本文是一篇计算机论文，本研究所实践策略在实践过程中始终以学生为主体，教师只是作为学生学习过程中的引导者，计算思维理念体现在整个教学过程中。
1绪论
1.1 研究背景
1.1.1 发展学生核心素养是当今信息社会对人才培养的要求
信息化是当今最具代表性的时代标签，信息时代是人们对当今社会的标志性定义。人工智能、大数据等信息化词汇是当今炙手可热的字眼。
当今世界的竞争局势已经不仅是在浅层生产力水平层面，其重心已经逐渐开始转向深层次人才的竞争。人才培养是社会发展的前提，信息化能力成为了信息化社会新型人才的重要能力。为紧跟信息化时代步伐，培养信息化时代新型人才，我国于2013年启动了普通高中课程修订工作。此次修订工作坚持反映时代要求的基本原则。以先进教育思想和教育理念为根基，以学生为中心，关注学生个性化、多样化发展，大力发展学生的核心素养[1]。
计算思维是信息技术学科核心素养之一，如今国内中小学信息技术教育已经基本达到全面普及的状态，国家对于国际信息化背景下的教育尤为重视，信息化已经成为当今社会发展的前端助推力量。2013年我国启动了普通高中课程修订工作。为便于更好地进行信息化新型人才培养，顺承时代发展需求，课程中所含的思想性、科学性、时代性体现正是计算思维能力之所在。计算思维能力培养就是对学生创造、抽象、独立思维等能力的培养。其体现了修订工作中贴近学生思想、学习、生活实际，促进学生自主学习，满足时代发展需求的原则。修订工作为与时代同步而进行，计算思维能力是修订工作中诸多具体细则的准确体现。所以，计算思维能力培养是信息社会发展的必备能力。针对具体个体来讲，计算思维能力对于个体的终身学习与进步，个体思维能力和生活方式等方面都有着重大意义，是不可替代的重要能力。计算思维已经成为科技探索与技能创新的重要支撑力量，是培养学生问题解决、组织实施、逻辑与思维能力的载体之一，更是21世纪自主发展的核心素养之一。
1.2问题的提出
目前，国内外学校的计算机课程都在不断进行改革，从基础教育阶段到高等教育，改革的重点内容就是学生创新思维、计算思维等高阶思维能力的培养。中小学阶段为落实计算思维能力的培养引进了一系列可视化编程工具，以此来探索计算思维能力培养的有效方法。但是迄今为止还没有稳定、成熟的策略。没有稳固的核心价值与内容[2]。由于信息技术的发展和教育的普及，近年来计算思维能力的培养越来越受到重视，考虑到当今社会对计算思维的重视程度和教育事业的不断发展，社会发展和学生个人发展对教育提出了更高的要求，传统的信息技术教育模式已经无法满足其发展需要。
如今中国的信息技术教育主要还是现有软件和工具的运用、完成日常生活中的信息浏览、加工与表达，对学生创造能力和实际解决问题能力的培养没有探索出很好的培养策略[4]。尽管近年来计算思维相关文献的发文量呈现较快的增长趋势，研究的维度也在逐渐拓宽；但目前仍以探索性研究和描述性研究居多，解释性研究数量还很少。相关研究的范围很广，但深度不够，这说明国内对计算思维的研究还处在资料积累的初级阶段；计算思维能力培养的策略研究者也有很多，但是各持己见，都没有确定的策略[9]。
在实际教学过程中，教师大多倾向于实际操作技能的讲授，忽视学生的思维能力培养。这就导致学生对问题的理解往往仅停留于问题表面，缺少对事物本质的深入探究。无法成形计算思维方法解决问题的思维与能力。
综上，本研究主要探讨的问题有以下几点：
第一，计算思维能力包括哪些能力。 第二，计算思维能力在数据与计算课程中如何培养的问题。 第三，探索计算思维能力培养的新策略能否提高学生解决实际问题的能力和对问题本质的理解能力。弥补计算思维能力培养策略的不足。
2文献综述
2.1概念界定
2.1.1信息技术学科核心素养
2017年版高中信息技术新课程标准中对学科核心素养是这样定义的：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，学生通过学科学习，逐步形成正确的价值观念、品格和能力；信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任共同组成了高中信息技术学科核心素养，它们是高中学生在接收信息技术教育过程中逐步形成的，信息技术课程中对应传统三维目标的集中体现[1]。四要素之间互相渗透，互相支持，共同促进学生信息素养的提升。
2.1.2计算思维
思维是人脑对客观事物间接的、概括的反映。其具有概括性和间接性两大特性[4]。
思维被认为是人类的“常识”，是在做决定或解决问题、理解生活时发生的心理活动。思维会受外界和内心环境的影响。阿尔弗雷德·比奈认为思维是由知识、记忆、知觉等不同元素组成的。可以通过训练得到提高。费舍尔认为计算思维知识来源于哲学和心理学。俄罗斯心理学家维果茨基认为思维是在社会语境和文化环境的影响下通过与他人的互动而发展起来的。麦格雷戈指出思考和学习有着密切的关系[6]。
高中信息技术新课标认为思维是个体内心的一种心理认知历程[15]，在这个历程中，个体抽象化所认知事件过程，推理判断事件性质，最终获得新知识。
2017年高中信息技术新课程标准中这样定义计算思维：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[1]。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；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其它问题解决中[1]。
2.2理论基础
2.2.1计算理论
计算理论主要包括算法、算法学、计算复杂性理论、可计算性理论、自动机理论和形式语言理论等。作为计算机科学的理论基础，计算理论已经广泛应用于科学的各个领域，本研究汲取计算理论中对于计算可行性分析以及建模和算法设计等相关内容进行策略设计[8][15][66]。问题解决的过程中，涉及到问题的分解，解决问题整体思路的设计和模型的构建，问题如何进行分解，分解成怎样的形式，整体方案的规划都是计算理论的表现。
2.2.2思维理论
计算思维是一种高阶思维。学习遵从思维培养的思想理论与规律是计算思维培养理论基础中不可缺少的，包括思维的概念、结构以及教学策略等思维多维度的关注。
斯腾伯格认为思维分为分析性实用性和创造性三类，针对此，又提出了讲授型、问答型、对话型三种教学策略[7]。进而采用了一个四步模型，即对问题的熟悉、解决组内问题、解决组间问题，以及个人解决问题[7]。
思维理论对本研究的启示：对于计算思维的培养要因材施教，符合学生的思维和认知水平及发展规律，遵循以学生为主体的教学理念，实现学生的主动发展，提高学生在实践的过程中解决实际问题的能力[8]。
3计算思维能力培养策略设计 ................................... 26
3.1“数据与计算”课程分析 .......................................... 26
3.1.1“数据与计算”模块特征分析 .............................. 26
3.1.2“数据与计算”模块目标分析 ............................... 27
4计算思维能力培养策略的实践应用 ............................ 30
4.1研究准备阶段 ...................................... 30
4.1.1高中信息技术课程实施现状调查 ............................. 30
4.1.2研究环境 ............................................. 30
5计算思维能力培养策略应用效果分析与思考 ........................... 73
5.1学生成绩分析 ........................................ 73
5.2计算思维能力评价结果分析 ................................. 74
5计算思维能力培养策略应用效果分析与思考
5.1学生成绩分析
将学生作品成绩（10分制）录入EXCEL整理后，运用SPSS软件进行配对T检验，结果如下表所示：
6研究总结与反思
6.1研究总结
本文主要针对计算思维能力的培养问题进行了理论和实践两方面的研究。笔者深入学习、分析计算思维能力及其培养的相关研究。包括计算思维的概念与含义，计算思维能力的要素、计算思维能力的培养现状、策略方法等。对诸多权威学者的相关研究进行了深入学习探索。分析了“数据与计算”课程中计算思维能力培养的目标、内容、评价等。加以对实践学校和研究对象的实际调查，构建了计算思维能力培养策略，并进行实践。研究结论如下：
（1）计算思维能力培养策略对学生计算思维能力培养与提高有实际效果
在“数据与计算”教学中运用所构建的计算思维能力培养策略，按照问题分解、抽象、算法设计、算法优化的问题解决过程进行教学与实践，计算思维理念渗透在教学全过程中。实践过后，通过对课堂量表和学生访谈方面的数据进行分析，显示出学生计算思维的四方面能力均有所提升。得出结论可知运用所实践策略有利于培养学生计算思维能力。
（2）本研究中所实践策略为计算思维能力培养相关策略的研究提供新借鉴
本研究所实践策略在实践过程中始终以学生为主体，教师只是作为学生学习过程中的引导者，计算思维理念体现在整个教学过程中。学生面对真实的问题情境，运用计算思维方法分析、解决问题。在感知问题解决的具体过程中，逐步培养计算思维，渐强运用计算思维方法解决问题的意识和能力。运用该策略进行教学符合学生能力培养和课程发展需求。具备实用、高效的特点。为今后计算思维能力培养策略的相关研究提供一定参考。
参考文献（略）