关于计算思维的冷思考及探讨

摘  要 对计算思维的定义及相关问题进行探讨。计算思维是信息技术领域一个新的关键词，在《普通高中信息技术课程标准（2017版）》中把计算思维称为信息技术学科核心素养四大核心要素之一。

关键词 计算思维;程序设计思想;信息技术;核心素养;信息素养

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）21-0091-03

1 前言

计算思维是信息技术领域一个新的关键词。在《普通高中信息技术课程标准（2017版）》（以下简称《标准》）中对信息技术学科核心素养的定义为：“学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。它们是高中学生在接受信息技术教育过程中逐步形成的信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合表现。四个核心要素互相支持，互相渗透，共同促进学生信息素养的提升。”[1]可见，计算思维是信息技术学科核心素养四大核心要素之一。本文对计算思维的定义及相关问题进行探讨，试指出其中的存在问题，具体问题分析如下。

2 计算思维概念的科学性分析

计算思维的提出，最早可追溯到美国麻省理工学院（MIT）的西蒙·帕佩特（Seymour Papert）教授，后经美国卡内基·梅隆大学周以真教授的系统阐述和推广，计算思维走上快速发展的轨道。现在对计算思维概念的科学性进行分析。

1）将Computational Thinking翻译为计算思维恰当吗？2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美国计算机权威杂志，ACM会刊Communications of the ACM上给出计算思维（Computational Thinking，CT）的定义：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[2]。由此可见，中文的计算思维其实是英语Computational Thin-

king的翻译，这样的翻译恰当吗？

先看看其中关键的词汇Computational的中文翻译。运用Casio电子词典查Computational一词，《牛津高阶英汉双解》（第8版）词典显示的词义为“使用计算机的，与计算机有关的”。可见，在《牛津高阶英汉双解》（第8版）中，这个词的词义都与使用计算机有关，并没有脱离计算机的“计算的”这样的词义。查《英汉大词典》（第二版），结果为“计算的，计算机的”。综合多种英语词典可见，Computational是一个多义词，共有“使用计算机的”“与计算机有关的”“计算的”“计算机的”等词义，因此，与Computational各种词义相匹配的Computational Thinking可以翻译为计算机思维和计算思维等，究竟哪种翻译的方法比较恰当，就必须看看这个概念的定义所指向的具体内容。从定义中可以看到，这是“运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”，因此，这种思维其实都是与计算机相关的，在充分考虑Computational

Thinking原概念内涵的情况下，将其翻译为计算思维似有不妥，而将其翻译为计算机思维似乎更加准确。

2）原中文计算思维的词义与Computational Thinking原定义井水不犯河水，根本无法找到互通的契合点。先来看看“计算”的词义：“计算，①[动]运用数学方法根据已知数把未知数求出来：～成本|～产量。②[动]打算;筹划：咱们先～一下，看看这件事做后会产生什么后果。③[动]算计;暗中谋划害人：遇事要多考虑考虑，免得被别人～。”[3]因此，从词义上讲，计算思维就是运用数学方法根据已知数求解未知数的思维过程，隶属于数学王国。

由此可见，原中文计算思维的词义与Computational Thinking原定义毫不相干，但通过翻译家的创意翻译，为这两个本来互不相干的概念架上一座联通的桥梁，使计算思维插上了计算机腾飞的翅膀，遨游在信息技术广阔的天地中。所以，将Computational Thinking翻译为计算思维，有曲解原计算思维词义的嫌疑。

3）计算思维的本质上是什么？先来看看部分近期出版的计算思维方面的书籍。《计算思维：计算学科导论》（唐培和、徐奕奕著，电子工业出版社，2015年4月）、《计算思维的结构》（董荣胜著，人民邮电出版社，2017年7月）等，从目录可以看到，这些书籍本质上都是介绍关于计算机算法方面的知识，类似于程序设计思想方法的书籍，如《程序设计基础：思想与方法》（普通高等教育“十二五”应用型本科规划教材·计算机系列，冯俊编著，中国人民大学出版社，2014年8月）和《程序设计基础》（第4版）（清华大学计算机系列教材，吴文虎、徐明星、邬晓鈞著，清华大学出版社，2017年2月）等。因此，计算思维相关的课程本质上就是程序设计思想方法或程序设计基础类的课程，这是在国内高等学校计算机专业早已开设的课程，所谓计算思维课程从其课程的结构与内容来看，其实并未超越这一范畴。

由此可见，将Computational Thinking翻译为计算思维其实并不恰当，翻译为计算机思维才更加准确，这与程序设计思想的内涵基本一致。

3 计算思维的定义分析

《标准》中对计算思维的定义为：“计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案;总结利用计算机问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。”[1]在这个定义中，“计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”是计算思维的核心内涵。然而，笔者认为，在普通高中学生中提出以上计算思维的概念，执行起来有难度，主要存在三个问题。

1）学生对计算思维的理解可能出现偏差。如果从字面去理解，高中学生可能将计算思维简单地等同于数学中的计算思维，这是容易产生的错误的理解方法。显然，这种理解方法与现行计算思维的定义有较大偏差。

2）现行高中学生要从严格的定义上去理解计算思维有一定的难度。在计算思维的定义中，有个关键的概念“计算机科学领域”，这是一个专业性较强且内涵较为丰富的概念。计算机科学领域（Areas of computer science）包括理论和应用计算机科学二大领域，其中理论计算机科学的分支有计算理论，信息和编码理论，算法和数据结构，程序语言理论，形式方法，并发、平行和分布系统，数据库和信息恢复[4]。对于高中学生来说，以上计算机科学领域定义的各个方面，多数可能都是比较陌生的，要理解其中的内涵恐怕难上加难。因此，高中学生要理解建立在这个定义之上的计算思维的定义会有一定的难度。

3）学生难以达到计算思维的要求。作为信息技术学科核心素养四大核心要素之一的计算思维，这个定义切合学生实际吗？学生能达到计算思维的要求吗？在计算思维的定义中，“计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”，要达到这一定义的要求，前提条件是学生必须学习计算思维相关课程，具备计算思维相关的能力。而根据目前高中必修课程的内容，笔者认为，高中学生通过信息技术课程的学习，都难以达到计算思维定义所要求的深度和广度，也就难以达到这个要求。而对于大学计算机专业学习了计算思维相关课程之后，提出要求学生具备计算思维能力，比较切合学生的实际。

4 《标准》的要求必须切合学生实际，概念必须准确

既然课程标准是国家课程的基本纲领性文件，那么《标准》中的概念就必须准确，所提出的要求必须切合学生实际，学生能理解并融会贯通，这样的《标准》实施时才有现实意义。由以上分析可以看到，将Computational Thinking翻译为计算思维似有不妥，然而这种翻译流传至今已有十多年时间，人们却没有对这一翻译提出质疑。显然，《标准》制定者是通过参考文献引用了这一概念的，因此，这一概念翻译错误的责任不在《标准》的制定者。但作为《标准》的制定者，是这一领域的专家，有义务保证《标准》中所使用的每一个概念的科学性，所以在制定《标准》时必须对《标准》中所采用的每一个概念的名称以及内涵进行深入分析，确保其准确性和科学性。

另一方面，计算思维的要求不切合学生的实际，因此在学科核心素养中融入计算思维作为其四大核心素养之一，有待商榷。

5 在《标准》中用程序设计思想代替现行的计算思维，更切合学生实际

根据以上分析，在信息技术学科核心素养中提出计算思维不切合高中学生的实际，笔者认为用程序设计思想代替计算思维，学生更好理解，更切合实际。

通俗一点儿讲，程序设计思想就是运用计算机语言编写程序解决现实问题的思想方法。通常情况下，要做一项程序设计工作，必须经过分析需求（对现实的问题进行深入分析，弄清楚其中各种相关量之间的关系）→设计算法（通过对现实问题的分析，理清解决问题的思路，規划好实现程序的主要步骤及算法）→编写和调试程序（根据上一个步骤的分析，编写程序完成以上程序设计工作）等三个步骤。对于高中学生来说，通过信息技术课程的学习，具有程序设计思想，并从课程的学习中体验到程序设计思想在解决现实问题时的重要作用，有助于提高计算机应用能力，对提高综合素质以及今后人生的发展，都具有极为深刻的现实意义。因此，笔者建议用程序设计思想代替现行的计算思维，更切合学生实际。

6 结语

综上所述，将Computational Thinking翻译为计算思维并不恰当，而翻译为计算机思维，则与程序设计思想比较接近。因此，虽然计算思维有崭新的外表，但其核心的内容其实并不新颖，本质上就是程序设计思想。对目前的高中学生来说，提出计算思维的理念不切合学生的实际，而使用程序设计思想代替现行的计算思维，更切合学生的实际。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]中国高等教育学会，冯俊.程序设计基础：思想与方法[M].北京：中国人民大学出版社，2014.

[3]《当代汉语词典》编委会.当代汉语词典[M].北京：中华书局，2009.

[4]计算机科学领域[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%A7%91%E5%AD%A6%E9%A2%86%E5%9F%9F/12650606？fr=Aladdin.作者：江育奇，深圳市宝安区教育信息中心，高级教师，研究方向为教育信息技术（518101）。