同伴調(diào)試程序的過程中，學(xué)生WJ通過演示操作向同伴講解自己擅長的調(diào)試策略，實現(xiàn)與小組成員的知識共享;在合作完成程序編寫之后，學(xué)生LB和學(xué)生WJ發(fā)現(xiàn)隨著輸入項數(shù)增多，程序執(zhí)行結(jié)果的輸出時間就越長，這讓他們意識到用遞歸算法實現(xiàn)的程序設(shè)計并不是最高效的解決方案。待全班大部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)這個問題時，教師運用課件向?qū)W生講解計算算法時空復(fù)雜度的方法。之后，A組學(xué)生合作計算出用遞歸算法解決爬樓梯問題的時空復(fù)雜度為T（n）=T（n-1）+T（n-2）+O（1），又通過樹形結(jié)構(gòu)表示算法執(zhí)行過程，發(fā)現(xiàn)這種自頂向下的遞歸算法重復(fù)的結(jié)點數(shù)會隨著n的增大而急劇增多，說明遞歸算法的運行時間是以n的指數(shù)遞增，算法設(shè)計還存在優(yōu)化的空間。

隨后，教師引導(dǎo)A組學(xué)生思考，運用其他算法策略是否可以提高程序執(zhí)行效率。經(jīng)過小組頭腦風暴，學(xué)生LB提議：“我們可以逆向思考，用自底向上的思路設(shè)計算法，這樣程序重復(fù)調(diào)用自身的次數(shù)就會大大降低?！睂W(xué)生JZY表示：“可以用之前學(xué)過的迭代算法或動態(tài)規(guī)劃算法嘗試設(shè)計?！睂W(xué)生DL運用動態(tài)規(guī)劃算法將問題分解為“樓梯數(shù)為1”“樓梯數(shù)為2”和“樓梯數(shù)大于等于3”三種情況進行求解，程序設(shè)計腳本如圖3（a）所示。學(xué)生LB發(fā)現(xiàn)動態(tài)規(guī)劃算法雖然可讀性強、容易實現(xiàn)，但是程序變量設(shè)置和語句嵌套過于繁瑣。他使用賦值語句并采用循環(huán)迭代的思想，對動態(tài)規(guī)劃算法程序設(shè)計進行簡化，如圖3（b）所示。此時，學(xué)生WJ發(fā)現(xiàn)，雖然迭代算法設(shè)計的程序執(zhí)行效率高、代碼簡潔，但仍然使用了4個變量。對此他提出使用鏈表結(jié)構(gòu)對多個變量進行存儲，既可以提高程序執(zhí)行效率，還能將樓梯數(shù)n對應(yīng)的每一項走法數(shù)F（n）呈現(xiàn)出來，如圖3（c）所示。經(jīng)過小組成員的協(xié)商討論，決定選用鏈表結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的程序腳本作為最終程序設(shè)計作品。

（4）共創(chuàng)交流情境，評估迭代程序

該環(huán)節(jié)注重創(chuàng)建交流情境，促進師生以游戲化的形式開展小組自評、組間互評和教師點評活動，反思迭代程序作品。小組合作完成編程后，教師組織“算法效率大比拼”游戲，以檢驗程序執(zhí)行效率。游戲規(guī)則要求教師和一名學(xué)生分別擔任裁判員和計時員，各組抽簽決定比賽順序和對手組別。在游戲活動過程中，參與比賽的小組在裁判員宣布輸入某一具體樓梯級數(shù)后，同時點擊綠旗開始運行程序，計時員將兩組程序運行時間記錄下來進行比較。隨著比賽的深入，裁判員會逐漸增大輸入樓梯級數(shù)的數(shù)值，各組程序的執(zhí)行效率差異也會更加明顯。游戲活動通過3輪比賽決出冠亞軍小組。最后，教師邀請各組交流分享算法設(shè)計經(jīng)驗和項目活動收獲，組內(nèi)成員和組間成員對程序設(shè)計作品進行評價。教師對每組程序設(shè)計作品進行點評，小組成員再次改進程序設(shè)計作品，將作品上傳至Scratch社區(qū)供更多的編程愛好者討論。

（5）挖掘應(yīng)用情境，促進遷移應(yīng)用

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧運用遞歸算法求解問題的過程，通過提問啟發(fā)學(xué)生總結(jié)分享遞歸算法的核心思想，并引發(fā)學(xué)生思考斐波那契數(shù)列在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用，提升學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。例如，學(xué)生WJ認為：“遞歸算法的核心在于問題分解，通過數(shù)學(xué)建模將大規(guī)模問題分解成若干小規(guī)模問題，直至找到終止條件，然后再通過回溯逐個解決小規(guī)模問題，最后大規(guī)模問題也就迎刃而解了。”為拓展任務(wù)情境，教師播放介紹黃金分割法則的教學(xué)視頻，引發(fā)學(xué)生思考，讓其發(fā)現(xiàn)更多斐波那契數(shù)列在日常生活中的應(yīng)用事例。學(xué)生WHS分享觀點：“蕨類植物的葉片生長順序也體現(xiàn)了神奇的黃金分割法則。”學(xué)生YL認為：“除了自然界，在藝術(shù)構(gòu)圖時也會運用到黃金分割法則，比如《蒙娜麗莎的微笑》?！庇懻摻Y(jié)束后，教師讓學(xué)生回歸日常生活，運用黃金分割構(gòu)圖法拍攝生活中的美景，并通過攝影展的形式組織學(xué)生分享。

3.教學(xué)反思

這一基于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的計算思維培養(yǎng)教學(xué)案例綜合呈現(xiàn)了真實、連續(xù)和豐富的多元學(xué)習(xí)情境要素，其在教學(xué)目標上強調(diào)學(xué)生要追溯問題情境中算法產(chǎn)生的規(guī)律，以抽象化、形式化思維對真實問題進行描述，比較同一問題解決的不同算法效率。算法設(shè)計作為計算思維培養(yǎng)的重要組成部分，是信息技術(shù)教學(xué)的重點，也是本案例需要突破的難點。算法知識專業(yè)性較強，將情境教學(xué)法滲透到教學(xué)全程中可以有效避免單純講授知識點所帶來的枯燥乏味感。教師將優(yōu)化組合和進階式設(shè)計的思路應(yīng)用于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)中，挖掘遞歸算法的應(yīng)用場景，生成驅(qū)動性和挑戰(zhàn)性強的探究問題;采用支架式教學(xué)策略，為學(xué)生“從始源情境（受客觀條件制約的現(xiàn)實世界）向目標情境（有利于學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)的情境）轉(zhuǎn)化”提供支持（王志軍等，2019）。在教學(xué)實施過程中，教師采用項目式教學(xué)形式，將學(xué)習(xí)任務(wù)置于多元學(xué)習(xí)情境中，注重學(xué)生參與編程活動的體驗而非僅限于問題解決的結(jié)果。教師引導(dǎo)學(xué)生在問題情境中表征遞推關(guān)系;在探究情境中設(shè)計合適的算法并體驗算法效率的差異;在合作情境中依托情境資源協(xié)同探究遞歸算法的優(yōu)化方法及其編程實現(xiàn);在交流情境中以游戲競賽方式開展評價反思活動;在應(yīng)用情境中拓寬遞歸算法的應(yīng)用范圍，形成用算法思維解決實際問題的遷移能力。面對不同的教學(xué)目標與學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)情境鏈呈現(xiàn)出對教與學(xué)過程的動態(tài)調(diào)節(jié)和鏈接作用，各情境要素協(xié)同促進教與學(xué)活動的有效進行，由此形成思維“喚醒—激活—強化—升華”的學(xué)習(xí)情境閉環(huán)（田陽等，2020）。

五、結(jié)語

思維的迸發(fā)需要情境的熏陶，連續(xù)的情境創(chuàng)設(shè)有助于鍛煉思維的敏捷性、靈活性、獨創(chuàng)性和深刻性，促進思維內(nèi)在品質(zhì)的升華。計算思維作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，能讓學(xué)生體驗利用計算科學(xué)的基本概念和方法，進行問題求解、系統(tǒng)建構(gòu)和人類行為理解的心智活動（陳鵬等，2018）。當前，多數(shù)編程教學(xué)實踐還難以擺脫純粹認知活動的缺陷，未能從“去情境化”走向?qū)W生豐富的“生活世界”，從“單一情境”走向“多元情境”，從“片斷情境”走向“連續(xù)情境”。如何創(chuàng)設(shè)具有探究性、生成性、連續(xù)性和延展性的多元情境要素，是有序增進學(xué)生計算思維螺旋式發(fā)展的著力點。本研究提出的學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)，以設(shè)計環(huán)環(huán)相扣、逐次遞進的多元情境要素為核心，形成思維“喚醒—激活—強化—升華”的培養(yǎng)閉環(huán)，為計算思維培養(yǎng)教學(xué)提供良好的啟迪;構(gòu)建的“基于學(xué)習(xí)情境鏈創(chuàng)設(shè)的計算思維培養(yǎng)模式”厘清了計算思維與多元情境要素的耦合關(guān)系，為計算思維培養(yǎng)實踐提供了新思路。學(xué)習(xí)情境鏈有助于學(xué)生在思維活動與情境之間建立關(guān)聯(lián)，促進學(xué)生思維品質(zhì)的迭代升華。智能時代人們對計算思維培養(yǎng)寄予很高期望的同時，智能技術(shù)也將為計算思維培養(yǎng)創(chuàng)建更佳的學(xué)習(xí)情境，增強學(xué)習(xí)者的真實學(xué)習(xí)體驗，促進學(xué)習(xí)情境達到“真實化”“個性化”和“精準化”（蘭國帥等，2020）。如何利用新興智能技術(shù)賦能情境學(xué)習(xí)，從而為中小學(xué)生計算思維培養(yǎng)和測評提供有力支持，這將是后續(xù)研究的焦點。

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收稿日期 2021-03-29責任編輯 楊銳

The Training Model of Computational Thinking ?from the Perspective of

Learning Situation Chain Creation

YANG Wenzheng

Abstract： Thinking is situational， and the cultivation of thinking ability can only be realized with the help of specific situations. However， in the current teaching of computational thinking in primary and secondary schools， there are widespread deficiencies in situational creation， including obvious superficiality， weak coherence and insufficient ductility， etc.， which makes it difficult to effectively promote the sustainable development of students computational thinking ability. Creating a learning situation chain with multiple and interrelated situational elements can effectively avoid the phenomenon of “thinking jumping and interruption” in the development of students thinking， which is conducive to the formation of a learning situation loop that can promote the sustainable and progressive development of students computational thinking. Based on the perspective of learning situation chain creation， a training model of computational thinking is constructed. Through the creation of progressive problem situation， scaffolding inquiry situation， mutual assistance cooperation situation， equal communication situation and extensible application situation， this model forms a computational thinking training loop of “awakening， activation， strengthening and sublimation”， which helps to promote the spiral development of computational thinking. The application in the teaching practice of Scratch programming with the theme of “Recursive Algorithm—The Magical Fibonacci Sequence” shows that this model can better realize the cultivation of core computational thinking capabilities of students， such as problem definition， feature abstraction， algorithm design， evaluation iteration， migration application and so on.

Keywords： Computational Thinking; Training Model; Learning Situation Chain; Scratch Programming