信息素养与计算思维

钟诚　杨珍

摘 要 随着信息技术的蓬勃发展，如何加强信息素养的培养则是当今院校所面临的巨大问题，传统的教育方式已经不能满足现实的需要。计算思维概念的提出为传统信息素养教育打开了新局面。本文在详细理解信息素养和计算思维的基础上，指出了计算思维对信息素养能力培养的作用。

关键词 信息素养 计算思维 思维训练

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）03-0074-02

一、信息素养

信息素养（Information Literacy， IL）的概念自1974年提出以来，经历了近40年的发展，其应用较广的定义是美国图书馆协会在1989年提出的“信息素养是人们能够充分认识到何时需要信息，并有能力去获取、评价和有效利用所需要信息的能力。”信息素养水平的高低，决定着学生使用知识的终身学习能力以及生产新知识的创新能力的高低。各国纷纷将信息素养从战略高度纳入到教育体系，人们开始关注提升公众信息素养的方式和途径。

国内外对信息素养教育都进行了大量的理论和实践研究。通过图书馆开设文献检索课程培训学生分析、获取信息的知识和技能，开办相关领域的专题讲座强化信息意识，信息素养教师采用全程跟踪或部分介入的方式将信息素养教育的内容嵌入到专业课程的教学当中，培养学生运用信息技能，解决专项问题的能力。多年来的尝试取得了一定的效果，但也暴露了许多问题。

现有的信息素养教育多是重技术培训，轻思维训练。过多的强调一种或几种信息技能的学习，而忽略了计算机科学的思维方式的训练。学生只会沿用现成的技术手段去解决已存在的问题，而对于不曾见过的未知情况却一筹莫展，缺乏科技创新的能力。一劳永逸的学习是不存在的，在校期间不可能将所有要用到的知识都学会，单纯的知识讲解对学生终生学习能力的培养毫无用处。我们需要一种能从宏观角度上、从本质上改变这一现象的方法。而这时，计算思维概念的提出，为信息素养教育打开了新的局面。

二、计算思维

计算思维是以抽象和自动化为特征的思维方式，它有助于人们提取问题中的关键信息以及这些信息的变换，并将它们形式化的表达出来，使之成为能够利用计算机处理的形式。美国卡内基·梅隆大学的周以真（Jeannette M. Wing）教授提出并给出了计算思维的定义。她认为计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统以及理解人类行为等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。为了更好地理解计算思维的涵义，周教授给出了更加详细的描述。

计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看起来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。计算思维是一种递归思维，它并行处理，把代码译成数据，又把数据译成代码。计算思维采用了抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是关注的分离。计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维。它称堵塞为“死锁”，称约定为“界面”。计算思维利用启发式推理来寻求解答，即不确定情况下的规划、学习和调度。它就是搜索、搜索、再搜索，结果是一系列的网页、一个赢得游戏的策略或者一个反例。计算思维利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡。

计算思维为科学研究的不断深入打开了创新之门，计算方法和模型使我们能够从新的视角去分解问题，寻找策略，解决在计算时代之前不敢尝试的问题。John Pople将计算机应用于化学研究，从而使理论和实验能共同探索分子体系的各种性质，并因此获得了诺贝尔奖。华罗庚和王元将数论思想与计算机模拟相结合，解决了用纯数学的逻辑推导方法无法解决的高维数值积分问题。吴文俊将数学机械化思想与计算机方法相结合，取得了包括“吴示性类”“吴示嵌类”在内的一系列国际领先成果，并已应用于国际上当前流行的符号计算软件方面。计算思维对建筑、医学、哲学、物理等各个领域都产生了深远的影响。这些成果无不表明，无论从事何种领域的工作和研究，计算思维都应是每个人必须具备的基本技能。

如何在教学中培养计算思维能力也引起了广泛的关注。ACM在对CS2001进行中期审查的报告中，将周以真教授的“计算机思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，并明确要求该课程讲授计算机思维的本质。

在国内，许多学者也展开了对计算思维能力培养的理论与实践研究。牟琴、谭良结合探究教学模式的特点构建基于计算思维的探究教学模型；李芳、李一媛、杨兵具体阐述了计算思维在数字图像处理课程中的应用；常亮、徐周波、古天龙、董荣胜等对计算思维在离散数学的课堂教学中的应用做了相关的探讨。

三、计算思维对培养信息素养能力的作用

计算思维是从学科思维的角度，强调对思维方式的训练，在面对问题时，能像计算机科学家一样去思维，抽象出问题的本质，使问题变得计算机可解，也就是可以自动化的执行。而信息素养强调的是获取、吸收信息的信息意识，运用信息知识、技术、工具解决问题的能力，最终目的仍然是利用计算机实现问题求解、过程模拟或系统设计等。二者在本质上是统一的。

计算思维的培养必须构建在计算能力培养的基础之上，没有能力基础而空谈思维培养，就如同镜花水月，空中楼阁，自古其本乱而末治者，未之有也。当然只谈能力而不论思维，只能是对知识的批量复制，对知识的主动学习和重新构建毫无用处。在平时的课程授课当中，或多或少都会涉及到计算思维相关的一些概念和方法，例如，讲解算法时所提到的递归、分解、嵌入等；讲解操作系统时所提到的调度、优化等。但并没有将计算思维单独摘取出来加以强调，并进一步去清晰明确的重点培养。

思维方式是不受学科限制的，任何学科都可以使用计算思维的系列方法去指导问题的解决。以计算机学科为中心的多学科的交叉和融合是发展的趋势。信息素养教育同样不是仅仅只对计算机专业学生的要求，是各专业学生都应该具备的能力。将信息素养的内容嵌入到专业课程的讲授当中是行之有效的方式方法，与计算思维所强调的学科交叉都是跨学科的表现。

将计算思维引入到教学当中，在能力培养的基础之上对思维进行培养，是信息素养教育的新机遇。正确的思维方式的建立对学生的信息素养能力的培养有事半功倍的作用。计算思维与信息素养是一种依次递进互为依托的关系。计算思维的深入可以使我们从学科思维的角度重新审视信息素养教育的内容和教育方式。

参考文献：

[1]张晓娟，张寒露，范玉珊.高校信息素养教育的基本模式及国内外实践研究[J].大学图书馆学报，2012，（02）：95-101.

[2] 牟琴，谭良.基于计算思维的探究教学模式研究[J].中国远程教育2010，（11）：40-45.

[3]李芳，李一媛，杨兵.计算思维在《图像处理》课程中的实践及应用[J].计算机科学，2008，（35）.

（责任编辑 曾 卉）