計(jì)算思維

王榮良+盧文來(lái)

● 參天大樹(shù)必有其根——計(jì)算思維是否能體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科本質(zhì)？

1.計(jì)算思維的價(jià)值體現(xiàn)在何處？

盧文來(lái)：我記得您在《中國(guó)信息技術(shù)教育》雜志上參與過(guò)兩期關(guān)于計(jì)算思維的專題，一期是2013年6月，另一期是2015年12月。2013年的專題打開(kāi)了我的視野，我校的計(jì)算思維研究就此起步；在2015年的專題中，我校有兩篇文章入選。現(xiàn)在，計(jì)算思維又來(lái)了！

對(duì)于像我這樣在計(jì)算思維方面開(kāi)展研究和實(shí)踐的一線教師來(lái)說(shuō)，計(jì)算思維的價(jià)值是在這個(gè)過(guò)程中逐步明晰的。非常打動(dòng)我的是國(guó)防科技大學(xué)朱宗亞教授的論文《論計(jì)算思維：計(jì)算思維的科學(xué)定位、基本原理及創(chuàng)新路徑》，朱教授從科技史和科技哲學(xué)視野出發(fā)，將計(jì)算思維、邏輯思維、實(shí)證思維并列為三大科學(xué)思維。他提到，在自然科學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)有三大科學(xué)方法：理論方法、實(shí)驗(yàn)方法（以觀察和歸納自然規(guī)律為特征）和計(jì)算方法，每一種科學(xué)方法都可分為思想方法和操作方法兩個(gè)層面，如果說(shuō)思想方法層面可以認(rèn)為是思維方法層面的話，則與三大科學(xué)方法相對(duì)應(yīng)，便有了三大科學(xué)思維：邏輯思維對(duì)應(yīng)理論方法，以推理和演繹為特征；實(shí)驗(yàn)思維對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法，以觀察和歸納自然規(guī)律為特征；還有就是計(jì)算思維，對(duì)應(yīng)計(jì)算方法，以抽象和自動(dòng)化為特征。如果站在這個(gè)角度來(lái)審視計(jì)算思維，它的價(jià)值非常凸顯。

王榮良：關(guān)于2013年和2015年“計(jì)算思維來(lái)了”的專題，我都參與了。這次又在《中國(guó)信息技術(shù)教育》這個(gè)平臺(tái)上討論計(jì)算思維，應(yīng)該比前兩次更深入，也應(yīng)該更平和、更客觀。

要說(shuō)計(jì)算思維的價(jià)值在哪里，首先要清楚計(jì)算思維是什么。當(dāng)一個(gè)事物埋在深處，不易被人發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，它的價(jià)值是被湮沒(méi)的。當(dāng)它被挖掘和發(fā)現(xiàn)之時(shí)，人們肯定是驚喜的。但是，它的價(jià)值是否具有改變世界的作用，則需要時(shí)間來(lái)驗(yàn)證，計(jì)算思維也一樣。把計(jì)算思維放在現(xiàn)有的學(xué)科體系來(lái)看，它是一種學(xué)科思維，即屬于計(jì)算科學(xué)的學(xué)科思維。

數(shù)學(xué)最基本的方法是演繹、類比和歸納。其中，演繹法是從一些假設(shè)的命題出發(fā)，運(yùn)用邏輯的規(guī)則，導(dǎo)出另一命題的過(guò)程。數(shù)學(xué)理論是由演繹推理組織起來(lái)的。因此，邏輯思維是一種典型的數(shù)學(xué)學(xué)科思維，邏輯推理是其判斷結(jié)論的重要工具。在邏輯思維中，首先需要有一個(gè)稱為公理的命題集合，然后有一個(gè)推理規(guī)則，最后從公理出發(fā)嚴(yán)格地運(yùn)用推理規(guī)則，產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)論或定理。在數(shù)學(xué)理論中，只要有一個(gè)系統(tǒng)是自洽的、完備的，推理也是正確的，數(shù)學(xué)家們則可以認(rèn)同與現(xiàn)實(shí)世界不一樣的結(jié)果。而實(shí)證思維是以物理學(xué)為代表的一種典型思維形式，它強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證性以及與現(xiàn)實(shí)世界的一致性，有些驗(yàn)證需要很長(zhǎng)的時(shí)間，引力波就是一例。在實(shí)證思維中，人們通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，得出一些揭示客觀世界的結(jié)論，這些結(jié)論中最重要的部分都以定律的形式出現(xiàn)。

回到計(jì)算思維上，既然計(jì)算思維是計(jì)算科學(xué)的學(xué)科思維，就應(yīng)該有學(xué)科的嚴(yán)肅性，在不理解計(jì)算學(xué)科的前提下大談特談?dòng)?jì)算思維是不負(fù)責(zé)的。然而，“計(jì)算”一詞過(guò)于大眾化，人們看到“計(jì)算思維”，首先想到的是數(shù)學(xué)中的運(yùn)算，更深入一點(diǎn)會(huì)想到編程序，結(jié)合“思維”一詞還會(huì)聯(lián)想到人工智能，其實(shí)這些聯(lián)想都是曲解或片面的。因此，我有一個(gè)不成熟的想法：在學(xué)術(shù)性地討論計(jì)算思維時(shí)，學(xué)科起點(diǎn)應(yīng)該是理解圖靈機(jī)，因?yàn)閳D靈機(jī)是計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)與核心，只有這樣才能在一個(gè)共同的語(yǔ)境下討論。

周以真教授提出計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化，其中抽象在很多學(xué)科中都有，抽象具有數(shù)學(xué)屬性，自動(dòng)化則具有工程屬性，是計(jì)算學(xué)科的典型特征。我覺(jué)得計(jì)算思維經(jīng)歷的是這樣一個(gè)過(guò)程：抽象—形式化—構(gòu)造—自動(dòng)化。外部客觀世界經(jīng)歷了抽象、形式化表達(dá)、構(gòu)造以后，才能形成一個(gè)具有自動(dòng)化屬性的計(jì)算機(jī)世界。

計(jì)算思維的價(jià)值在于：首先，其對(duì)應(yīng)的計(jì)算學(xué)科的價(jià)值。當(dāng)計(jì)算學(xué)科廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)、生活中，計(jì)算思維的價(jià)值是明顯的。其次，計(jì)算思維的教育價(jià)值，這不僅要考慮計(jì)算思維對(duì)理解與應(yīng)用現(xiàn)實(shí)生活中廣泛使用計(jì)算裝置所產(chǎn)生的正向作用，還要考慮這種思維對(duì)學(xué)生發(fā)展的作用。這是一個(gè)隱性的教育價(jià)值，是一個(gè)非常值得研究的課題。

2.信息技術(shù)課程中計(jì)算思維教育的價(jià)值何在？

盧文來(lái)：經(jīng)王老師這么一解釋，計(jì)算思維的價(jià)值就更加清晰了。計(jì)算思維的教育價(jià)值，即計(jì)算思維對(duì)學(xué)生發(fā)展的作用到底是什么，應(yīng)是我們討論的重點(diǎn)。

正如您所說(shuō)，抽象在很多學(xué)科都有，屬于數(shù)學(xué)屬性，而自動(dòng)化則有工程屬性。我不知道能不能這樣理解：①這種思維教育不僅局限在信息技術(shù)課程中，其他課程也需要這種教育。②計(jì)算思維給我們帶來(lái)了一個(gè)全新的角度，或者說(shuō)是視野，來(lái)重新審視信息技術(shù)學(xué)科，從而更加重視學(xué)科所蘊(yùn)含的思想與方法。即將頒布的普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)已把“計(jì)算思維”列為課程需要培養(yǎng)的四大核心素養(yǎng)之一。由此產(chǎn)生的聯(lián)想是，學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)信息技術(shù)以及適應(yīng)信息化環(huán)境，還要理解信息技術(shù)和信息化社會(huì)系統(tǒng)；不僅要學(xué)會(huì)外在操作，還要學(xué)會(huì)抽象、分解、控制任務(wù)的實(shí)施；不僅要掌握解決問(wèn)題的步驟，還要發(fā)展交互性思維。

所以對(duì)信息技術(shù)學(xué)科而言，培養(yǎng)計(jì)算思維的價(jià)值更重要的是關(guān)于“計(jì)算”的概念，以及由此推演出的“可計(jì)算”和“自動(dòng)計(jì)算”的概念，而這些概念將被人們用于問(wèn)題求解、日常生活的管理、與他人進(jìn)行交流和互動(dòng)，以及個(gè)人的成長(zhǎng)與發(fā)展。

王榮良：如你所說(shuō)，“計(jì)算思維”成為普通高中信息技術(shù)課程的核心素養(yǎng)之一，說(shuō)明計(jì)算思維教育將在高中生中實(shí)施，這對(duì)計(jì)算思維教育整體利好。作為計(jì)算科學(xué)的學(xué)科思維，培養(yǎng)計(jì)算思維的主渠道應(yīng)滲透于計(jì)算學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)中。至于“信息技術(shù)課程中的計(jì)算思維教育”這一問(wèn)題，我認(rèn)為可以分解成兩個(gè)問(wèn)題：一是在基礎(chǔ)教育階段是否需要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，這是一個(gè)必要性問(wèn)題；二是是否能夠在信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，這是一個(gè)以什么課程載體實(shí)施計(jì)算思維教育的問(wèn)題，是一個(gè)可能性問(wèn)題。

就必要性問(wèn)題而言，計(jì)算思維應(yīng)放在基礎(chǔ)教育整個(gè)課程體系框架下來(lái)討論，而不是放在某一個(gè)課程下。從基礎(chǔ)教育面向社會(huì)需求來(lái)說(shuō)，計(jì)算科學(xué)已滲透到社會(huì)生活的方方面面，適量地了解計(jì)算科學(xué)的知識(shí)內(nèi)容是有必要的，同時(shí)培養(yǎng)相對(duì)應(yīng)的學(xué)科思維，即計(jì)算思維也是很有意義的。從目前我國(guó)基礎(chǔ)教育傳統(tǒng)的理科教育內(nèi)容來(lái)看，主要強(qiáng)調(diào)的是演繹、歸納等數(shù)學(xué)思維，也有實(shí)證類思維；相對(duì)而言，基于工程性、構(gòu)造性的思維教育比較弱。如果在基礎(chǔ)教育階段能開(kāi)展具備工程和構(gòu)造屬性的計(jì)算思維的教育活動(dòng)，那這對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展是一個(gè)很好的豐富和補(bǔ)充。至于計(jì)算學(xué)科的哪些知識(shí)內(nèi)容適合于基礎(chǔ)教育，計(jì)算思維教育更細(xì)致、更具體、可落實(shí)的價(jià)值梳理，仍然需要探索。

可能性問(wèn)題也反映了計(jì)算學(xué)科與目前中小學(xué)實(shí)際開(kāi)展的信息技術(shù)課程的關(guān)系問(wèn)題。是因?yàn)楝F(xiàn)有信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容決定了計(jì)算思維應(yīng)是課程的教育目標(biāo)，還是因?yàn)橛?jì)算思維原本就是信息技術(shù)課程的核心目標(biāo)，從而需要更改現(xiàn)有課程的教學(xué)內(nèi)容，這看上去似乎是一個(gè)先有雞還是先有蛋的問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是目前的信息技術(shù)課程自身定位不明確所造成的。開(kāi)展計(jì)算思維教育的動(dòng)力應(yīng)基于學(xué)生的發(fā)展，研究計(jì)算思維也應(yīng)以計(jì)算學(xué)科為邏輯起點(diǎn)。我始終不贊成引入計(jì)算思維教育的目的是為了信息技術(shù)課程自身的生存和發(fā)展的需要，并以此為基礎(chǔ)研究計(jì)算思維，這樣很容易使教師對(duì)計(jì)算思維的理解發(fā)生異化，從而不能真正達(dá)到計(jì)算思維教育的目的。

事實(shí)上，現(xiàn)有的信息技術(shù)課程與計(jì)算科學(xué)學(xué)科的關(guān)系是不明晰的。這既反映在提升信息素養(yǎng)的課程目標(biāo)與計(jì)算思維的邏輯關(guān)系不明晰上，也反映在現(xiàn)有信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容，特別是義務(wù)教育階段的課程教學(xué)內(nèi)容有很大的不確定性上。但是，也正是教學(xué)內(nèi)容的不確定性，給計(jì)算思維的培養(yǎng)提供了發(fā)展空間。我隱約感到，每位關(guān)注信息技術(shù)教育的人的心目中都有一個(gè)理想的信息技術(shù)課程，而這個(gè)課程與現(xiàn)實(shí)的信息技術(shù)課程并不一致?；蛟S，這正是大家希望信息技術(shù)課程改革與發(fā)展的緣由。

3.影響信息技術(shù)課程發(fā)展因素有哪些？

盧文來(lái)：太對(duì)了，就像每個(gè)人心中都有一個(gè)哈姆雷特一樣，每位教師心中可能也有一種理想的信息技術(shù)課程，或希望有非常明確的課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、課程的內(nèi)容和載體，以利于課程的有效實(shí)施，或希望有一個(gè)相對(duì)明確的課程綱要，能在理解的基礎(chǔ)上發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，相對(duì)自主地選擇內(nèi)容和載體。這可能就是信息技術(shù)課程發(fā)展中“人”的因素，或者說(shuō)是“教師”的因素。

而“變化的世界”是影響信息技術(shù)課程發(fā)展的另一個(gè)重要因素。不知不覺(jué)中，隨時(shí)隨地上網(wǎng)變成了可能；不知不覺(jué)中，每個(gè)人或多或少都融入了互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)；不知不覺(jué)中，“互聯(lián)網(wǎng)+”成為了國(guó)家戰(zhàn)略。這個(gè)“變化的世界”對(duì)信息技術(shù)學(xué)科有著極大的沖擊和挑戰(zhàn)。面對(duì)這個(gè)變化的世界，什么是信息技術(shù)課程不變的東西？無(wú)論是信息素養(yǎng)還是計(jì)算思維，無(wú)論是文化的傳承還是新技術(shù)的引領(lǐng)，其核心目標(biāo)應(yīng)該是不變的。什么是可以變的呢？?jī)?nèi)容是可變的，載體是可變的。

王榮良：你說(shuō)得很對(duì)，尋求信息技術(shù)課程變革的客觀動(dòng)力是信息技術(shù)的快速發(fā)展，但內(nèi)在動(dòng)力是信息技術(shù)課程的生存危機(jī)感，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)用價(jià)值。因此，大家都在努力追求其核心價(jià)值和穩(wěn)定的教學(xué)內(nèi)容。

以學(xué)開(kāi)車為例，行車規(guī)則相對(duì)穩(wěn)定，具體車輛還是有不同的駕駛技術(shù)細(xì)節(jié)，如自動(dòng)檔車、手動(dòng)檔車、電動(dòng)車等。不變的內(nèi)容就一定是核心的？行車規(guī)則或者交通規(guī)則是不是駕校學(xué)習(xí)的核心？對(duì)于車輛來(lái)說(shuō)，無(wú)論以油、電為動(dòng)力，還是以太陽(yáng)能為動(dòng)力，都是將能量轉(zhuǎn)為機(jī)械能，通過(guò)傳遞裝置帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，與地面產(chǎn)生摩擦力而使車輛行進(jìn)，這是車輛的最基本原理，也是不變的，是不是應(yīng)成為學(xué)習(xí)的核心？其實(shí)，要回答這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要知道我們進(jìn)駕校是為了什么?；氐叫畔⒓夹g(shù)上，工具使用的學(xué)習(xí)，肯定是變化的；信息禮儀由傳統(tǒng)禮儀支撐，基本是不變的；具體的信息技術(shù)工具構(gòu)成的原理，一部分是不變的，一部分是變化的。信息技術(shù)課程要找到核心的、不變的，關(guān)鍵是弄明白自己到底要什么。

所以討論變與不變的前提是弄清楚兩個(gè)問(wèn)題：信息技術(shù)課程是什么，以及學(xué)生要什么?，F(xiàn)代學(xué)校課程的具體科目是由學(xué)科篩選而來(lái)的，學(xué)科是知識(shí)專門化的表現(xiàn)，以學(xué)科為類屬的知識(shí)劃分直接影響學(xué)校課程的組織。例如，數(shù)學(xué)學(xué)科對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)教育的數(shù)學(xué)課程課目，依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系層次結(jié)構(gòu)、社會(huì)需求以及學(xué)生心智來(lái)決定數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容。那信息技術(shù)課程有沒(méi)有對(duì)應(yīng)的學(xué)科？是不是需要有對(duì)應(yīng)的學(xué)科？事實(shí)上，是不是存在信息技術(shù)學(xué)科，這在學(xué)界是有爭(zhēng)議的。但是不論如何，對(duì)信息技術(shù)課程對(duì)應(yīng)的學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究是有必要的，因?yàn)檫@是對(duì)課程知識(shí)體系的研究，是一項(xiàng)基礎(chǔ)研究。同樣，信息技術(shù)課程引入計(jì)算思維，需要回答信息技術(shù)課程與計(jì)算科學(xué)或計(jì)算機(jī)科學(xué)的關(guān)系，不能本著實(shí)用主義，隨意改變信息技術(shù)的范疇。

目前，教師都是基于對(duì)課程名稱的解讀產(chǎn)生對(duì)課程的不同理解，這很正常。我認(rèn)為，尋求信息技術(shù)課程變革，首先需要對(duì)課程科目所對(duì)應(yīng)的學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究。同時(shí)，也應(yīng)從基礎(chǔ)教育課程體系框架下的學(xué)生發(fā)展需求來(lái)研究學(xué)生到底需要什么，才來(lái)決定課程的內(nèi)容與名稱。

● 而今邁步從頭越——計(jì)算思維教育的實(shí)施

1.在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中是否已經(jīng)滲透計(jì)算思維？運(yùn)用了哪些載體？如何實(shí)踐？

盧文來(lái)：您說(shuō)得越來(lái)越深入了，但要對(duì)學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究，可不是一線教師的能力范疇了。最近兩三年，我們看到、聽(tīng)到了不同領(lǐng)域的專家關(guān)于計(jì)算思維的討論，隱約感到有一條嶄新的路呈現(xiàn)在眼前，它雖不是那么清晰，但確實(shí)令人心動(dòng)。一線教師可能說(shuō)不出很多大道理，但卻能有機(jī)會(huì)實(shí)踐。在實(shí)踐中，我們就會(huì)有發(fā)現(xiàn)，有思考，就會(huì)有成長(zhǎng)。

隨著周以真教授對(duì)計(jì)算思維的定義，計(jì)算思維之風(fēng)已經(jīng)吹進(jìn)中國(guó)大地，一線的教師們已開(kāi)始探索如何將計(jì)算思維應(yīng)用于中小學(xué)教育。有的在信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中的“信息編碼”“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”等單元中滲透計(jì)算思維的思想；有的借助Kodu開(kāi)展游戲教學(xué)，并在其中落實(shí)“抽象”“糾錯(cuò)”計(jì)算思維；有的借助MIT的Scratch軟件在中小學(xué)開(kāi)展實(shí)施，還進(jìn)一步外接傳感器，開(kāi)展更多計(jì)算思維的探索，強(qiáng)化“抽象”“分解”這些核心概念；有的在原有的“算法與程序設(shè)計(jì)”課程中嘗試將計(jì)算思維的“算法”“系統(tǒng)”“糾錯(cuò)”等核心概念進(jìn)一步深化；有的借助Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，體會(huì)“可計(jì)算”和“自動(dòng)計(jì)算”的計(jì)算思維特征。應(yīng)該說(shuō)，一線教師的大膽嘗試和積極實(shí)踐促進(jìn)了計(jì)算思維教育在中小學(xué)的生根發(fā)芽，為計(jì)算思維理論層面的辨析提供了更多的例證。

王榮良：確實(shí)，這幾年來(lái)，不少信息技術(shù)教師從關(guān)注人如何處理信息以及如何運(yùn)用工具處理信息轉(zhuǎn)向關(guān)注計(jì)算機(jī)如何處理數(shù)據(jù)，并且將“抽象”“分解”等概念引入到課程教學(xué)中，這已經(jīng)涉及了計(jì)算思維，為計(jì)算思維教育做了有益的探索，積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并且從中可以發(fā)現(xiàn)在計(jì)算思維教育實(shí)施中的困難，進(jìn)而總結(jié)原因，克服這些困難。當(dāng)然，這是一條在現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容中尋找計(jì)算思維的技術(shù)線路。我提出從學(xué)科角度系統(tǒng)研究計(jì)算思維，并反對(duì)以解決信息技術(shù)課程中存在的危機(jī)為目的研究計(jì)算思維，是擔(dān)心計(jì)算思維在現(xiàn)有的土壤中長(zhǎng)出的果實(shí)不是計(jì)算學(xué)科中的計(jì)算思維。

我覺(jué)得計(jì)算思維教育的本意是思維教育。這也是我針對(duì)教學(xué)實(shí)踐的另一個(gè)擔(dān)心，即把計(jì)算思維當(dāng)作知識(shí)來(lái)教授。思維教育既是計(jì)算思維教育的基礎(chǔ)，也是歸宿。從實(shí)踐研究的途徑來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)計(jì)算思維教育的實(shí)踐來(lái)探索思維教育的策略與方法，也可以用思維教育的方法來(lái)開(kāi)展計(jì)算思維教育。如果簡(jiǎn)單地把計(jì)算思維作為知識(shí)來(lái)教，那么可能的結(jié)果是，在信息技術(shù)課程中，只是增加了一些與計(jì)算機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

盧文來(lái)：我也認(rèn)同計(jì)算思維教育的本質(zhì)是思維教育，如果從布魯姆的教育分類目標(biāo)學(xué)來(lái)看，思維教育屬于高階目標(biāo)，但它無(wú)法獨(dú)立開(kāi)展，必須以知識(shí)技能為基礎(chǔ)、為抓手。就如三維目標(biāo)一般，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，“方法”這一目標(biāo)維度通常情況下都是在知識(shí)與技能的習(xí)得過(guò)程中達(dá)成的。而我認(rèn)為，“思維”目標(biāo)的達(dá)成相對(duì)于“方法”來(lái)說(shuō)又高了一個(gè)層級(jí)。例如，對(duì)于演示文稿設(shè)計(jì)中的“動(dòng)畫(huà)效果”教學(xué)，如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“學(xué)會(huì)自定義動(dòng)畫(huà)，包括進(jìn)入、退出與強(qiáng)調(diào)的具體操作”，那這個(gè)目標(biāo)側(cè)重的就是技能；如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“通過(guò)設(shè)置多個(gè)動(dòng)畫(huà)，體驗(yàn)創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)的一般方法”，那這個(gè)目標(biāo)側(cè)重的就是技能的方法；如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“通過(guò)分析一個(gè)包含復(fù)雜動(dòng)畫(huà)的PPT頁(yè)面，理解動(dòng)畫(huà)之間的時(shí)序關(guān)系”，那這個(gè)目標(biāo)側(cè)重的就是計(jì)算思維。

王榮良：嗯，有點(diǎn)復(fù)雜。首先，“方法”有兩種意思：一是計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方法，二是學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方法。針對(duì)計(jì)算思維教育的困境，我曾提出通過(guò)計(jì)算思維相關(guān)的數(shù)學(xué)方法和工程方法的學(xué)習(xí)來(lái)感悟計(jì)算思維，這里的方法是指前者，如數(shù)學(xué)方法中的形式化表達(dá)或工程方法中的分治法。就“方法”而言，可能是一般方法，也可能是具體方法，且兩者是相對(duì)的。如果分治法是一般的方法，那么二分法就是具體的方法。而對(duì)于二分法，使用循環(huán)結(jié)構(gòu)或遞歸方法實(shí)現(xiàn)是具體方法，二分法就是一般方法。

通過(guò)“方法”學(xué)習(xí)來(lái)感悟計(jì)算思維，既不是簡(jiǎn)單地知道分治法是什么意思（因?yàn)椴皇侵R(shí)學(xué)習(xí)），也不是機(jī)械地實(shí)現(xiàn)二分算法（因?yàn)椴皇羌寄軐W(xué)習(xí)），而是在這些方法的學(xué)習(xí)過(guò)程中促進(jìn)學(xué)習(xí)者的一系列思考。思考什么？應(yīng)是計(jì)算思維在不同的學(xué)習(xí)階段，會(huì)有不同的目標(biāo)要求，這有待梳理。如何思考或者如何促進(jìn)思考則是學(xué)習(xí)方法，即剛才所說(shuō)的“方法”的第二種意思，這需要實(shí)踐探索。思想實(shí)驗(yàn)就是一種促進(jìn)思考的學(xué)習(xí)方法。

2.在計(jì)算思維教育的實(shí)踐過(guò)程中已經(jīng)存在或者將會(huì)存在哪些困難？

盧文來(lái)：我覺(jué)得越繞越復(fù)雜了。我想，這可能就是一線教師和教授之間進(jìn)行對(duì)話的必然結(jié)果。因?yàn)榻淌谒伎嫉膶蛹?jí)比較高，一定要對(duì)概念做明確的辨析，而一線教師則希望以最簡(jiǎn)單、有效、直接的方法在教學(xué)中落實(shí)。這可能就是計(jì)算思維教育在實(shí)踐過(guò)程中遇到的困難之一吧。所以我的感受是，任何一種理論或者理念的實(shí)踐，最終要靠一線教師在課堂教學(xué)中扎根落地，這其中必然會(huì)存在一些困難。

首先，對(duì)理念的理解，如計(jì)算思維。一線教師提出的問(wèn)題可能是：計(jì)算思維的歷史起點(diǎn)在哪里？計(jì)算思維的關(guān)鍵內(nèi)容是什么？計(jì)算思維與程序設(shè)計(jì)、算法有什么關(guān)系？計(jì)算思維對(duì)中小學(xué)信息科技學(xué)科定位有什么重大影響？

其次，如何將理念轉(zhuǎn)化成細(xì)化的課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)？哪些載體可以支撐計(jì)算思維教學(xué)？教師們感覺(jué)在理論和實(shí)踐之間存在非常巨大的鴻溝。專家們擅長(zhǎng)理論研究，卻并不那么接地氣（笑）；一線教師有實(shí)踐，但缺乏理論引領(lǐng)，或者自己對(duì)理論的理解和專家不一樣，會(huì)感到無(wú)所適從。同時(shí)會(huì)覺(jué)得，新的理念似乎層出不窮，自己怎么能跟得上？

最后，支撐計(jì)算思維教育的資源從何而來(lái)？專家資源、教師資源，還是課程資源？其中最重要的可能是教師資源，或者如何能夠支持到一線教師，使他們有一定的計(jì)算思維理念、課程設(shè)計(jì)能力。

王榮良：我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)談到了不少困難，你剛才羅列的三個(gè)方面，也基本概括了目前計(jì)算思維落地基礎(chǔ)教育所存在的困難。我再補(bǔ)充幾點(diǎn)：為不同年齡的學(xué)習(xí)者進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)反映計(jì)算思維的課程內(nèi)容體系，這是目前教師最希望明確的；隨著計(jì)算思維教育的開(kāi)展，如何評(píng)價(jià)計(jì)算思維教學(xué)達(dá)成度的評(píng)價(jià)方法也會(huì)是即將面臨的困難；如何讓教師從知識(shí)教育轉(zhuǎn)向思維教育，可能不只是計(jì)算思維教育，將是更廣泛的教育領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題。

3.實(shí)施計(jì)算思維教育有哪些可能的路徑與方法？

盧文來(lái)：王教授，既然理論和實(shí)際脫節(jié)是個(gè)老問(wèn)題了，我想從這里出發(fā)談幾點(diǎn)看法：

第一，能不能讓專家和一線教師對(duì)話，就像你我一樣（笑），你跟我說(shuō)說(shuō)基本理論，我跟你講講基礎(chǔ)教學(xué)，當(dāng)然不是這樣一對(duì)一，也不是這樣文字來(lái)往，而是一種Workshop的形式或者以課題為抓手，面對(duì)面解決一些實(shí)際的問(wèn)題?？梢允俏艺?qǐng)你來(lái)聽(tīng)聽(tīng)課，看看在一節(jié)課或者一個(gè)單元中你是如何看待計(jì)算思維培養(yǎng)的、我們之間的差異在哪里等，可以是你協(xié)助我一起設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算思維的課程單元或者課程體系。

第二，借助區(qū)域的力量，依靠教研員的力量，組織區(qū)內(nèi)的信息技術(shù)教師，就計(jì)算思維的某些重要概念開(kāi)展專題研討。當(dāng)然，為了避免脫節(jié)，每次專題研討必須要涉及高位的計(jì)算思維概念、中位的基于計(jì)算思維的課程框架，以及具體落地的教學(xué)實(shí)踐。

第三，雜志牽頭，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，請(qǐng)王教授您這樣的專家開(kāi)設(shè)微課，為一線教師普及計(jì)算思維的理論知識(shí)。

王榮良：從目前的基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀來(lái)看，以程序設(shè)計(jì)為載體來(lái)開(kāi)展計(jì)算思維教育應(yīng)該是一個(gè)比較好的途徑。盡管計(jì)算思維教育并不是只體現(xiàn)在程序設(shè)計(jì)上，但相對(duì)而言，編程學(xué)習(xí)需要的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)比較少，起點(diǎn)低，對(duì)于中小學(xué)生來(lái)說(shuō)容易接受，這是原因之一。原因之二，程序設(shè)計(jì)是一個(gè)作品創(chuàng)作的過(guò)程，目標(biāo)達(dá)成度明確，學(xué)生會(huì)有成就感。原因之三，在中小學(xué)開(kāi)展編程學(xué)習(xí)有基礎(chǔ)，且目前也有比較多的人機(jī)交互友好的編程平臺(tái)可供選擇。

最近，我在中小學(xué)校聽(tīng)了一些具有計(jì)算思維教學(xué)目標(biāo)的程序設(shè)計(jì)課，總的感覺(jué)存在兩方面的問(wèn)題：一方面，教師對(duì)計(jì)算思維的理解還不夠，導(dǎo)致缺乏相關(guān)的意識(shí)。以課后教研討論為例，大部分教師在傳統(tǒng)思維慣性引導(dǎo)下關(guān)注的重點(diǎn)還是知識(shí)點(diǎn)的傳授問(wèn)題。另一方面，教師缺少相應(yīng)的教學(xué)方法，尤其是缺少教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題設(shè)計(jì)，缺少能促進(jìn)學(xué)生思考的方法。以算法學(xué)習(xí)為例，教師的教學(xué)目標(biāo)是明確的，就是盡快地讓學(xué)生掌握算法，但缺少讓學(xué)生進(jìn)一步思考算法形成背后的思想以及算法表達(dá)的美感的沖動(dòng)。

程序設(shè)計(jì)具有明顯的工程屬性，所以有很多的規(guī)定以知識(shí)的形式要求學(xué)生掌握。學(xué)習(xí)要求與平臺(tái)的選擇應(yīng)該盡可能規(guī)避這些細(xì)節(jié)的規(guī)定，以消除學(xué)生思考的阻礙，或者從教學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)一些規(guī)定的必要性進(jìn)行研究和篩選。以流程圖為例，流程圖原本是思維表達(dá)與可視化的工具，如果規(guī)定過(guò)多，則會(huì)抑制學(xué)生的思考。所以我一直不贊同一些教師做出的類似于“流程線箭頭方向不能從下往上”的規(guī)定。

盧老師對(duì)如何改善計(jì)算思維教育環(huán)境、提升教師的計(jì)算思維意識(shí)和認(rèn)識(shí)提出了很好的建議。希望貴刊能為廣大教師提供交流的平臺(tái)，也為我提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。最后謝謝盧老師，也謝謝本刊“對(duì)話”欄目。

對(duì)話印象

想起自己曾經(jīng)讀過(guò)的一本書(shū)——《上海市中小學(xué)信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》，那是2004年，可能就是從這本書(shū)開(kāi)始，我開(kāi)始有了課程觀，厚厚的一本解讀讓我和團(tuán)隊(duì)對(duì)幾千字的《信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》有了較為透徹的理解；也就是從那時(shí)起，我和團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了校本化課程的實(shí)施，開(kāi)始了課題的探索，從先前的信息素養(yǎng)到后來(lái)的計(jì)算思維。而這本書(shū)的編者正是王榮良教授。

未曾想到，去年我和王教授竟然有了一面之緣，紐帶也是計(jì)算思維。一名普通的一線教師能夠和一位研究計(jì)算思維的專家面對(duì)面聊天，有點(diǎn)惴惴，也有點(diǎn)激動(dòng)。同坐的還有幾位業(yè)內(nèi)專家和對(duì)計(jì)算思維感興趣的同仁。初次見(jiàn)面，感覺(jué)王教授有學(xué)者風(fēng)范，冷靜而低調(diào)，話并不多，更多的時(shí)候是在聆聽(tīng)和思考，但每每發(fā)表的想法和觀點(diǎn)總能給我一個(gè)嶄新的視角，令我心生敬佩，自然也有些許敬畏。

更未曾想到，我們還有機(jī)會(huì)開(kāi)展進(jìn)一步對(duì)話。真的要感謝《中國(guó)信息技術(shù)教育》雜志，感謝劉向永老師，讓我有機(jī)會(huì)藉由“對(duì)話”欄目向王教授進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

王教授說(shuō)，他自己是一個(gè)從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)視角關(guān)注信息技術(shù)課程的探索者。在對(duì)話的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)王教授對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科理解深入且核心穩(wěn)定，也發(fā)現(xiàn)王教授思維縝密，善用類比、比喻，能把問(wèn)題如抽絲剝繭般一一澄清，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)王教授隨和、親切與幽默。他不僅是一位探索者，更是一位思考者和引領(lǐng)者。

有幸，能和王教授進(jìn)行這么一場(chǎng)對(duì)話。

——盧文來(lái)