浅谈中学生计算思维能力的培养

文/广州市铁一中学 胡童欣

随着移动智能信息化时代的到来，智能终端设备作为重要的学习工具，对于学生的学习和发展起到重要作用。中学生能够熟练使用Android应用程序，更应该思考和学习如何设计和开发Android应用程序。目前，中学生已经具备了认识问题、思考问题、解决问题的能力，为了进一步培养学生的计算思维能力，提高学生对于移动技术的认识，本研究选择可视化的App Inventor工具进行Android应用开发，在实践操作中培养学生的计算思维能力，培养学生移动智能时代的技术素养。

一、计算思维的概述

（一）计算思维的概念

周以真教授作为计算思维的创始者认为： “计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类行为；计算思维的本质是抽象 （abstraction）和自动化 （automation）。如同所有人都具备是非判断、文字读写和进行算术一样，计算思维也是一种本质的、所有人都具备的思维能力。”根据周教授明确的计算思维的概念，我们决定将计算思维能力引入中学信息技术第二课堂，作为已具备辨是非、文字读写、进行算术和思维能力的中学生，同样能够很好的掌握计算思维，帮助他们在学习的过程中认识问题、求解问题，在学习的过程中，充分挖掘出学生们的潜能。

（二）计算思维和中学信息技术

在中学信息技术的第二课堂，我们常常在思考，如何让中学生将信息技术和日常学习与生活中的激发的创新性问题与想法相结合，让学生体验技术创新的价值？若能将学习到的一种方法，一种问题的解决方式，以及如何将计算思维融合到信息技术第二课堂中去，从而培养追求创新的精神，发展创新的能力。构筑计算思维和中学信息技术“高架桥”,使中学生能在某种体验中学习和掌握计算思维。

二、Android App Inventor的简介

App Inventor原是Google实验室 （Google Lab）的一个子计划，由一群Google工程师和勇于挑战的Google使用者共同参与设计完成。Google App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，抛弃复杂的程式代码而使用积木式的堆叠法来完成Android程式。简单易于理解，符合中学生的思维深度和学习习惯，能够通过一定的指导实现中学生自己开发一款 Android应用程序，让学生体会到自身能力的发展和计算思维。

三、Android App Inventor的课程设计培养计算思维

Android App Inventor的程序开发对中学生来说是利大于弊，但是对于真正实施至有所成效还需要指定好详细的教学计划，整体规划第二课堂的课程内容。App Inventor是广州市信息技术教研室重点推荐的一款适合中学生Android的程序开发的计划。

为了落实到中学生的第二课堂，我们将培训教材分为三大部分。第一部分是快速入门，这一部分主要讲述如何使用App Inventor开发环境的搭建，采取的和信息技术教研室培训一致的在线版开发环境搭建；如何下载并安装App Inventor；讲述开发的基本界面、三大作业模块 （Designer、Blocks Editor、Emulator）的主要作用、基础操作方法。第二部分是App Inventor项目经典案例的学习，此部分将设计日常生活与学习的经典案例作为示范讲解，目的是为了引发中学生们的学习兴趣，此时，重点是将计算思维引入，引导学生在经典案例发掘程序开发的作用，是从日常生活中发现问题，认识问题从而解决问题，在解决问题的时候，通过App Inventor的功能组件，转化成Android程序解决问题。第三部分是拓展与提高部分，这个部分是安排这与数学密切相关的主题，只是在项目的实现中难度偏高，综合性比较强，因为涉及到数学与信息技术的相结合，在借助不同的指令模块组合去实现项目需求的过程中，学生们不用完全根据已有的项目实现过程来组合模块，条条大路通罗马，只要能最终实现项目的需求，学生可以自己思考解决问题，这部分复杂度，及与别的学科的结合度，促使教师在教学中能更好地培养学生的计算思维、激发学生的创新能力。

当学生完成每一个经典项目的制作后，教师会根据学生的完成情况给予评价和分析，同时学生也需要反思自己的作品和经典作品的完成情况中有哪些创新的地方，是否用了更加简洁的事件模块拼接就完成了同样的功能，是否在项目界面的设计中有自己的创新等。

运用App Inventor开发基于Android应用程序培养中学生的计算思维能力，从中学生抓起，这种思维能力有助于他们在未来的学习和生活中学会认识问题，解决问题，更好地成为一个问题的解决者，在遇到挑战的时候，沉着冷静明辨是非。在完成一个个进阶项目的时候，学生们普遍都会有成就感，而这种成就感恰恰就是激发下一次的创新潜能最好的催化剂。从小培养计算思维，秉承创新精神的他们，在追求梦想的路上，不会畏惧问题的存在，敢于迎接挑战。