職業(yè)教育中學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)方案探析

□張兆芹 陳守芳 賈維辰 楊 烜

職業(yè)教育中學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)方案探析

□張兆芹 陳守芳 賈維辰 楊 烜

計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案是學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的總體設(shè)計(jì)方案，是職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算能力培養(yǎng)工作的藍(lán)圖和總體規(guī)劃。論文根據(jù)職業(yè)教育中學(xué)生計(jì)算思維能力的echo認(rèn)知模型，從中提煉總結(jié)了職業(yè)學(xué)校學(xué)生必須具備的問(wèn)題約簡(jiǎn)能力、抽象推理能力、規(guī)律發(fā)現(xiàn)能力、問(wèn)題優(yōu)化能力、方案評(píng)價(jià)能力、并行處理能力、系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)七個(gè)方面的計(jì)算思維能力要求，然后編制了針對(duì)職業(yè)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查，根據(jù)職業(yè)教育學(xué)生計(jì)算思維能力調(diào)查的結(jié)果分析，提出了職業(yè)教育學(xué)生計(jì)算思維能力的具體培養(yǎng)方案，并針對(duì)職業(yè)教育構(gòu)建起一整套適應(yīng)當(dāng)前中國(guó)職業(yè)教育發(fā)展和學(xué)生發(fā)展的計(jì)算思維能力培養(yǎng)體系。

職業(yè)教育；計(jì)算思維能力；培養(yǎng)方案；評(píng)價(jià)體系

一、背景及現(xiàn)狀

我們?cè)谑崂砺殬I(yè)教育中計(jì)算思維能力的文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，在職業(yè)教育領(lǐng)域中，還沒有計(jì)算思維能力相關(guān)培訓(xùn)課程的構(gòu)建和培養(yǎng)方案的相關(guān)文獻(xiàn)研究。為了有針對(duì)性地構(gòu)建職業(yè)教育領(lǐng)域計(jì)算思維能力的課程體系、培養(yǎng)方案和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將計(jì)算思維劃分為認(rèn)知意識(shí)、方法、能力三個(gè)維度并進(jìn)行具體分析后，結(jié)合對(duì)已有文獻(xiàn)中有關(guān)計(jì)算思維學(xué)習(xí)模型的認(rèn)識(shí)，從以信息加工觀點(diǎn)研究計(jì)算思維過(guò)程提出計(jì)算思維echo認(rèn)知模型。在計(jì)算思維echo認(rèn)知模型指導(dǎo)下我們?cè)趶V東省職業(yè)教育領(lǐng)域中開展了計(jì)算思維能力的問(wèn)卷調(diào)查研究。調(diào)查的結(jié)果反映如下：

（一）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀

作為計(jì)算思維的重要載體和基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況決定了其對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)方面，職業(yè)學(xué)校學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的掌握要優(yōu)于軟件。在硬件方面主要存在對(duì)計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成了解不夠的問(wèn)題；在軟件方面學(xué)生主要在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示、軟件運(yùn)行機(jī)制方面比較薄弱。職業(yè)教育學(xué)生對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)態(tài)度是開放的，他們聽說(shuō)過(guò)計(jì)算思維，能夠列舉一些計(jì)算思維的方法，在實(shí)際的生活和學(xué)習(xí)中運(yùn)用過(guò)一些簡(jiǎn)單的計(jì)算思維解決問(wèn)題，他們大多認(rèn)為計(jì)算思維是一種重要的思想方式。但學(xué)生同樣表示學(xué)校對(duì)計(jì)算思維的相關(guān)訓(xùn)練欠缺，希望能夠通過(guò)培養(yǎng)計(jì)算思維能力改善現(xiàn)在的學(xué)習(xí)狀況，并期望通過(guò)計(jì)算思維的訓(xùn)練，幫助解決其從業(yè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。該部分調(diào)查一方面反映了目前計(jì)算思維在職業(yè)教育中受學(xué)生歡迎、認(rèn)可度較強(qiáng)；另一方面，也在一定程度上反應(yīng)出職業(yè)教育對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的欠缺，同時(shí)這也讓我們意識(shí)到職業(yè)學(xué)校學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)刻不容緩。

（二）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力現(xiàn)狀

在對(duì)七類職業(yè)教育中學(xué)生計(jì)算思維能力情況進(jìn)行調(diào)查總結(jié)后，我們發(fā)現(xiàn)職業(yè)學(xué)校學(xué)生存在一個(gè)共性問(wèn)題：學(xué)生對(duì)復(fù)雜的、抽象的或邏輯性較強(qiáng)的問(wèn)題以及解決方案的解讀、判斷、決策普遍失誤率較高。這說(shuō)明我們的職業(yè)教育在對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)方面存在欠缺，同時(shí)職業(yè)學(xué)校在教學(xué)中缺乏對(duì)真實(shí)情境的構(gòu)建。

綜合以上兩個(gè)方面，我們發(fā)現(xiàn)目前在職業(yè)教育中，學(xué)生對(duì)于計(jì)算思維已經(jīng)有一定程度認(rèn)識(shí)，同時(shí)計(jì)算思維的一些思維方式也正在逐步影響職業(yè)教育，但是職業(yè)教育對(duì)于計(jì)算思維的培養(yǎng)仍處于滯后。針對(duì)這種情況，我們認(rèn)為有必要提出建立職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案，通過(guò)構(gòu)建職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系，從根本上提高職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力。

（三）培養(yǎng)方案的制定思路

根據(jù)以往文獻(xiàn)對(duì)計(jì)算思維能力的解讀進(jìn)行文本梳理，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量法和聚類分析的方法對(duì)計(jì)算思維文獻(xiàn)作了熱點(diǎn)分析，從而提出職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維echo認(rèn)知模型，即E（Explain）：學(xué)習(xí)者通過(guò)計(jì)算思維方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解讀；C（Cognize）：學(xué)習(xí)者接收到環(huán)境中的問(wèn)題后能主動(dòng)、有意識(shí)的運(yùn)用計(jì)算思維方法考慮；H（Handle）：學(xué)習(xí)者根據(jù)之前對(duì)問(wèn)題的解讀以及選擇的相應(yīng)計(jì)算思維方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理；O（Option）：學(xué)習(xí)者選擇合適的計(jì)算思維方法。在模型的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了問(wèn)卷的三個(gè)維度并制定相應(yīng)的調(diào)查問(wèn)卷，根據(jù)問(wèn)卷中關(guān)于職業(yè)教育學(xué)生計(jì)算思維的現(xiàn)狀結(jié)果分析，提出職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)目標(biāo)，分級(jí)分層培育、階梯性評(píng)價(jià)，以及制定相應(yīng)培訓(xùn)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)。在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容方面可涉及關(guān)于計(jì)算思維培育的相關(guān)課程和針對(duì)性的案例來(lái)提高學(xué)生計(jì)算思維能力。具體思路如圖1所示。

圖1 制定計(jì)算思維培養(yǎng)方案思路

二、職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案

（一）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)

職業(yè)教育中學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)具體內(nèi)涵為：①加強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握，尤其是計(jì)算機(jī)軟件方面的知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)硬軟件都熟練掌握的復(fù)合型人才；②熟悉計(jì)算思維解決問(wèn)題的各種方法，能在不同問(wèn)題情境中選擇最合適的方法處理解決問(wèn)題；③對(duì)比“中?！焙汀按髮！眱蓚€(gè)學(xué)段分階層對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維能力進(jìn)行培養(yǎng)，使各個(gè)學(xué)段的人才在各自將來(lái)的崗位上，能結(jié)合所具備的計(jì)算思維能力解決實(shí)際問(wèn)題。

（二）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培訓(xùn)方法

依托職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)課程群，構(gòu)建職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案。在職業(yè)學(xué)校中，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群一般由 “計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”、“程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”等若干課程組成，同時(shí)配備一些計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)操課程如 “家具CAD”、“美術(shù)造型”、“平面設(shè)計(jì)”等。我們認(rèn)為在培養(yǎng)方案的構(gòu)建中需要將計(jì)算思維的七大能力與職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)課程群相結(jié)合，采用任務(wù)導(dǎo)向的方式培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力。

教師可設(shè)定某個(gè)任務(wù)，如將貨品如何碼放在一個(gè)有限空間，根據(jù)企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)規(guī)范，對(duì)任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行解讀，并通過(guò)小規(guī)模問(wèn)題進(jìn)行案例演示和示范，進(jìn)行步驟設(shè)計(jì)和規(guī)劃，接著進(jìn)行行動(dòng)演練，最后對(duì)任務(wù)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生以小組為單位，由老師指引設(shè)計(jì)基于工作過(guò)程的典型任務(wù)項(xiàng)目，根據(jù)不同階段的不同任務(wù)，分別對(duì)任務(wù)規(guī)劃、執(zhí)行力、調(diào)整、完成等階段進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式可以通過(guò)教師評(píng)價(jià)、小組互評(píng)、隊(duì)員自評(píng)的方式，客觀檢測(cè)實(shí)際的任務(wù)完成效果。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)任務(wù)完成過(guò)程可以進(jìn)行多次回顧，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行討論和優(yōu)化，發(fā)揮出任務(wù)導(dǎo)向培養(yǎng)方式的最大能動(dòng)效應(yīng)，培養(yǎng)職教學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象，以及通過(guò)多種方法解決問(wèn)題的計(jì)算思維能力。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，通過(guò)“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課題，完成對(duì)計(jì)算科學(xué)、計(jì)算思維、研究方向、主要特征以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的介紹和講解任務(wù)，讓學(xué)生初步構(gòu)建起對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)知，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)律發(fā)現(xiàn)能力和系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)；在“程序設(shè)計(jì)”、“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”以及計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)操課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，采用任務(wù)導(dǎo)向方式，讓學(xué)生在完成一個(gè)個(gè)小的項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)到知識(shí)，通過(guò)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的效率提高能力、問(wèn)題描述能力、方案評(píng)價(jià)能力、問(wèn)題優(yōu)化能力和問(wèn)題約簡(jiǎn)能力。在案例課程中可以效仿“師徒制”的方法，將當(dāng)前的各種職業(yè)進(jìn)行抱團(tuán)分類，類似職業(yè)放在一起做一個(gè)完整的模塊，各項(xiàng)菜單選項(xiàng)都設(shè)計(jì)好放在實(shí)操平臺(tái)上，將這個(gè)崗位的一系列操作方法運(yùn)用思維導(dǎo)圖事先編好放在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，職校學(xué)生在進(jìn)行本門課程的學(xué)習(xí)時(shí)就可以參照思維導(dǎo)圖的提示來(lái)實(shí)現(xiàn)各崗位的具體操作技能的學(xué)習(xí)。

三、職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)體系

（一）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)

在構(gòu)建職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案的同時(shí)，我們還需要建立與培養(yǎng)方案相配套的計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)體系，將計(jì)算思維的每一個(gè)能力點(diǎn)進(jìn)行量化。實(shí)踐中對(duì)各類人才職業(yè)能力評(píng)價(jià)的方法很多，大致分為筆試、專家面試、群眾測(cè)評(píng)、心理測(cè)試、情境模擬測(cè)試、仿真系統(tǒng)測(cè)評(píng)、人工智能專家測(cè)評(píng)系統(tǒng)、真實(shí)工作場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)及其它。針對(duì)職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力的評(píng)價(jià)應(yīng)充分考慮所選評(píng)價(jià)手段的時(shí)效性、可行性及可操作性，在決定采用某種評(píng)價(jià)手段時(shí)應(yīng)考慮該方法的信度、效度及實(shí)施的難易程度。因職業(yè)學(xué)校設(shè)置的專業(yè)繁多，不同專業(yè)對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位活動(dòng)對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的要求存在差異，若采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法將不能有效地考查學(xué)生的職業(yè)能力。

針對(duì)當(dāng)前各職業(yè)學(xué)校對(duì)學(xué)生職業(yè)能力評(píng)價(jià)采用游戲過(guò)關(guān)與真實(shí)情景任務(wù)測(cè)試的評(píng)價(jià)形式。根據(jù)之前對(duì)廣東省職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力情況的調(diào)研，我們認(rèn)為職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)應(yīng)在真實(shí)或模擬真實(shí)的情境中進(jìn)行。將不同的計(jì)算思維能力以游戲形式展現(xiàn)，學(xué)習(xí)者通過(guò)不同難度的過(guò)關(guān)訓(xùn)練，逐步提交某項(xiàng)計(jì)算思維能力的提升。在游戲的過(guò)程中，將各個(gè)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)融入真實(shí)的游戲情境中以實(shí)際任務(wù)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)計(jì)算思維能力各項(xiàng)指標(biāo)的掌握情況；同時(shí)，也可進(jìn)一步進(jìn)行真實(shí)情景下的任務(wù)設(shè)置，通過(guò)任務(wù)測(cè)試的結(jié)果評(píng)價(jià)學(xué)生獲取信息、處理信息、分析與解決問(wèn)題、技術(shù)創(chuàng)新等方面的能力。多種評(píng)價(jià)方法的綜合運(yùn)用可以最大化的發(fā)揮各評(píng)價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)，減少單一評(píng)價(jià)方法存在的不足。

每個(gè)指標(biāo)包含低段（理解）、中段（掌握）、高段（熟練運(yùn)用）三個(gè)等級(jí)。低段（理解）等級(jí)為最低等，要求學(xué)生對(duì)相應(yīng)能力指標(biāo)的基本定義有最低程度的了解，在培訓(xùn)方面主要以講授為主；中段（掌握）等級(jí)，要求學(xué)生能夠在模擬情境中完成相應(yīng)的推理、判斷、決策，在培訓(xùn)方面主要以模擬仿真項(xiàng)目練習(xí)為主；高段（熟練運(yùn)用）等級(jí)為最高等，要求學(xué)生能夠在實(shí)際的項(xiàng)目操作和日常生活中完成相應(yīng)的推理、判斷、決策。

指標(biāo)體系包括問(wèn)題描述能力、問(wèn)題約簡(jiǎn)能力、規(guī)律發(fā)現(xiàn)能力、問(wèn)題優(yōu)化能力、效率提高能力、方案評(píng)價(jià)能力和系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)。評(píng)價(jià)的根本目的在于促進(jìn)發(fā)展。因此，職業(yè)學(xué)校計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)要突出對(duì)職業(yè)學(xué)校學(xué)生的形成性評(píng)價(jià)。對(duì)計(jì)算思維能力的形成性評(píng)價(jià)，即對(duì)問(wèn)題約簡(jiǎn)能力、抽象推理能力、規(guī)律發(fā)現(xiàn)能力、問(wèn)題優(yōu)化能力、方案評(píng)價(jià)能力、并行處理能力、系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)七個(gè)方面的形成性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)主體多元化，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)以及教師對(duì)學(xué)生的激勵(lì)性評(píng)價(jià)的綜合運(yùn)用。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立應(yīng)基于學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，從意識(shí)緯度、方法緯度和能力緯度三方面進(jìn)行構(gòu)建。

意識(shí)維度是進(jìn)行計(jì)算思維認(rèn)知的先決條件，學(xué)生要想通過(guò)計(jì)算思維認(rèn)知和處理信息應(yīng)該要有一定的計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本知識(shí)，要主動(dòng)、有意識(shí)的使用計(jì)算思維、了解計(jì)算原理。方法維度是學(xué)生在有了關(guān)于計(jì)算思維的相關(guān)認(rèn)識(shí)后，如何選擇合適的方法成了問(wèn)題的關(guān)鍵之所在。我們根據(jù)周義真教授對(duì)計(jì)算思維的定義將計(jì)算思維的方法如規(guī)約、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)、系統(tǒng)恢復(fù)、啟發(fā)式、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、調(diào)度、折中、優(yōu)化等，從職業(yè)教育中方法能力的角度，對(duì)這些概念進(jìn)行分類，將其大致分為七種方法能力，如表1所示，方法能力由易到難的排序?yàn)椋簡(jiǎn)栴}約簡(jiǎn)，問(wèn)題優(yōu)化，效率提高，方案評(píng)價(jià)，系統(tǒng)保護(hù)，規(guī)律發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題描述。

表1 計(jì)算思維方法能力分類

下面，我們逐一論述這些概念在行業(yè)能力培訓(xùn)中的應(yīng)用。

問(wèn)題約簡(jiǎn)：指的是如何將問(wèn)題化簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)化、分解成一個(gè)子問(wèn)題集合，這些子問(wèn)題的解可以直接求解，從而解決了原始問(wèn)題。通過(guò)問(wèn)題約簡(jiǎn)可以把問(wèn)題的實(shí)例變得更容易求解，這種“變”包括把問(wèn)題變成同樣問(wèn)題的一個(gè)更簡(jiǎn)單或更方便的實(shí)例，或是將問(wèn)題變成同樣實(shí)例的不同表現(xiàn)，或是變成另一個(gè)問(wèn)題的實(shí)例，這種問(wèn)題的解是已知的。例如在倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中，為了提高查找物品的速度，需要將物品分類按序存放，在排序好的物品中查找是非常高效的。這種分類按序存放物品的思想，就是將查找問(wèn)題轉(zhuǎn)化為排序問(wèn)題和在排序后的結(jié)果中快速查找的問(wèn)題。又例如，假設(shè)我們要把某個(gè)房間里的所有家具都搬出去。這個(gè)問(wèn)題可被分解為一個(gè)較小問(wèn)題的集合，其中每個(gè)子問(wèn)題只包括把一件家具移出該房間。每一個(gè)家具的搬移問(wèn)題是已經(jīng)解決的，但是多個(gè)家具之間存在的依賴關(guān)系，會(huì)使整個(gè)搬家具問(wèn)題變得復(fù)雜。例如，茶幾在沙發(fā)前面，在搬動(dòng)沙發(fā)之前要先把茶幾搬走，小的家具要先搬走，大家具最后搬動(dòng)。要解決這種復(fù)雜問(wèn)題可解，問(wèn)題約簡(jiǎn)能力就是這樣一種方法，能夠允許我們應(yīng)用我們已經(jīng)研究過(guò)的技術(shù)對(duì)每個(gè)子問(wèn)題分別求解，然后考慮這些子問(wèn)題間可能出現(xiàn)的互相依賴關(guān)系，并對(duì)它們加以適當(dāng)處理[1]。

問(wèn)題優(yōu)化：?jiǎn)栴}優(yōu)化指的是在目前已有的條件下，如何以最小的代價(jià)求解問(wèn)題。在實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中，問(wèn)題優(yōu)化無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在，在各個(gè)行業(yè)的具體實(shí)踐中，我們都要經(jīng)常遇到各種各樣的優(yōu)化問(wèn)題。例如在現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)中，電子商務(wù)每天產(chǎn)生大量物流，對(duì)物流配送業(yè)務(wù)提出了更高的要求，這類業(yè)務(wù)除了倉(cāng)儲(chǔ)、代發(fā)貨、物流配送，還包括了配送跟蹤、終端消費(fèi)者退貨投訴處理等業(yè)務(wù)。其中高效的配送方案、低成本的配送選擇等都是倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)需要解決的優(yōu)化問(wèn)題。問(wèn)題優(yōu)化還指通過(guò)方法得到要求問(wèn)題的更優(yōu)解。常用的方法包括啟發(fā)式、規(guī)劃、折中、優(yōu)化等。啟發(fā)式指人在解決問(wèn)題時(shí)所采取的一種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行發(fā)現(xiàn)的方法。其特點(diǎn)是在解決問(wèn)題時(shí)，利用過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，選擇已經(jīng)行之有效的方法，而不是系統(tǒng)地、以確定的步驟去尋求答案；規(guī)劃是針對(duì)問(wèn)題的目標(biāo)，制定的比較全面長(zhǎng)遠(yuǎn)的實(shí)施計(jì)劃，是對(duì)系統(tǒng)整體性、長(zhǎng)期性、基本性問(wèn)題的思考和考量，設(shè)計(jì)系統(tǒng)整套行動(dòng)的方案；折中是在多個(gè)因素影響問(wèn)題求解時(shí)，可以犧牲某些指標(biāo)的性能，以提高另一些指標(biāo)的性能。

規(guī)律發(fā)現(xiàn)：主要指學(xué)習(xí)能力，即通過(guò)閱讀、聽講、研究、觀察、實(shí)踐等獲得知識(shí)或技能的過(guò)程，是一種使個(gè)體可以得到持續(xù)變化（知識(shí)和技能，方法與過(guò)程，情感與價(jià)值的改善和升華）的行為方式。目前，職教學(xué)習(xí)者的崗位的遷移能力和不同崗位的適應(yīng)能力及可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)能力都相對(duì)較弱[2]，有必要強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)能力在職業(yè)教育培養(yǎng)的眾多能力中的重要作用，規(guī)律發(fā)現(xiàn)能力的培養(yǎng)是使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)在崗位中發(fā)揮作用的重要手段。

方案評(píng)價(jià)：方案評(píng)價(jià)能力的表現(xiàn)是仿真能力，即利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過(guò)程，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在職教教育中主要為輔助教學(xué)與訓(xùn)練和輔助生產(chǎn)與運(yùn)行的模擬，在仿真的過(guò)程中，可以對(duì)能力訓(xùn)練的情況進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、記錄和評(píng)判。例如在汽車駕駛培訓(xùn)中，學(xué)生通常在一個(gè)虛擬駕駛室里，就可以掌握足夠的駕駛技能。

效率提高：并行方法及任務(wù)調(diào)度是提高解決問(wèn)題效率的有效手段。并行是指多個(gè)任務(wù)同時(shí)實(shí)行或?qū)嵤诓⑿械倪^(guò)程中，調(diào)度是需要考慮的一個(gè)問(wèn)題，即在資源有限的情況下，當(dāng)要同時(shí)執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)都要使用這些資源時(shí)，必須按照一定的原則選擇任務(wù)來(lái)占用資源。例如，生產(chǎn)線上多個(gè)工序的流水作業(yè)，就是提高效率的并行方法。

系統(tǒng)保護(hù)：在完成任務(wù)的過(guò)程中，要考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性。其中容錯(cuò)、糾錯(cuò)、系統(tǒng)恢復(fù)是常用的手段，冗余是通過(guò)重復(fù)配置系統(tǒng)的一些部件，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余配置的部件介入并承擔(dān)故障部件的工作，由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間；容錯(cuò)是指容忍故障，當(dāng)故障一旦發(fā)生時(shí)能夠自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)并使系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行；糾錯(cuò)是指當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，能自動(dòng)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行修正；系統(tǒng)恢復(fù)是在不需要重新操作，也不會(huì)破壞現(xiàn)有數(shù)據(jù)的前提下使系統(tǒng)回到正常工作狀態(tài)。例如，企業(yè)生產(chǎn)中的備用電源、原材料庫(kù)存、產(chǎn)品庫(kù)存都是一種系統(tǒng)保護(hù)的思想。又例如在電梯維修行業(yè)，機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)包括制動(dòng)器、超速保護(hù)裝置、限速器和安全鉗、緩沖器、極限開關(guān)、起超速保護(hù)、沖頂和撞底保護(hù)、轎廂位置異常保護(hù)等作用，這些都是容錯(cuò)、糾錯(cuò)、系統(tǒng)恢復(fù)思想在行業(yè)中的應(yīng)用。

表2 計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)指標(biāo)

問(wèn)題描述：?jiǎn)栴}描述的主要手段是進(jìn)行問(wèn)題抽象，即把一個(gè)問(wèn)題或模型，以不同規(guī)則或方法所得出的不同的解，這些不同的解可以組合并還原成問(wèn)題或模型的本身。抽象的意義是可以忽略求解過(guò)程中不是必需的解。問(wèn)題描述是一種高級(jí)能力，該能力可以幫助從業(yè)者集中在關(guān)注的主要問(wèn)題上，降低問(wèn)題的細(xì)枝末節(jié)對(duì)主要問(wèn)題的影響。例如，在生產(chǎn)調(diào)度崗位，完整的生成調(diào)度包含多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)又包含許多生產(chǎn)細(xì)節(jié)，調(diào)度問(wèn)題首先要提煉出主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，明確這些環(huán)節(jié)之間的協(xié)作關(guān)系、連續(xù)關(guān)系，對(duì)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行整體的描述。這個(gè)過(guò)程中如果過(guò)多考慮生產(chǎn)細(xì)節(jié)，就會(huì)影響對(duì)整體問(wèn)題的綜合考慮。

計(jì)算思維評(píng)價(jià)的另一個(gè)維度就是能力維度，能力維度作為個(gè)體解決問(wèn)題的一種能力，要在一定的情景中對(duì)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的計(jì)算思維能力包括理論能力和計(jì)算活動(dòng)技能兩種，理論能力中的主要計(jì)算活動(dòng)有形式化、推理、證明和結(jié)果分析，計(jì)算活動(dòng)技能又包括計(jì)算操作技能和計(jì)算心智技能。

（二）職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容

根據(jù)以上分析，我們提出職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的初步建議（見表2）。我們建議將計(jì)算思維劃分為意識(shí)緯度、方法緯度、能力維度，其中方法緯度包含規(guī)律發(fā)現(xiàn)等七大能力17個(gè)指標(biāo)，較好地涵蓋和整合了職業(yè)學(xué)校學(xué)生日常生活和學(xué)習(xí)時(shí)所需要具備的計(jì)算思維能力，能夠?yàn)樾袠I(yè)計(jì)算思維能力標(biāo)準(zhǔn)的建立提供參考。

四、小結(jié)

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)方案是學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要組成部分，本文根據(jù)職業(yè)院校學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，從意識(shí)層面、方法層面、能力層面構(gòu)建計(jì)算思維echo認(rèn)知模型，在該模型的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)問(wèn)卷并對(duì)廣東省職業(yè)院校的學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查。通過(guò)對(duì)調(diào)查結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，職業(yè)院校的學(xué)生對(duì)計(jì)算思維的認(rèn)識(shí)態(tài)度是開放的，但普遍反映在平時(shí)的學(xué)習(xí)中很少有對(duì)這一思維能力的專門培養(yǎng)；在調(diào)查結(jié)果分析中還顯示，職校學(xué)生在問(wèn)題優(yōu)化和問(wèn)題約簡(jiǎn)等計(jì)算思維能力方面的訓(xùn)練欠缺。因此制定針對(duì)不同學(xué)段的職業(yè)院校學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)方案顯得尤為重要。本文根據(jù)職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)的三個(gè)目標(biāo)，通過(guò)職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)課程群構(gòu)建和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面的培訓(xùn)方法，構(gòu)建職業(yè)學(xué)校學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及闡述其具體內(nèi)容，以期為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力提供理論指導(dǎo)。

[1]http://netclass.csu.edu.cn/jpkc2003/rengongzhineng/rengongzhineng/kejian/AI/Ai/chapter6/61_1.htm.

[2]張黎寧.職業(yè)教育要教給學(xué)生持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)能力[N].中國(guó)教育報(bào)，2009-10-23（04）.

[3]林健.工程師的分類與工程人才培養(yǎng)[J].清華大學(xué)教育研究，2010（1）:51-60.

[4]戴裕崴，章建新.項(xiàng)目導(dǎo)向的高職專業(yè)人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)[J].職業(yè)技術(shù)教育，2009（2）：30-31.

[5]李賢政.國(guó)家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)基礎(chǔ)實(shí)證分析與對(duì)策研究[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008（25）：21-25.

[6]劉洪一，等.中國(guó)高等職業(yè)教育改革與發(fā)展研究[M].北京:高等教育出版社，2008.

[7]普林林，董興.論應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的建構(gòu)[J].教育與職業(yè)，2007（3）：26-29.

[8]白坤海.基于“人才培養(yǎng)全過(guò)程課程化”設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案的探索[J].職教論壇，2010（27）：51-54.

[9]李賢政.高職院校人才培養(yǎng)方案核心要素的思考與分析[J].中國(guó)高教研究，2010（2）：77-78.

張兆芹（1963-），女，安徽蚌埠人，深圳大學(xué)教授，博士，研究方向?yàn)榻逃芾?，職成教育管理，教師教育；陳守?1990-)，女，安徽宣城人，深圳大學(xué)師范學(xué)院在讀研究生，研究方向?yàn)槌扇私逃龑W(xué)；賈維辰（1989-），河南鄭州人，深圳市教育科學(xué)研究院研究生，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)學(xué)；楊烜（1969-），女，陜西西安人，深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授，博士后，研究方向?yàn)橛?jì)算思維能力培養(yǎng)。

科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題“計(jì)算思維能力培養(yǎng)及職教技能評(píng)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號(hào)：2014BAH28F05），主持人：楊烜。

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1001－7518（2016）03-0014-06

責(zé)任編輯 殷新紅