为程序设计专家,而是希望学生具备信息技术学科的思维方式,正确理解计算机和人与社会的关系。随着数字化社会的不断推进,各类电子产品在日常生活中逐渐普及,小到手机,大到各种生产设备,计算思维已经成为人们理解问题、分析
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问题、解决问题必须的思维方式。对于信息技术课程而言,计算思维就像人们阅读、写字、做算法一样,是信息技术学科最基础、最适用、不可缺少的基础思维方式。
(三)计算思维是信息技术课程改革的助推剂
从国内外的研究现状可以看出,在国外的信息技术课程改革过程中,英国以培养计算思维为主,美国倾向于多元化目标。在国内,张丽霞等研究了基于数字化生存能力的信息技术课程目标的重构,计算思维作为面向信息技术课程的学科思维,可以让学生从一个多元化的视角,用信息技术学科思维方式理解信息世界,解决目前信息技术课程发展所面临的学生学习积极性不足等突出问题,从而进一步推动信息技术课程的改革与重构。
二、高中信息技术课程蕴含的计算思维分析
美国计算机科学技术教师协会认为,计算思维教育应当存在于每个学校的每堂课程教学中。对于高中信息技术课程而言,能够充分挖掘出各个模块内容中所蕴含的计算思维,是有效实施计算思维教育的关键和前提。下面,分别从计算思维概念框架和计算思维操作性定义两个视角分析高中信息技术课程蕴含的计算思维。
(一)基于“伟大的计算原理”的计算思维概念框架视角
1计算
在基于“伟大的计算原理”的计算思维概念层次中,计算(Computatio
)处于核心层(第一层次)。计算是执行算法的过程,从一个包含算法本身的初始状态开始,输入数据,然后经过一系列中间级状态,直到达到最终也即目标状态。24课程标准中所包含的必修模块“信息技术基础”课程主题二“信息的加工表达”和选修模块“算法与程序设计”课程能很好地体现计算的思想和方法,下面通过案例加以说明。
(1)汉诺塔(Ha
oi)问题
汉诺塔(又称河内塔)问题是指有三根柱子,其中一根柱子上按大小顺序放着64片圆盘。要求把圆盘按大小顺序移动到另一根柱子上。规则要求小圆盘上不能放大圆盘,一次只能移动一个圆盘。
汉诺塔问题,是通过递归与非递归方法来对圆盘进行移动的,蕴含递归关系,所以采用递归算法往往比较自然、简单、易于理解。汉诺塔问题计算量很大,当圆盘数为
时,需要移动2
1次,所以,假设圆盘数很多,那么即使是用一台功能超强的计算机来解决它,也需要很多年。鉴于r