面向未来的核心素养：从运算能力到计算思维

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面向未来的核心素养：从运算能力到计算思维

作者：吴洁莹徐章韬

来源：《湖南教育·A版》2017年第05期

随着数学的广泛应用、计算机技术和现代通讯技术的快速发展，社会对人们思维水平的要求也越来越高。思维是人类认识世界的框架，思维是在能力培养的过程中形成的，从能力上升到思维，是数学课程的应有之义。实验、计算、推理成了人们认识世界的三种基本方式。随着信息化时代的到来，发展计算思维显得越发重要，六大数学核心素养中的运算能力与计算思维也密切相关。运算是构成数学抽象的基本要素，是演绎推理的基本形式，是得到数学结果的重要手段，故运算能力是学生学会数学的基础。而计算思维是科学思维的一部分，对推动人类文明进步有着重要的作用。在教育上，要顺应时代发展趋势，充分发挥这种思维方式的育人作用。其实，学生在小学、初中和高中已经陆续接触过计算思维这一概念，只是对计算思维具体是什么还比较模糊。在大学计算机基础课中，计算思维才上升到一个比较严格、系统的层次。从运算能力的培养到计算思维的形成，就是要实现思维方式的根本变革，由计算引出推理，能从计算的角度思考问题，以更好地适应未来社会发展的要求。

运算能力与计算思维

1.运算能力

运算能力是基本而重要的能力。《普通高中数学课程标准》（征求意见稿）指出：数学运算是指在明晰运算对象的基础上，依据运算法则解决数学问题的素养。运算过程主要包括：理解对象———掌握法则———探究思路———选择方法———设计程序———求得结果等。数学运算是数学活动的基本形式，也是演绎推理的一种形式，是得到数学结果的重要手段。《义务教育数学课程标准》（2011年版）指出：“运算能力主要是指能够根据法则和运算律正确地进行运算的能力。培养运算能力有助于学生理解运算的算理，寻求合理简洁的运算途径解决问题。”数学课程的学习要求学生能进一步发展数学运算能力，以运算为载体促进学生数学思维的发展，形成程序化思考问题的品质。数学运算能力是集计算和推理于一体的能力，当计算能力得到提高之后，推理能力也就自然而然能得到提升。

2.计算思维

数学运算是计算机解决问题的基础。人的运算能力和计算思维可以在计算机上得到实现，可以在人工智能、机器学习、智能自动化等方向上得到印证。从计算能力到计算思维的跨跃，是时代发展的必然。计算思维就是基于可计算的手段，以定量化的方式进行的思维过程。计算思维与众多学科有着密切的联系。它是概念化的，不是程序化的；是一种根本技能，不是刻板的技能；是人的一种思维方法，不是计算机的思维；它源于数学思维。计算思维可把一个困难