張先休 楊儀
摘要:首先介紹了計算思維的有關(guān)概念及重要性。然后從三個方面闡述了如何培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。
關(guān)鍵詞:計算思維;求解問題;設(shè)計系統(tǒng)
2006年3月,美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系主任周以真教授在美國計算機權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出,并定義了計算思維(Computational Thinking)。周教授認(rèn)為:計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。[1]
計算思維吸取了問題解決所采用的一般數(shù)學(xué)思維方法,現(xiàn)實世界中巨大復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與評估的一般工程思維方法,以及復(fù)雜性、智能、心理、人類行為的理解等的一般科學(xué)思維方法。[1]
計算思維利用啟發(fā)式推理來尋求解答,就是在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。在實際生活中,我們所做的工作往往是為了解決某個實際問題!解決問題的能力是衡量一個人工作能力的重要指標(biāo)。例如一個大一新生,想通過英語四級考試,他就需要知道英語四級考試的要求,制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計劃并努力實施,才有可能通過英語四級考試。計算思維的目的就是求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為,而使用的方法是計算機科學(xué)的方法[2]。所以在計算機科學(xué)的教學(xué)中滲透計算思維思想、培養(yǎng)計算思維能力,是非常重要的!
當(dāng)今社會,計算機早已普及,是我們學(xué)習(xí)、工作不可或缺的工具!但計算機不僅僅是一種工具,學(xué)生接受計算機科學(xué)的教育也不僅僅是為了學(xué)會應(yīng)用計算機,而是由此學(xué)會一種有用的思維——計算思維。在社會對創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的指導(dǎo)下,計算思維與個人能力的培養(yǎng)的關(guān)系主要體現(xiàn)在計算思維與個人邏輯推理能力培養(yǎng)、動手能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三個方面。
首先,計算思維直接影響著個人邏輯推理能力的培養(yǎng)。計算思維是人們處理問題的有力工具,通過影響人們思維習(xí)慣來對邏輯推理能力產(chǎn)生影響?;谟嬎闼季S的角度來看待計算機科學(xué)、學(xué)習(xí)過程,有利于學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時注意計算思維培養(yǎng),注重提高科學(xué)的邏輯推理能力,使計算思維的培養(yǎng)融入到學(xué)習(xí)和實踐的整個過程中,進而有效的培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
其次,計算思維與培養(yǎng)學(xué)生動手能力密不可分。現(xiàn)在的學(xué)生,思維活躍,一般動手能力比較強,如何引導(dǎo)和培養(yǎng)至關(guān)重要!而計算思維里的系統(tǒng)設(shè)計就是對學(xué)生動手能力的一個很好的訓(xùn)練!計算機科學(xué)屬于工科,本質(zhì)上源自工程思維,現(xiàn)在已經(jīng)被逐漸應(yīng)用到社會生活中的各個方面,幫助人們有效的處理了許多問題,但隨著社會的發(fā)展,當(dāng)前的計算機能力仍不能滿足問題處理的需求,許許多多、各種各樣的問題亟待處理。在不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中,計算機科學(xué)及應(yīng)用得到極大發(fā)展,計算思維能力也在處理問題的實踐中得到培養(yǎng)和提髙。
最后,計算思維能力的培養(yǎng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常重要的?!皠?chuàng)新是一個民族的靈魂, 是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力?!?創(chuàng)新能力一般是指人根據(jù)一定的目標(biāo)任務(wù),提出新理論、新構(gòu)想或發(fā)明新技術(shù)、新產(chǎn)品,從而創(chuàng)造性地解決問題的能力。大學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力既是實施科教興國和建設(shè)創(chuàng)新型國家的必然要求,也是提高大學(xué)生自身綜合素質(zhì)的重要途徑。大學(xué)生擁有科學(xué)的思維能力,才能在學(xué)習(xí)和生活中科學(xué)的觀察和理解世界,發(fā)現(xiàn)并解決問題,最終達到自身創(chuàng)新能力的提高。
在未來社會,計算思維將是每個人的基本技能,而不是僅僅屬于計算機科學(xué)家。進一步,我們應(yīng)當(dāng)使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù),還要學(xué)會計算思維。
參考文獻
[1]https://baike.baidu.com/item/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%80%9D%E7%BB%B4/4689456?fr=aladdin.
[2]曾俊. 大學(xué)計算機教程[M].北京郵電大學(xué)出版社,2018.
[3]劉智遠. 現(xiàn)代大學(xué)的使命與現(xiàn)代社會的進步[J]. 中國高等教育. 2005/21. 45-46.
基金項目
本文由重慶高校市級重點實驗室基金 ([2017]3)、重慶市發(fā)改委基金(2017[1007])、重慶三峽學(xué)院基金資助。