计算思维能力在中学计算机科学与技术课程中的_中学化学杂志社投稿

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计算思维能力在中学计算机科学与技术课程中的

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高度集成的资源获取与利用是当代社会发展的趋势，而实现其的主要途径是通过计算机网络信息技术。计算机与信息化技术遍布于人类生活中的每个角落，从科学研究到人文考古，天体物理到日常用度无一不见其身影。计算机作为信息化技术的主要实现途径，需要进行更广的普及与应用，计算机课程在中学的普及就是一个很好的例子。很多教育学者将前沿的科学技术与概念引入中学计算机教学当中。潘兆军[1]提出了将大数据的概念引入现代中学计算机教学中，让中学生们从简单的概念开始接触，不仅可以提前为以后进入大学学习相关知识培养兴趣，还可以通过科普的方式让学生们理解大数据的用途。汪凯[2]，高欣等人[3]将网络信息技术与中学计算机教学结合在一起，使计算机科学技术这门课程不再是单纯地使用，而是更高一级的应用。将前沿理念引入教学当中，不仅可以让学生更好地理解开展该课程的意义，而且更能深切体会到计算机科学作为一门计算科学的学科之美。现在很多教学都是以提高学生学习主动性为主要目的，大部分精力使用在设计课程的趣味性而忽略了该课程本身的属性，计算机科学技术这门课程最主要的一部分是对逻辑能力的培养，我们除了要让学生了解该课程的重要性和社会价值之外，还需要让他们从现在开始培养这种思维能力。

在西方国家，逻辑思维能力是很重要的，他们甚至从小学就开始培养孩子的逻辑能力。他们对逻辑能力的重视程度除了从文献中可以看到之外，最常见的就是英语语法构成，很多中文表达未必主谓宾全有，甚至有些句子正反说都是一个意思，但若在英语中这样表达，很多不仅不能构成一个句子，甚至还会出现截然不同的两种意思。不仅许多西方学者认为中国学生的逻辑思维能力很差，而且很多国内高校的老师针对研究生的论文逻辑性也很头疼，这其实与中国的文化有一定联系。逻辑能力的培养若能越早实现在义务教育当中，对学生未来的发展助益就越大，我们完全可以借鉴国外对中小学生逻辑能力培养的模式，因地制宜进行相应教育和改革，具体来说，就是可以在计算机科学与技术这门课程中添加相应的培养模块，可以让学生从自我思维能力的初步形成阶段开始就培养这种的逻辑思维能力，改善逻辑不好的弊病。本文主要围绕如何利用计算机科学与技术这门课程培养中学生的逻辑思维能力的问题进行讨论。

1 计算思维概念的提出

计算思维由周以真于2006年首次提出，计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[4]。计算思维可以让我们理解计算机的思维方式，可以让我们更好地与计算机进行沟通，进而让计算机帮我们处理很多繁杂和重复的数据运算，更进一步的，还可以让计算机进行自我学习来处理类似但不完全相同的案例，这同时也是当代很火的概念——人工智能。

自计算思维提出以来，国内很多教育工作者也指出了计算思维在计算机科学与技术课程中的重要性。战德臣等人[4]及衷克定[5]就提出了在大学计算机课程体系中培养大学生计算思维能力的想法。相比与国内对计算思维的教育计划，国外教育工作者就比较超前了，他们将此概念渗透入中小学计算机科学与技术的教学计划当中。Chalmers[6]介绍了澳大利亚四所小学老师将整合机器人与编码技术引入课堂，面向小学1～6年级的学生进行计算思维能力的培养，结果表明，这种教学方法不仅使老师对自己的教学计划变得更有信心而且也引起了学生们对计算与编码浓厚的学习兴趣。Basogain等人[7]也针对计算思维的核心课程在美国中小学课堂中的开展进行了相关调研，研究表明计算科学与教育技术的结合，不仅可以辅助老师成功地完成计算思维能力培养的教学任务，而且学生创造性思维能力在这个过程中也得到了很大的提高。类似的研究报告还有很多[8-10]，培养计算思维能力就是培养逻辑能力的一种具体表现形式，这充分体现了西方国家对逻辑能力的重视程度。

现今，很多青少年可以轻而易举地编写程序算法，各行各业也都融入了程序编制与算法优化，编程已经不再是程序员的专属。计算思维是一种逻辑思维很好的具体表现形式，其与数学思维不同，但却可以相互助益，如果两种思维能很好地相互结合应用，可以达到很高的高度，正如编程好的学生数学也很好，但是数学好的学生编程并不一定好。所以计算思维能力从学生开始形成自己良好思维能力的中学开始就应该介入教育，这样，不仅可以为高校输送更好的人才，还可以让学生提早培养更好的逻辑思维能力。