計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算思維方式探究

于秀敏（哈爾濱學(xué)院，150086）

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計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算思維方式探究

于秀敏
（哈爾濱學(xué)院，150086）

摘要：計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，從某種角度來(lái)說(shuō)，計(jì)算思維的逐步形成比掌握某種高級(jí)語(yǔ)言，簡(jiǎn)單的參與到某個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)中更為重要。學(xué)生掌握高級(jí)語(yǔ)言是學(xué)會(huì)使用開(kāi)發(fā)的工具。實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)雖然能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力，但是在學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中，難以遇到完全相同的項(xiàng)目和完全相同的開(kāi)發(fā)過(guò)程。而掌握了計(jì)算思維，可以理清對(duì)問(wèn)題的理解，對(duì)用戶需求轉(zhuǎn)換成開(kāi)發(fā)約束的過(guò)程。能夠進(jìn)行思維拓展，驗(yàn)證規(guī)律。同時(shí)計(jì)算思維也可以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。所以要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。本文就計(jì)算思維的內(nèi)涵、作用以及具體實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；探索改進(jìn)；課程改革；專業(yè)特色

1　計(jì)算思維簡(jiǎn)介

計(jì)算思維的概念是由美國(guó)的周以真教授最先提出。從概念的含義描述來(lái)說(shuō)。認(rèn)為計(jì)算思維就是人掌握了對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分化，把需求轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，從而建立功能解決模型過(guò)程的能力。從宏觀角度來(lái)說(shuō)，計(jì)算思維還包含對(duì)客觀世界行為的了解與分析的思維過(guò)程。我國(guó)多所高校已經(jīng)把計(jì)算思維對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)工作放到了核心位置，在我國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)教育課程體系中也提出了對(duì)計(jì)算思維的明確要求，即對(duì)要掌握算法，能夠形成解決問(wèn)題思路；要能實(shí)現(xiàn)算法，通過(guò)編程使算法具體實(shí)現(xiàn)。這更加需要計(jì)算思維能力的體現(xiàn)。

2　計(jì)算思維的作用以及培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的原因

2.1計(jì)算思維的作用

首先，計(jì)算思維具有規(guī)律化的作用。當(dāng)遇到任務(wù)和問(wèn)題時(shí)，從具象的問(wèn)題中尋求問(wèn)題的種類，進(jìn)行擴(kuò)展分類。可以把問(wèn)題從不同專業(yè)角度，轉(zhuǎn)化為雙方能理解的思維模式。并針對(duì)任務(wù)和問(wèn)題進(jìn)行解決。其次，計(jì)算思維與實(shí)踐互通，并具有指導(dǎo)性。計(jì)算思維的形成是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。不是一蹴而就的。在計(jì)算思維的形成中，離不開(kāi)實(shí)踐的參與。在培養(yǎng)計(jì)算思維的初期，一些思維需要實(shí)踐驗(yàn)證，例如問(wèn)題的歸類和解決方式是否正確，只有通過(guò)實(shí)踐才能進(jìn)行判斷。最后，計(jì)算思維不僅僅局限于解決計(jì)算機(jī)方面的問(wèn)題。計(jì)算思維有利于提升人的邏輯思維能力，有利于對(duì)一些人類行為產(chǎn)生不同的深入理解。

2.2培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生計(jì)算思維的主要原因

一方面，這是計(jì)算機(jī)課程自身原因決定的。計(jì)算機(jī)課程具有抽象性，很多課程不易理解，需要較好的邏輯能力。所以培養(yǎng)計(jì)算思維，能夠提升學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)能力。計(jì)算機(jī)課程的實(shí)際編程是為了滿足項(xiàng)目開(kāi)發(fā)需求。而項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)就需要對(duì)用戶的需求進(jìn)行理解、把專業(yè)功能模塊轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，以具體算法實(shí)現(xiàn)。這些過(guò)程都需要解決問(wèn)題，分類，具象的思維能力。而這些能力恰恰是計(jì)算思維的主要方面。另一方面，從學(xué)生特點(diǎn)來(lái)說(shuō)。進(jìn)入高等學(xué)府學(xué)習(xí)的學(xué)生正處于富有朝氣的青年階段。這一階段的他們喜愛(ài)活動(dòng)，新鮮事物，但是對(duì)于思維能力還處于較弱的時(shí)期。所以要通過(guò)在校學(xué)習(xí)的時(shí)間，進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)。

3　計(jì)算思維培養(yǎng)方式初探

3.1長(zhǎng)期培養(yǎng)，定向跟蹤

計(jì)算思維顧名思義，是思維模式的培養(yǎng)過(guò)程。不能操之過(guò)急。要通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，教師指導(dǎo)，學(xué)生的嘗試與摸索，經(jīng)歷長(zhǎng)期的過(guò)程才能形成。所以要以年為單位，進(jìn)行培養(yǎng)成果的檢驗(yàn)。同時(shí)選擇一些學(xué)生，進(jìn)行培養(yǎng)成果的跟蹤研究。在計(jì)算思維培養(yǎng)較為成功的個(gè)體案例上，要及時(shí)進(jìn)行總結(jié)。對(duì)這樣的學(xué)生采取的培養(yǎng)手段有哪些，學(xué)生個(gè)體具有哪方面的特性，這些方法是否符合推廣性，是否具備規(guī)律性等等。深入淺出的說(shuō)，就是密切觀察計(jì)算思維的培養(yǎng)成效。不斷的總結(jié)，進(jìn)行歸納和改進(jìn)過(guò)程。

3.2側(cè)重實(shí)踐，以練代講

計(jì)算機(jī)課程會(huì)出現(xiàn)一些枯燥的理論知識(shí)，從理論角度過(guò)多的灌輸，未必利于計(jì)算思維的理解。計(jì)算機(jī)課程的一個(gè)特性就是可以通過(guò)實(shí)踐來(lái)幫助理解。在課程中側(cè)重實(shí)踐。用生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，成型的項(xiàng)目展示來(lái)觸動(dòng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，引發(fā)自主學(xué)習(xí)的興趣，在實(shí)際操作中積累經(jīng)驗(yàn)，從操作中摸索對(duì)知識(shí)加深理解，融會(huì)貫通。反而更加利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

3.3借鑒國(guó)外優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)與能力并重模式

此種模式在課程設(shè)置時(shí)將通識(shí)培養(yǎng)計(jì)劃中列出的基本能力和各能力所涉及的知識(shí)主題作為論據(jù)，而并不遵照傳統(tǒng)的學(xué)科大類。例如，Harvard大學(xué)的作法是將審美能力、文化理解能力、實(shí)證數(shù)理能力、道德思考能力、認(rèn)識(shí)生命和物質(zhì)世界的能力作為培養(yǎng)目標(biāo)將校本的通識(shí)教育課程分為8個(gè)大類，以供學(xué)生從每一類中選取一門課程。此種設(shè)置模式在操作層面具備相當(dāng)大的難度，需要集合各學(xué)科領(lǐng)域的教師和專家，在對(duì)社會(huì)時(shí)代的大環(huán)境需求及學(xué)生的個(gè)人發(fā)展需求進(jìn)行深入廣泛的探討的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出需要培養(yǎng)的基本能力，并將相關(guān)各個(gè)學(xué)科的知識(shí)整合融入各個(gè)中心能力主題之中。

3.4課程創(chuàng)新與改革，為計(jì)算思維服務(wù)

課程的創(chuàng)新與改革可以為計(jì)算思維的培養(yǎng)起到推動(dòng)作用。課程改革與創(chuàng)新的內(nèi)容較多，篇幅有限，這里簡(jiǎn)單介紹幾種重要改革措施：

授課方式多樣化：可以采用一體化教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式教學(xué)、競(jìng)賽教學(xué)等方式。針對(duì)不同課程的特性進(jìn)行不同授課方式的選擇。

課程資源：發(fā)揮計(jì)算機(jī)專業(yè)特長(zhǎng)，打造動(dòng)態(tài)互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)。如果硬件條件允許的情況下，可以打造智慧校園，讓互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)不僅僅為教學(xué)服務(wù)，更加為教師、學(xué)生的工作生活服務(wù)，為整個(gè)校園服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 臧勁松.培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)[J]. 計(jì)算機(jī)教育. 2012（02）

[2] 楊彩云，王軍華.計(jì)算思維視野下大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)分層教學(xué)構(gòu)建[J]. 高教論壇. 2012（02）

[3] 姚天昉.在程序設(shè)計(jì)課程中引入“計(jì)算思維”的實(shí)踐[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué). 2012（02）

[4] 李曉明，蔣宗禮，王志英，楊波，陳平.積極研究和推進(jìn)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)[J]. 計(jì)算機(jī)教育. 2012（05）

[5] 吳寧，崔舒寧.以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革研究[J]. 計(jì)算機(jī)教育. 2012（07）

[6] 呂會(huì)慶，張巍.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式[J].計(jì)算機(jī)教育. 2012（07）

[7] 陳國(guó)良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué). 2011（01）

[8] 牟琴，譚良.計(jì)算思維的研究及其進(jìn)展[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2011（03）

Computer major students cultivate Computational Thinking Mode

Yu Xiumin
（Harbin University， 150086）

Abstract：The ability of computer professional students，from a certain point of view， the gradual formation of computational thinking is more important than to master a certain high-level language，simple to participate in the development of a practical project.Students master the language is to learn how to use the development tool.Although the actual project development can enhance students' practical ability，but in the future study and work of the students，it is difficult to meet exactly the same project and the same development process.And grasp the computational thinking，you can sort out the understanding of the problem，the user needs to be converted into a process of development constraints.Be able to expand the thinking，verify the law.At the same time，it can also improve the students' comprehensive quality. So to cultivate students' computational thinking.In this paper，the connotation， the function and the concrete implementation plan of the computational thinking are described in detail.

Keywords：Computational Thinking;task driven;exploration and improvement;curriculum reform;professional characteristics

本論文系課題：《大學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)研究》的階段性研究成果