以市場為導向的學生計算思維能力培養

覃曉群++陳曄

DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2016.07.022

摘 要： “互聯網+”時代的到來，對大學生思維能力的培養提出了更高要求。以市場需求為導向，探索教育模式改革，結合社會實踐培養學生的計算思維能力，讓學生得到多層次、多維度體驗，使其學習熱情和創新意識得以激發、計算思維能力不斷增強。

關鍵詞： 市場導向； 社會實踐； 培養； 計算思維

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）07-75-03

The market-guided cultivation of students' computational thinking ability

Qin Xiaoqun， Chen Ye

（School of Information Science and Engineering， Hunan International Economics University， Changsha， Hunan 410205， China）

Abstract： The "Internet plus" era has put forward higher requirements for the cultivation of students' thinking ability. Guided by market demands， exploring the reform of education model， combining with the social practice， cultivate students' computational thinking ability， and let students get multi-level and multi-dimensional experience， so as to stimulate their learning enthusiasm and innovation consciousness， and strengthen their computational thinking ability constantly.

Key words： market-guided； social practice； culture； computational thinking

0 引言

國務院總理李克強在2016年國務院政府工作報告中談到“十三五”時期主要目標任務和重大舉措時指出：強化創新引領作用，為發展注入強大動力，促進大數據、云計算、物聯網廣泛應用。我國已進入“互聯網+”時代，大數據、云計算、物聯網的廣泛應用，對我們大學教育，尤其是對學生思維能力的培養，提出了更高、更緊迫要求。因此，我們必須改革教學模式，走出校門，融入社會，拓寬思路。對學生計算思維能力的培養，還要不斷地了解市場，分析市場，適應市場，服務市場。在教師的指導下，充分發揮學生的主觀能動性，為我國社會經濟發展注入新動力。

1 開展多模式教學

1.1 課堂教學

計算思維的重要概念或基本原理，在教學上涉及：0和1的思維，語義符號化；思維方式和邏輯運算；二進制與算數運算；編碼與符號運算等理論課程。這些課程需遵循教學大綱，組織好課堂教學，使學生能熟練掌握和運用計算系統的基本思維，掌握數字信息和非數字信息均可用0和1表示而進行計算，即任何能表示成信息的事物，都能被計算機處理。這就對層次化構造的硬件系統，就構成了計算及其自動化的基本思維之一。

1.2 研討式教學

研討式教學是以解決問題為核心內容的教學方式，由教師創設問題情境，師生共同查找資料，研究、討論、實踐、探索，提出解決問題的辦法，使學生從中掌握知識，提高技能。

例如，遞歸及其算法是學生難以理解和掌握的章節，但又是能反映計算科學領域中非常重要的計算思維模式。遞歸算法既是抽象表達的一種手段，也是問題求解的重要方法。教學中，我們可以采取以下步驟：教師精心設計課題→主題引導→學生準備→分組研討→學生代表專題講授→課堂討論→教師答疑、點評、小結。教師可首先拿出德羅斯特效應圖，直觀、生動、有趣的向學生介紹遞歸視覺，然后再逐步引出遞歸的最重要能力——“用有限的語句來定義對象的無限集合”。然后再提出“何謂遞歸思維？”“遞歸如何構造？”等研討課題；讓學生提前查閱資料，做好準備；兩天后以小組（5～6人）為單位進行討論、交流；每組選一個代表進行專題發言；教師引導學生專題討論；最后由教師進行系統歸納、點評，并詳細介紹遞歸關系、遞歸序列、遞歸過程、遞歸算法、遞歸方法和遞歸程序等相關概念，使學生真正掌握遞歸方法的典型特征，逐步學會自身調用自身，高階調用低階，實現其定義和求解。

1.3 體驗式教學

體驗式教學是通過實踐來認識周圍事物，通過親身經歷去感知、理解、感悟、驗證教學內容的一種教學模式[1]。凡是以活動開始的，先行后知的，都可以算是“體驗式教學”[2]。

體驗式教學相對于傳統的講授式教學更具有趣味性、創造性、掌握知識更牢固等特點。研究表明，人通過閱讀獲得的知識僅能記住10%，對于聽到的知識能夠記住20%，而對于經歷過的事情能夠記住80%。在體驗式教學環境下，學生獲得的知識是親身體驗和感受的結果，從而會留下深刻印象甚至牢記終生[3]。

例如，對3D建模設計、平面設計、網頁設計等學生興趣較濃的課程，教師可根據不同需要進行案例教學、分析、討論等教學設計。給學生足夠的時間和機會，讓他們反復參與到專業實踐技能訓練環境中，通過理論—實踐—領悟—總結—指導—感悟—再實踐—提升的反復體驗過程，提高學生的自主意識和進取精神，增強學生的思維能力。

2 深入實踐中培養

計算思維是一種理性思維、科學思維，也是人人都應具備的一種重要思維。科學思維是一切科學研究和技術發展的創新靈魂。科學思維包括推理思維，實證思維和計算思維。計算思維可改變大學計算機教育沿襲幾十年的教學模式，是大學計算教育振興的途徑[4]。計算思維能力培養應順應社會、市場的動態需求進行多渠道、全方位、多維度培養。先重點強化數據結構、操作系統、計算機網絡、計算機組成原理及C語言程序設計等基礎和專業課程教學，使學生具備扎實的基本功，再進一步拓寬教學渠道。加強校企合作，建立創業實訓基地，采取產學研合作等形式，有利于培養學生的思維能力。使基礎理論、社會實踐、技術創新在功能與資源優勢上協同與集約，符合社會生產發展和技術創新規律，增強學生自主創新能力，培養高素質社會應用型人才。

2.1 在醫療中體驗

大數據時代最大的轉變就是放棄對因果關系的渴求而關注相關關系。如我國唐代孫思邈撰寫的綜合性臨床醫著《千金要方》，記載了總計233卷，5300首方論。中醫認為，很多疾病的癥狀、診斷及用藥之間存在著關聯性。篩選整理《千金要方》中的方劑，構建包含藥物、方名、主治組成等字段的方劑數據庫，分別作藥物頻數分析、用藥關聯規則挖掘等研究，將會對我國中醫寶庫的研究做出重要貢獻。又如中醫治療小兒肺炎療效肯定，但文獻報道的處方數以萬計，如果將這些大數據按照方劑的配伍規律、藥物的君臣佐使、疾病的陰陽表里、寒熱虛實等字段構建數據庫，進行關聯規則挖掘，找出其內在規律，對小兒肺炎實施精準治療，將取得更好的療效。

2.2 在商業中體驗

在市場營銷中，客戶的需求，客戶的維護，產品生命周期分析，銷售趨勢預測，以及有針對性的產品促銷活動等，可運用回歸分析方法，研究變量或屬性間的依賴關系，數據序列的趨勢特征、數據序列的預測和數據間的相關關系等。用聚類分析，研究客戶群體分類、客戶背景分析、客戶購買趨勢預測、市場細分等。在客戶關系管理中，通過對客戶數據庫大量數據進行挖掘，尋求特異性，發現影響市場營銷效果的關鍵因素，為產品定位、定價與定制客戶群，客戶尋求、細分與保持，市場營銷與推銷，營銷風險評估和詐騙預測等決策支持提供參考依據。

2.3 在管理中體驗

在企業危機管理及其預警中，運用偏差分析探測數據現狀、歷史記錄或標準之間的顯著變化和偏離。如：

進度偏差（SV）=已完成工作的實際時間-計劃完成工作的計劃時間

成本偏差（CV）=已完成工作的預算費用（BCWP）-已完成工作的實際費用（ACWP）

當觀測結果與期望值出現偏離，即需引起企業管理者高度重視，分析原因，找出差距，迅速地做出相應處理。

2.4 在生產中體驗

上世紀末在全球剛剛興起的“物聯網”，就是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。“物聯網”是計算思維的一種飛躍，它顛覆了傳統的思維模式，將所有物體與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施。如果將這些設施喻為一塊新的地球工地，那么人類社會的生產、生活乃至整個世界的運轉都在它上面進行。我國目前的綠色農業、工業監控、公共安全、城市管理、遠程醫療、智能家居、智能交通和環境監測等各個行業均有物聯網應用的嘗試。

從“智慧地球”到“感知中國”，“物聯網”成為全球矚目的關鍵詞。在現代農業中，應用物聯網可以實時地收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量。精準地獲取土壤水分、壓實程度、電導率、pH值、氮素等土壤信息。從而進行科學預測，幫助農民抗災、減災，科學種植，提高農業綜合效益，實現農業生產的標準化、數字化、網絡化。隨著智能農業、精準農業的發展。通信網絡、智能感知芯片、移動嵌入式系統等技術在農業中的應用逐步成為研究的熱點[5]。

3 多層次體驗

在學生計算思維能力培養過程中，需根據不同專業學科門類、不同院校類型、不同教育層次以及不同教學要求來分層級體驗。同時，還需根據不同類別部門或企業、機關、工廠、醫院、學校等行業的應用需求進行不同層級或不同類別體驗。中國科技企業孵化器的發展已形成自己的特色并開始呈現多種形態。孵化器正朝著形式多樣化、功能專業化、投資主體多元化和組織網絡化方向發展。近些年來，大學科技園內科技企業孵化器，吸引了數以萬計大學生和科技人員創業，為鼓勵大學生和海外科技人員創業發揮了重要的引導作用，為培養不同層次、不同專業大學生的計算思維和創業精神提供了重要平臺。

不同人群所需要的體驗層次也不一樣。而各類體驗之間是相互交錯的。通過多種體驗的交叉、集合、滲透，激發學生興趣，引發學生思維、聯想及創造靈感，開發更多新產品，以滿足經濟社會市場發展的多元化需求。

4 結束語

計算思維的根本目的是解決問題，即問題求解、系統設計以及人類行為理解。從計算機應用的角度來說，解決問題就是計算機的應用問題[6]。“互聯網+”和“+互聯網”時代為我們創造了無限商機。我們必須充分認識、理解大學生計算思維能力培養的核心價值，掌握計算思維能力培養要素和方法，不斷創新教育教學方法，采取多模式、多渠道教學，以社會及市場需求為導向，開展多層次、多維度體驗，不斷激發學生的學習熱情和創新意識，為適應市場、滿足市場需求，不斷提高學生的計算思維能力。

參考文獻（References）：

[1] 張蓉.體驗式教學模式淺析[J].四川教育學院學報，2006.6.

[2] Association for Experiential Education，What is experiential

education？[EB/OL]. Retrieved February 23，2004，from www.Aee.Org.

[3] 張圣亮，朱寧.MBA體驗式教學探索與實踐[J].學位與研究生

教育，2013.12：7-11

[4] 龔向堅，鄒臘梅，胡義香.以培養學生計算思維能力為目標的

計算機專業主干課程教學改革探討[J].高等教育研究，2014.1：30-32

[5] 文黎明，龍亞蘭.物聯網在農業上的應用[J].現代農業科技，

2010.15：54-56

[6] 陳國良，董榮勝.計算思維的表述體系[J].中國大學教學，

2013.12：22-26