計(jì)算思維下大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)淺談

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摘要：在本文中，筆者對(duì)計(jì)算機(jī)思維的定義進(jìn)行分析，并且提出該思維的核心以及本質(zhì)。之后筆者在對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育之中計(jì)算思維的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，最后提出面向計(jì)算思維教學(xué)改革的一系列策略。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；教學(xué)

2010年10月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳國(guó)良院士在報(bào)告中首次提出，要將計(jì)算機(jī)思維引入到大學(xué)的計(jì)算機(jī)教學(xué)之中。從這時(shí)起，計(jì)算機(jī)思維這一概念開始被教育界所廣泛接受，并且受到極大的重視。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)之中，加入思維能力的培養(yǎng)計(jì)劃，可以鍛煉當(dāng)代大學(xué)生的思維能力，并且?guī)椭麄兝眠@種思維的方式解決生活中的一系列問題，對(duì)人才的培養(yǎng)有著深遠(yuǎn)的意義。

一、計(jì)算思維的內(nèi)容

美國(guó)卡內(nèi)基•梅隆大學(xué)的周以真教授早在2006年就將計(jì)算思維進(jìn)行了定義。他認(rèn)為計(jì)算思維就是利用計(jì)算機(jī)學(xué)科中的基礎(chǔ)概念去解決一定的問題，或者設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并且對(duì)人類的一系列行為進(jìn)行解讀。計(jì)算機(jī)思維實(shí)際上包含了計(jì)算機(jī)科學(xué)之中的很多思維活動(dòng)。而正是因?yàn)樯鲜龅脑?，?jì)算機(jī)思維這一概念也就具有高度的概括性，讓大家很難深入了解。而計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的對(duì)象大多數(shù)都不是計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生。所以即使周教授之后又對(duì)這一概念進(jìn)行進(jìn)一步的歸納，但是其依舊顯得十分晦澀，讓學(xué)生很難真正理解，講解的過程本身，對(duì)教師也是一大挑戰(zhàn)。在經(jīng)過討論之后，教育工作者發(fā)現(xiàn)，可以對(duì)周教授提出的理論進(jìn)行進(jìn)一步提純和精煉，并且將其概括成為三方面問題，這三方面問題分別是“意識(shí)、方法和本質(zhì)”：（一）計(jì)算思維意識(shí)計(jì)算這一思維自古以來就存在于人類的大腦之中。而這種思維意識(shí)伴隨著人類的發(fā)展而逐漸有所變化。因此其實(shí)際上并不是一個(gè)新發(fā)明，也并不是一種新的思維方法，而是每個(gè)人都具有的一種能力。現(xiàn)如今，計(jì)算思維以及理論、實(shí)驗(yàn)思維已經(jīng)被認(rèn)為是人類的三大科學(xué)思維。計(jì)算機(jī)學(xué)科是利用設(shè)計(jì)和構(gòu)造來對(duì)計(jì)算思維進(jìn)行培養(yǎng)的，而計(jì)算思維的案例在計(jì)算機(jī)教學(xué)之中也是處處存在的。但是問題的關(guān)鍵就是怎樣將計(jì)算思維這種本能的行為轉(zhuǎn)化成一種有意識(shí)的、主動(dòng)的行為，并且利用計(jì)算思維去解決各種問題。（二）計(jì)算思維方法計(jì)算思維方法是計(jì)算思維的核心，周教授將其延伸成為七大類，而這七大類進(jìn)行總結(jié)之后可以大致歸結(jié)為兩方面。一方面就是數(shù)學(xué)以及工程方法，而另一方面則是計(jì)算機(jī)科學(xué)的獨(dú)有方法。計(jì)算思維以及方法之間是相互促進(jìn)，呈現(xiàn)互補(bǔ)的趨勢(shì)的。前者是利用后者作為工具進(jìn)行研究而逐漸豐富起來的。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課中，每一個(gè)定義基本上都有著其對(duì)應(yīng)的思維方法。例如，Cache實(shí)際上就是緩存的方法。而在應(yīng)用計(jì)算機(jī)的過程之中，每一個(gè)案例都是計(jì)算方式的多種集合。（三）計(jì)算思維的本質(zhì)計(jì)算思維歸根結(jié)底是一種抽象的、自動(dòng)化的思維方式，它和數(shù)學(xué)、物理這兩門基礎(chǔ)學(xué)科的思維方式相比較，要復(fù)雜得多，甚至可以完全用符號(hào)來表示。數(shù)學(xué)抽象就是拋開顯示事物的特征，僅僅保留其量的關(guān)系以及空間形式。計(jì)算機(jī)思維的抽象卻具備有限性、程序性以及機(jī)械性。

二、計(jì)算思維教學(xué)現(xiàn)狀

1．計(jì)算思維教學(xué)是無意識(shí)的。實(shí)際上，在當(dāng)前這一階段，對(duì)計(jì)算思維的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到成熟，而計(jì)算機(jī)這一學(xué)科本身的特性決定，其就是用來解決一系列問題的，而解決這些問題的方式其實(shí)就是計(jì)算思維的方法。所以目前計(jì)算機(jī)老師大多都會(huì)在課堂中無意識(shí)地進(jìn)行計(jì)算思維的教學(xué)，但是這種教學(xué)是被動(dòng)的、松散的。2．難以認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)計(jì)算思維的重要性。在之前，人們普遍認(rèn)為，計(jì)算思維僅僅是應(yīng)用計(jì)算機(jī)的一種能力，而沒有意識(shí)到該思維實(shí)際上也同樣是人類的三大科學(xué)思維之一，并且推動(dòng)著人類科技的發(fā)展和進(jìn)步。正是因?yàn)闆]有從根本上對(duì)計(jì)算思維給予重視，所以現(xiàn)階段人們很難從戰(zhàn)略思維的高度將計(jì)算思維的重要性凸顯出來。3．教學(xué)只注重技術(shù)與應(yīng)用，卻忽視了思維方法。開發(fā)軟件以及系統(tǒng)才是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最為重要的目的，所以在教學(xué)的過程中，人們大多只重視計(jì)算機(jī)的開發(fā)過程以及相應(yīng)的細(xì)節(jié)，而忽略計(jì)算機(jī)思維方式的教學(xué)。因此計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)必須重視思維教學(xué)這一過程，并且找到思維教學(xué)發(fā)展的方法。

三、面向計(jì)算思維的教學(xué)改革策略

進(jìn)行計(jì)算思維教學(xué)是把原有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和提升，而不是另起爐灶，將當(dāng)前的教學(xué)方式全部推翻。實(shí)際上計(jì)算機(jī)思維教學(xué)就是將計(jì)算機(jī)思維以及基礎(chǔ)課程結(jié)合在一起，讓前者變被動(dòng)為主動(dòng)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)該重視三方面內(nèi)容，這三方面內(nèi)容分別是“技能、知識(shí)和思維”。在當(dāng)今社會(huì)，所有的大學(xué)生都應(yīng)該掌握一些計(jì)算機(jī)的基本操作。但是實(shí)際上，在教學(xué)的過程中，老師還是按照之前的教學(xué)策略，僅僅是照本宣科地講解一些計(jì)算機(jī)知識(shí)，而很難顧及計(jì)算思維方法的培養(yǎng)。在現(xiàn)階段，老師應(yīng)該將課程中所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理，并且在進(jìn)行理論知識(shí)的傳授過程中，將計(jì)算思維方法直接傳授給學(xué)生。此外老師還應(yīng)該通過案例分析、課堂討論等一系列方法，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維進(jìn)行強(qiáng)化。盡管提升學(xué)生計(jì)算思維的課程有很多，然而其中最好的課程依舊是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。這是因?yàn)樵撜n程是我國(guó)各類高校所有學(xué)生的必修課。而學(xué)生進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)之后，應(yīng)該可以有效地提升計(jì)算機(jī)的使用能力，并且從一個(gè)較高的層次認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的本質(zhì)，可以在實(shí)際應(yīng)用過程中處理一些簡(jiǎn)單的問題，進(jìn)而有意識(shí)地將在該課程中學(xué)習(xí)到的一系列手段和方法應(yīng)用到自己本身的專業(yè)之中。我校在進(jìn)行基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，結(jié)合本校實(shí)際情況，將計(jì)算思維這一全新的理念融合到教學(xué)之中，并且提升學(xué)生合作的能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造性。這樣一來，就可以真正地讓學(xué)生作為課堂的核心，幫助學(xué)生提升創(chuàng)造能力，使得學(xué)生可以真正地利用計(jì)算思維，去解決一系列問題，讓他們的綜合素質(zhì)得到充分提升，進(jìn)而提升我校計(jì)算機(jī)教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳國(guó)良，董榮勝．計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育［J］．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011，（1）：3.

作者:姚麗敏 單位:滁州城市職業(yè)學(xué)院