張乃文
摘 要:隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入,信息技術(shù)水平成為評價(jià)世界各國綜合實(shí)力的一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算思維是信息時(shí)代下衍生的一種科學(xué)思維邏輯,是幫助人類通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備理性分析數(shù)據(jù)解決問題的方法,因此計(jì)算思維與信息技術(shù)關(guān)系密切。
關(guān)鍵詞:計(jì)算思維 信息技術(shù) 作用
1計(jì)算思維的基本內(nèi)涵與主要特點(diǎn)
自從1980年美國麻省理工學(xué)校提出計(jì)算思維這一概念后,在世界引發(fā)了很大的熱潮,專家學(xué)者對計(jì)算思維的定義各不相同,在這些論文中我們總結(jié)出了計(jì)算思維的本質(zhì):計(jì)算思維是利用邏輯思維將問題抽象化,通過信息技術(shù)解決實(shí)際問題的一系列思維活動。計(jì)算思維的主要特點(diǎn)是抽象性、邏輯性以及自動性[1]。不同于圖靈時(shí)代的思維模式,信息時(shí)代下要求的思維模式是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的,要將實(shí)際問題抽象成代碼模型,排除情感因素,邏輯思考,進(jìn)而形成了一套自動化的操作系統(tǒng)。這就是計(jì)算思維衍生的過程,也是其具備的主要特點(diǎn)。
2計(jì)算思維與信息技術(shù)的潛在聯(lián)系
2.1 計(jì)算思維是信息技術(shù)發(fā)展根基
信息技術(shù)是圍繞人類社會發(fā)展而產(chǎn)生的,是人類為了便捷生活、提高效率、認(rèn)識世界而研發(fā)的新技術(shù),既是信息時(shí)代的產(chǎn)物,也是推動時(shí)代進(jìn)步的密鑰。信息技術(shù)依賴于計(jì)算機(jī)解決問題,而計(jì)算思維則是提供了更加高效智能使用計(jì)算機(jī)的一種思維模式。其核心思想是將技術(shù)發(fā)展中的計(jì)算統(tǒng)計(jì)問題通過計(jì)算思維化繁為簡、更加高效的解決。在對中國知網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的論文來看,有83%的論文將計(jì)算思維和信息技術(shù)聯(lián)系到了一起,更是有59.71%的論文中提出了計(jì)算思維是信息技術(shù)的根基這一論點(diǎn)。這種現(xiàn)象尤其以2014年之后更為顯著,探索描述兩者關(guān)系的文章在2014年達(dá)到了26篇,較前一年增長了136.36%。朱亞宗教授更是將計(jì)算思維列為信息時(shí)代三大素養(yǎng)之一。雖然計(jì)算思維近幾年才受到關(guān)注,但計(jì)算思維在人類社會進(jìn)步中一直起著關(guān)鍵性作用。由此可見,計(jì)算思維是信息技術(shù)的核心素養(yǎng),也是信息技術(shù)的發(fā)展根基[2]。
2.2 信息技術(shù)是計(jì)算思維價(jià)值表現(xiàn)
2017年國家工信部出臺了《中國計(jì)算機(jī)行業(yè)白皮書》,可以從中發(fā)現(xiàn)我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭,全國信息技術(shù)行業(yè)規(guī)模較前期增長了13.9%,總利潤5.5萬億元,增速達(dá)16%,市場占比提高了近3個(gè)百分點(diǎn)。作為信息技術(shù)的發(fā)展根基,計(jì)算思維引導(dǎo)人類的思想認(rèn)知不斷貼近信息技術(shù),帶領(lǐng)人類不斷深入開拓創(chuàng)新,是當(dāng)代最具價(jià)值的核心素養(yǎng)。計(jì)算思維的價(jià)值在信息技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展、壯大的過程中得到了體現(xiàn),每一次信息技術(shù)領(lǐng)域取得的成功都是借助計(jì)算思維的推動作用[3]。
2.3 計(jì)算思維與信息技術(shù)相互依存
2012年教育部正式下發(fā)了以計(jì)算思維為主體的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)項(xiàng)目,全國已有150所高校開設(shè)了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè),著力培養(yǎng)年輕一代的計(jì)算思維能力。這一學(xué)科是將數(shù)學(xué)和信息結(jié)合起來通過計(jì)算機(jī)處理問題的專業(yè)。計(jì)算思維對解決專業(yè)中的數(shù)學(xué)問題、數(shù)據(jù)計(jì)算問題都有很大的輔助作用。與此同時(shí),學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)中不斷的拓展計(jì)算思維的深度,延伸其應(yīng)用領(lǐng)域。由此可見,計(jì)算思維是信息技術(shù)的發(fā)展根基,信息技術(shù)是計(jì)算思維的價(jià)值表現(xiàn),兩者相互作用,共同推動時(shí)代的向前發(fā)展。
3 計(jì)算思維對信息技術(shù)的推動作用
3.1 提高信息數(shù)據(jù)的處理效率
運(yùn)行速度一直是信息技術(shù)不斷追求提升的關(guān)鍵,如何在保證準(zhǔn)確度的同時(shí)提高信息數(shù)據(jù)的處理效率是信息技術(shù)發(fā)展中的難題。比如2018年的雙十一不光實(shí)現(xiàn)了2135億的收益,還保證了每個(gè)用戶的使用體驗(yàn)。零點(diǎn)時(shí)段3000萬人的同時(shí)訪問竟沒有造成服務(wù)器癱瘓,阿里技術(shù)對此給出了解密—《十年牧馬記》。報(bào)告中清楚的說明了阿里技術(shù)通過計(jì)算思維不斷提高大數(shù)據(jù)處理效率的方法,運(yùn)用計(jì)算思維改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式,將處理速度提高到了4.72億條/秒。由此可見,計(jì)算思維是提高信息技術(shù)運(yùn)算能力的強(qiáng)有力武器。
3.2 拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該是生產(chǎn)生活的各個(gè)行業(yè),無論是工業(yè)中的自動生產(chǎn)線還是農(nóng)業(yè)中的大棚無土栽培、以及日常生活中的人工智能,都需要應(yīng)用信息技術(shù)。在2018年10月18日召開的“U10大數(shù)據(jù)價(jià)值峰會”上,工程院院士倪光南指出我國信息技術(shù)發(fā)展水平位于第二梯隊(duì),較發(fā)達(dá)國家仍有不足,主要體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域的狹窄上,新一代信息技術(shù)并沒有與我國傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合起來,需要拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。這就需要我們運(yùn)用計(jì)算思維,理性分析傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,用0/1的二進(jìn)制代碼把傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展方向與信息技術(shù)緊密結(jié)合起來。由此可見,計(jì)算思維對拓寬信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域起到了決定性作用。
3.3 解決應(yīng)用層面的實(shí)際問題
信息技術(shù)的研究是為了解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題,僅僅止步在理論階段的信息技術(shù)水平對人類發(fā)展并無幫助??茖W(xué)思維是幫助信息技術(shù)從理論走向?qū)嶋H的關(guān)鍵,通過科學(xué)思維,可以將實(shí)際問題抽象化,更好的用邏輯思維解決問題。比如物理專業(yè)的量子力學(xué),學(xué)生要在大腦中分析量子運(yùn)動規(guī)律,單純的運(yùn)算并不能解決微觀世界的力學(xué)問題。計(jì)算思維的運(yùn)用還可以幫助人類攻克很多技術(shù)難題,比如人工智能的應(yīng)用,生產(chǎn)工具正是因?yàn)橛杏?jì)算思維做基礎(chǔ),才能具有人的智慧性。
4 結(jié)語
綜上所述,計(jì)算思維是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心思想,是解決數(shù)學(xué)、物理等偏重邏輯思維的學(xué)科問題的輔助思想。只有將計(jì)算思維跟信息與計(jì)算科學(xué)的專業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合起來,才能保證人才具備解決實(shí)際問題的能力,進(jìn)而推動信息技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算科學(xué)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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[3] 張立國.計(jì)算思維:信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究,2018(05).