《泛计算思维时代的深思考》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泛计算思维时代的深思考（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 泛“计算思维”时代的深思考 潘思阔随着信息化的发展，全球化的盛行，教育渐渐走上流行化的趋势，信息技术自然也不例外。翻转课堂热度不减，微视频风靡一时，计算思维方兴未艾，成为学科的热词。每一个热词的提出，似乎都宣示着一种创新与变革。其实，仔细想来，哪有那么多新概念？又怎会一直在变革？不过是我们越来越接近学习的真实目标和规律。今天，我想在信息技术学科课程改革热的大背景下，以一名普通教师的视角，谈一下对计算思维的认识。寻根溯源：计算思维是什么？要培养什么？计算思维是什么？新课标给出了一个完整的阐释：计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。其实，何
2、止计算机领域，每个学科的学习都在塑造一种思维：文史科目塑造人文主义情怀，数理化培养扎实严谨的态度。但能将问题抽象化、模型化之后，给出一种高效、可行、便捷的解决方案的，恐怕還真是非我们学科莫属了。为了搞清楚什么是计算思维，我特地检索了其提出者美籍华人周以真博士。作为卡梅隆大学的教授，她最早提出的计算思维的概念，其实是基于大学的课程体系。比如操作系统课上，我们会学习“时间片轮转”，我们会学习“加锁与解锁”。这些东西，具体到生活中，就是周博士提出的“既要把菜烧熟，又不能把粥放凉”的问题：其实在做饭的时候，是存在一个“调度”问题的。什么时间洗菜、切菜，什么时间锅里热油，什么时间另一个灶上煮粥，怎么拿捏
3、家人回来时饭菜的热度与口感我们期望的是，学过操作系统调度的人，可以更好的做好统筹调度，可以下意识地运用这种思维来提高效率、兼顾效果，这就是计算思维最早提出来的要义所在。在理解了计算思维的起源之后，我们就更能体会到其重要性，更能体会到我们学科训练思维、指导生活的优势所在。正如华东师范大学李锋博士所总结的，我们的培养目标，既有形象化到模型化的问题建构，更有从自动化到系统化的具体实现与延拓。所以，计算思维作为学科的核心素养之一，当之无愧。典型案例：二分查找算法（折半查找）。我们会在课上学习其原理并用一门语言来实现它，但重点还真不是写代码的过程，甚至于课上小部分学生没写出其实现代码也无伤大雅，重要的是
4、二分思维。例如，查找4可以用“折中偏左”的定位法，如下图所示。以上二分思维的理解与运用迁移到生活中有什么实际效用吗？当然有。试想一下，学生的水杯丢了，我们拿到了整个监控视频，如何最快地找出拿杯子的人呢？答案就是先把进度条拖到中间，看看杯子还在不：如果不在了，再拖动进度条到前面一半中间；如果还在，就拖动到后面这一半中间如此循环反复。这是我们的课堂中要传达出来的东西，也是学以致用最典型的体现。这种思维对生活实践的指导，是我们最需要的。毕竟我们高中信息技术课，并不是直接培养程序员、工程师。我们只是在透过技术启发思维，指导实践。学生将来可能是从事各行各业的独立个体，但这种思维却是可以让他们受益终生的。
5、高屋建瓴：计算思维就是算法吗？就是编程吗？所谓高屋建瓴，就是别把格局定小了。把计算思维等同于算法，等同于程序设计显然是偏颇的，尽管编程解决现实问题是一种非常典型的计算思维的运用。其实，计算思维作为一种思维，如果把问题的解决认为是一种泛义上的“计算”的话，那么“怎么算”，其实是比“算出来”要重要的多。怎么算，是一个大概念，涉及计算机各个领域，乃至生活各个领域。大家都知道，新课改后我们有两个必修模块，分别是数据与计算、信息系统与社会。数据与计算模块包含最典型的蕴含计算思维的算法与程序设计部分。不管是经典的“鸡兔同笼”“韩信点兵”问题，还是“石头剪刀布”游戏设计、“绘制屏保图像”探索过程，其实都是在
6、宏观上设计方法，微观上具象到步骤的过程。这就好比，从图纸到建筑，从草图到机械：思维绝对是不可或缺的，而且很多时候是要经过系统的学习、缜密的分析以及深度思考，才可以完成这种思维过程。这就是我们常说的算法设计，也是计算思维中“算”最直接的体现。但是，如果仅仅把计算思维屈从在以上模块，就太浅显了。第一，在信息系统与社会中同样可以培养计算思维。譬如，新课标要求理解“信息系统”，具体一点就是B/S、C/S结构的本质。表面上我们学的是后台数据库怎么运作，前台数据怎么拉取与提交，登录认证如何实现本机与服务器的交互，从而理解网站、App的运行原理。但除了技术之外，还应该传达出来的是一种“前后端分离”的思想，一
7、种“表现层”“业务层”“数据层”分离的思想，也就是分层逻辑。这种分层逻辑，会让你做事更有条理，更有大局观，说得再夸张一点，这甚至是一种领导力。OSI七层模型的学习，其实也是在训练这种思维。他让你不至于在打不开网页的时候，重装浏览器、重装网卡驱动、重做系统之后，发现是网线没插。延拓到生活中，利用这种思维，我们不至于处理问题时，老鼠啃天无从下口，而是可以“统筹全局，循序渐进”，迅速进入角色，切入重点。第二，网络基础选修里面的网络安全部分也可以深入培养计算思维。我曾经上过一堂公开课，以病毒、木马、破解、攻击等诸多专业术语为主线串接起几个体验案例。其中，包括自我复制病毒、QQ盗号木马、压缩包破解、抓包
8、模拟微博登录等，取得了不错的课堂效果。这里具体来说说压缩包破解，就是让学生运行一段Python代码，来模拟生日密码的破解过程（虽然密码破解用Python实现效率略低，但由于代码的易读性，更有利于学生理解“暴力破解”背后“字典穷举”的本质）。那各位来看，其实学生不用自己写代码，也是可以训练计算思维的。这里的计算，就是“穷举”。其实如果要深入一点，可以引导学生理解“字典”中决定破解效率的密码排布概率学原理。紧接着，我们把密码的概念扩大化，在本部分又简要补充了一点加密原理。虽然只是浅显的普及，但我相信，今后当学生看到电视中摩斯电码之类的剧情时，脑海中应该会浮现出类似于明密文映射的“密码本”。那大家看
9、这是不是一种高级思维？这种思维往往可以使我们在生活中能透过现象发现本质。这里我想要表达一下个人的一种观点，我们以前很多类似课程设计上往往太“泛泛”了，泛泛到学生可以不动脑子就对问题脱口而出，泛泛到这节课学完只是学会了几个电脑操作。这种看似热闹非凡实则人工造势的“优质课”，其实是低级的、乏力的、经不起考验的，因为缺少了思维培养，特别是计算思维适当而必要的融入。那么如何把握这个度呢？这正是我接下来要说的问题。本次新课标，是一次新的开局，是我们学科华丽逆袭、证明自己的一次机会，是信息技术课从渐渐庸俗化、套路化、乏味化，重回精致化、高端化、趣味化的一场翻身仗。计算思维作为一项核心素养，应该起到指引方向、贯穿始终的核心作用。我想，这对我们信息技术教师，特别是一线教师，提出了更高的要求。如果我们没有深度思维，如果我们没有算法思想，那怎么去启迪思想，振刷精神？势必很难适应新时代的课堂。所以，当下机遇与挑战共存，我们需要加强学习、深入思考，早做储备。这样，才能在愈多纷繁的新概念中保持清醒，才能在课程改革新高度下游刃有余，也才能在科技创新、立德树人的大环境背景下贡献自己的力量。-全文完-
