計算思維與計算機(jī)方法論探究

　　摘要：眾所周知，計算思維與計算機(jī)方法論是兩個不同的概念和學(xué)科領(lǐng)域，各自具有自己的研究內(nèi)容與特色。但是，這兩中方法的互補(bǔ)性很強(qiáng)，掌握充分即可相互促進(jìn)。通過對計算機(jī)方法論的學(xué)習(xí)和研究，可以更好地培養(yǎng)和運(yùn)用計算思維；而計算思維研究又可以為計算機(jī)方法論的研究提供素材內(nèi)容，從而豐富計算機(jī)方法論的內(nèi)容。
　　關(guān)鍵詞：計算思維；計算機(jī)方法論；聯(lián)系
　　文章首先分別介紹了計算思維與計算機(jī)方法論的內(nèi)容和特點，指出兩者存在密切的聯(lián)系以及計算機(jī)方法論在我國的研究與應(yīng)用.得出計算思維的研究在國外比較普遍的結(jié)論，最后提出綜合運(yùn)用計算思維的研究去提高人們認(rèn)識計算思維與計算機(jī)方法論的建議意見。
　　一、計算思維及計算機(jī)方法論的內(nèi)容和發(fā)展
　　計算思維這一概念是由美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授于2006年3月在美國計算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上提出的。周教授所指的計算思維主要是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)幫助進(jìn)行求解問題、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為等一系列思維活動。計算機(jī)思維的本質(zhì)是抽象和自動化。計算思維中的抽象甚至超越物理概念上的時空觀，可以完全用符號來表示。在眾多的抽象符號當(dāng)中，數(shù)字抽象只是一種特殊的類別。 相比普通的數(shù)學(xué)和物理科學(xué)，計算思維的抽象意義顯得更為豐富，也更為復(fù)雜。計算思維中的抽象不僅包含了數(shù)學(xué)抽象拋開現(xiàn)實事物的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，僅保留其量的關(guān)系和空間的形式的特征，更具備了自己獨特的特點。計算思維其實滲透在我們每個人的生活之中，當(dāng)一個學(xué)生早晨去學(xué)校時，他把當(dāng)天需要的物品放進(jìn)背包，這就相當(dāng)于計算思維的預(yù)置和緩存；當(dāng)一個人弄丟他的手套時，他會沿走過的路線尋找，這就是計算思維中的回推；在適當(dāng)時候時候停止租用滑雪板，自己去買一付，這就是計算思維中的在線算法；在超市付帳時，選擇合適的隊伍排隊，就是計算思維中多服務(wù)器系統(tǒng)的性能模型；即使停電時，我們的電話仍然可以使用，這就運(yùn)用了失敗的無關(guān)性和設(shè)計的冗余性原理。
　　計算思維有著它獨特的性能，計算機(jī)科學(xué)不僅僅是計算機(jī)編程。如果我們能夠用計算機(jī)科學(xué)家得思維，我們不僅能為計算機(jī)編程，還能夠進(jìn)行多個層次上的抽象思維。計算思維是根本的，不是刻板的技能。根本技能是人們?yōu)榱诉m應(yīng)現(xiàn)代社會，而必須掌握的技能?？贪寮寄苤皇菣C(jī)械的重復(fù)。計算思維是人類尋求問題解決的一條途徑，而不是要人類像計算機(jī)那樣去進(jìn)行思考。計算機(jī)枯燥程序化，人類卻機(jī)智且充滿想象力。人類要發(fā)揮自己的想象賦予計算機(jī)活力。當(dāng)根據(jù)我們的要求配置了計算設(shè)備，我們就可以用自己去解決那些在計算時代之前無法解決的問題，實現(xiàn)“只有想不到，沒有做不到”的境界。
　　計算機(jī)方法論指的是2002年提出的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論是在計算領(lǐng)域認(rèn)識和實踐過程中的一般方法及其性質(zhì)、特點、內(nèi)在聯(lián)系和變化發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)研究的學(xué)問。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論是認(rèn)知計算學(xué)科的方法和工具，也是計算學(xué)科認(rèn)知領(lǐng)域的理論體系。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論的研究工作是國內(nèi)外計算機(jī)教育界關(guān)注的重點，2001年7月， CC2001任務(wù)組負(fù)責(zé)人美籍華人Carl Chang教授來上海參加由中國計算機(jī)學(xué)會教育專業(yè)委員會和全國高校計算機(jī)教育研究會聯(lián)合主辦的“新世紀(jì)計算機(jī)教育與CC2001教程研討會”，當(dāng)他看到《計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論》后，隨即在大會上肯定了這項工作，并在CC2001原來報告（草案）的基礎(chǔ)上，增加了“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論”的有關(guān)內(nèi)容，并首次明確要求學(xué)生需要更多地了解“學(xué)科方法論”的內(nèi)容。
　　二、計算思維與計算機(jī)方法論的關(guān)系
　　總的說來，計算思維與計算機(jī)方法論的研究，就相當(dāng)于現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維與數(shù)學(xué)方法論的關(guān)系。一般情況下，國內(nèi)的研究的重點基本會放在對學(xué)科方法論的研究上，相比之下，國外注重培養(yǎng)學(xué)科的思維方式。當(dāng)然相比于數(shù)學(xué)，計算機(jī)方法論的研究要簡單一些，目前已經(jīng)完成了數(shù)學(xué)方法論仍沒達(dá)到的理論體系的構(gòu)建。其次，計算思維和方法論的的研究內(nèi)容有堅實的基礎(chǔ)，它建立在世界著名計算機(jī)組織ACM和IEEE-CS大量研究工作結(jié)論的基礎(chǔ)上，并且與國外計算思維方面的研究互通互補(bǔ)，積極地吸收國外教育的先進(jìn)理念。雖然研究視角不太一樣，但是計算思維與計算機(jī)方法論注重的都是計算學(xué)科最基本的東西。計算思維是從學(xué)科思維的簡易層面討論學(xué)科的思維方式，計算機(jī)方法論是從方法論的角度去討論學(xué)科的本質(zhì)問題。
　　三、結(jié)語
　　雖然計算思維與計算機(jī)方法論各自有自己的特色和原理，但兩者的互通互補(bǔ)性很強(qiáng)，一定程度上可以相互促進(jìn)。所以在以后的研究和實踐中，不僅要認(rèn)識到兩者的區(qū)別和差異，更要分析研究他們的關(guān)系和互補(bǔ)性，從而為實際的工作和研究提供更加嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的方法。
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　?。ㄗ髡吆喗椋鹤T曉波（1981.8-），講師，計算機(jī)技術(shù)專業(yè)現(xiàn)工作于九江學(xué)院體育學(xué)院辦公室