好学习、求向上 | 计算思维培养的六大步骤，了解一下？

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计算思维（Computational Thinking）作为人类认识世界和改造世界的三大科学思维之一，它不是计算机科学家的专属能力，而应该与“读、写、算”能力一样成为每个人最基本的思维方式。我国于2018年发布的《普通高中信息技术课程标准》也正式将计算思维列为信息技术学科的核心素养之一。

那么，教师如何培养学生的计算思维呢？

为了帮助世界各地的一线教育工作者解决计算思维培养的难题，国际教育技术协会（ISTE）和计算机科学教师协会（CSTA）联合发布了《Operational Definition of Computational Thinking for K-12》报告，该报告提出了计算思维的操作性定义。这个定义将计算思维界定为问题解决的过程，它包括（但不局限于）以下六个步骤：

下面我们通过一个教学案例来了解如何在课堂中运用这六个步骤吧！

教学案例

在教师的引导下，学生通过计算思维操作性定义的六个步骤，独立设计出算法方案更准确快捷地解决数学枚举问题，并将其迁移到更广泛的问题中。

01

确定问题

Q：小明同学不小心弄脏了记事本，上面记录的6位电脑密码有两个数字受到损坏看不清了，请你想办法帮助小明找回密码吧！

02

符合逻辑地组织和分析数据

已知丢失的数字是0~9这10个数字中的一个，因此两个数字分别有10种可能，因此小明的电脑密码共有10X10=100种可能。此问题是枚举问题，那么我们需要列出这100种可能的密码才能找到正确密码。

03

通过抽象方法来呈现数据

应抓住问题的核心进行抽象，排除不必要的细节。由于这两位数字是不确定的，我们可以引用变量来代替数字：设第一位数字为a，第二位数字为b，因此密码为356ab0。

04

制定出自动化的解决方案

梳理问题解决步骤：①先确定第一位数字；②再依次列出第二位数字；③循环步骤①、②直到找到正确密码。

画出检验密码的流程图：

（PS：如果问题复杂，应先将大问题分解成几个小问题）

05

选择最有效的解决方案

学生A的解决方案：

学生B的解决方案：

学生C的解决方案：

10位同学合作，每个人的a值分别选定为0~9中的一个，然后各自输入并检测10种可能的密码就能找到正确的密码。

06

推广迁移问题解决方案

用该方案去解决相似的问题Q2：母鸡每只5元，公鸡每只3元，小鸡1元3只。农夫现用100元买100只鸡，请你帮他算算有多少种购买方案。

计算思维包括编程但绝不仅仅是编程，它的核心是程序化的问题解决（Formalized problem solving）。在课堂教学中，教师不应拘泥于这六个步骤，引导学生梳理思路并形成程序化的解决方案，在问题解决中培养计算思维。

虽然程序化的解决方案更多地应用于数、理、化等学科，但它在其他学科也可以得到有效的应用，如利用思维导图来写作文、列出历史事件时间轴、画出细胞分裂过程图、学习发电机的原理等等。

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