淺談?dòng)?jì)算思維能力如何培養(yǎng)

張先休　楊儀

摘要：首先介紹了計(jì)算思維的有關(guān)概念及重要性。然后從三個(gè)方面闡述了如何培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;求解問(wèn)題;設(shè)計(jì)系統(tǒng)

2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上給出，并定義了計(jì)算思維（Computational Thinking）。周教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。[1]

計(jì)算思維吸取了問(wèn)題解決所采用的一般數(shù)學(xué)思維方法，現(xiàn)實(shí)世界中巨大復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與評(píng)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(jì)算思維利用啟發(fā)式推理來(lái)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(shí)際生活中，我們所做的工作往往是為了解決某個(gè)實(shí)際問(wèn)題！解決問(wèn)題的能力是衡量一個(gè)人工作能力的重要指標(biāo)。例如一個(gè)大一新生，想通過(guò)英語(yǔ)四級(jí)考試，他就需要知道英語(yǔ)四級(jí)考試的要求，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃并努力實(shí)施，才有可能通過(guò)英語(yǔ)四級(jí)考試。計(jì)算思維的目的就是求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為，而使用的方法是計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法[2]。所以在計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)中滲透計(jì)算思維思想、培養(yǎng)計(jì)算思維能力，是非常重要的！

當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)早已普及，是我們學(xué)習(xí)、工作不可或缺的工具！但計(jì)算機(jī)不僅僅是一種工具，學(xué)生接受計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育也不僅僅是為了學(xué)會(huì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)，而是由此學(xué)會(huì)一種有用的思維——計(jì)算思維。在社會(huì)對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的指導(dǎo)下，計(jì)算思維與個(gè)人能力的培養(yǎng)的關(guān)系主要體現(xiàn)在計(jì)算思維與個(gè)人邏輯推理能力培養(yǎng)、動(dòng)手能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三個(gè)方面。

首先，計(jì)算思維直接影響著個(gè)人邏輯推理能力的培養(yǎng)。計(jì)算思維是人們處理問(wèn)題的有力工具，通過(guò)影響人們思維習(xí)慣來(lái)對(duì)邏輯推理能力產(chǎn)生影響。基于計(jì)算思維的角度來(lái)看待計(jì)算機(jī)科學(xué)、學(xué)習(xí)過(guò)程，有利于學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時(shí)注意計(jì)算思維培養(yǎng)，注重提高科學(xué)的邏輯推理能力，使計(jì)算思維的培養(yǎng)融入到學(xué)習(xí)和實(shí)踐的整個(gè)過(guò)程中，進(jìn)而有效的培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。

其次，計(jì)算思維與培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力密不可分。現(xiàn)在的學(xué)生，思維活躍，一般動(dòng)手能力比較強(qiáng)，如何引導(dǎo)和培養(yǎng)至關(guān)重要！而計(jì)算思維里的系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)很好的訓(xùn)練！計(jì)算機(jī)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(huì)生活中的各個(gè)方面，幫助人們有效的處理了許多問(wèn)題，但隨著社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)能力仍不能滿足問(wèn)題處理的需求，許許多多、各種各樣的問(wèn)題亟待處理。在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)科學(xué)及應(yīng)用得到極大發(fā)展，計(jì)算思維能力也在處理問(wèn)題的實(shí)踐中得到培養(yǎng)和提髙。

最后，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常重要的。“創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂， 是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)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(wèn)題的能力。大學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力既是實(shí)施科教興國(guó)和建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)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(wèn)題，最終達(dá)到自身創(chuàng)新能力的提高。

在未來(lái)社會(huì)，計(jì)算思維將是每個(gè)人的基本技能，而不是僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。進(jìn)一步，我們應(yīng)當(dāng)使每個(gè)孩子在培養(yǎng)解析能力時(shí)不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)，還要學(xué)會(huì)計(jì)算思維。

參考文獻(xiàn)

[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(jì)算機(jī)教程[M].北京郵電大學(xué)出版社，2018.

[3]劉智遠(yuǎn). 現(xiàn)代大學(xué)的使命與現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步[J]. 中國(guó)高等教育. 2005/21. 45-46.

基金項(xiàng)目

本文由重慶高校市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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。