小議計算思維對信息技術(shù)推動的作用

張乃文

摘 要：隨著經(jīng)濟全球化的深入，信息技術(shù)水平成為評價世界各國綜合實力的一個關(guān)鍵標準。計算思維是信息時代下衍生的一種科學思維邏輯，是幫助人類通過計算機等設備理性分析數(shù)據(jù)解決問題的方法，因此計算思維與信息技術(shù)關(guān)系密切。

關(guān)鍵詞：計算思維 信息技術(shù) 作用

1計算思維的基本內(nèi)涵與主要特點

自從1980年美國麻省理工學校提出計算思維這一概念后，在世界引發(fā)了很大的熱潮，專家學者對計算思維的定義各不相同，在這些論文中我們總結(jié)出了計算思維的本質(zhì)：計算思維是利用邏輯思維將問題抽象化，通過信息技術(shù)解決實際問題的一系列思維活動。計算思維的主要特點是抽象性、邏輯性以及自動性[1]。不同于圖靈時代的思維模式，信息時代下要求的思維模式是建立在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上的，要將實際問題抽象成代碼模型，排除情感因素，邏輯思考，進而形成了一套自動化的操作系統(tǒng)。這就是計算思維衍生的過程，也是其具備的主要特點。

2計算思維與信息技術(shù)的潛在聯(lián)系

2.1 計算思維是信息技術(shù)發(fā)展根基

信息技術(shù)是圍繞人類社會發(fā)展而產(chǎn)生的，是人類為了便捷生活、提高效率、認識世界而研發(fā)的新技術(shù)，既是信息時代的產(chǎn)物，也是推動時代進步的密鑰。信息技術(shù)依賴于計算機解決問題，而計算思維則是提供了更加高效智能使用計算機的一種思維模式。其核心思想是將技術(shù)發(fā)展中的計算統(tǒng)計問題通過計算思維化繁為簡、更加高效的解決。在對中國知網(wǎng)統(tǒng)計的論文來看，有83%的論文將計算思維和信息技術(shù)聯(lián)系到了一起，更是有59.71%的論文中提出了計算思維是信息技術(shù)的根基這一論點。這種現(xiàn)象尤其以2014年之后更為顯著，探索描述兩者關(guān)系的文章在2014年達到了26篇，較前一年增長了136.36%。朱亞宗教授更是將計算思維列為信息時代三大素養(yǎng)之一。雖然計算思維近幾年才受到關(guān)注，但計算思維在人類社會進步中一直起著關(guān)鍵性作用。由此可見，計算思維是信息技術(shù)的核心素養(yǎng)，也是信息技術(shù)的發(fā)展根基[2]。

2.2 信息技術(shù)是計算思維價值表現(xiàn)

2017年國家工信部出臺了《中國計算機行業(yè)白皮書》，可以從中發(fā)現(xiàn)我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)強勁的發(fā)展勢頭，全國信息技術(shù)行業(yè)規(guī)模較前期增長了13.9%，總利潤5.5萬億元，增速達16%，市場占比提高了近3個百分點。作為信息技術(shù)的發(fā)展根基，計算思維引導人類的思想認知不斷貼近信息技術(shù)，帶領(lǐng)人類不斷深入開拓創(chuàng)新，是當代最具價值的核心素養(yǎng)。計算思維的價值在信息技術(shù)的應用、發(fā)展、壯大的過程中得到了體現(xiàn)，每一次信息技術(shù)領(lǐng)域取得的成功都是借助計算思維的推動作用[3]。

2.3 計算思維與信息技術(shù)相互依存

2012年教育部正式下發(fā)了以計算思維為主體的大學計算機基礎(chǔ)課程建設項目，全國已有150所高校開設了信息與計算科學專業(yè)，著力培養(yǎng)年輕一代的計算思維能力。這一學科是將數(shù)學和信息結(jié)合起來通過計算機處理問題的專業(yè)。計算思維對解決專業(yè)中的數(shù)學問題、數(shù)據(jù)計算問題都有很大的輔助作用。與此同時，學生在專業(yè)學習中不斷的拓展計算思維的深度，延伸其應用領(lǐng)域。由此可見，計算思維是信息技術(shù)的發(fā)展根基，信息技術(shù)是計算思維的價值表現(xiàn)，兩者相互作用，共同推動時代的向前發(fā)展。

3 計算思維對信息技術(shù)的推動作用

3.1 提高信息數(shù)據(jù)的處理效率

運行速度一直是信息技術(shù)不斷追求提升的關(guān)鍵，如何在保證準確度的同時提高信息數(shù)據(jù)的處理效率是信息技術(shù)發(fā)展中的難題。比如2018年的雙十一不光實現(xiàn)了2135億的收益，還保證了每個用戶的使用體驗。零點時段3000萬人的同時訪問竟沒有造成服務器癱瘓，阿里技術(shù)對此給出了解密—《十年牧馬記》。報告中清楚的說明了阿里技術(shù)通過計算思維不斷提高大數(shù)據(jù)處理效率的方法，運用計算思維改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，將處理速度提高到了4.72億條/秒。由此可見，計算思維是提高信息技術(shù)運算能力的強有力武器。

3.2 拓寬信息技術(shù)的應用領(lǐng)域

信息技術(shù)的應用領(lǐng)域應該是生產(chǎn)生活的各個行業(yè)，無論是工業(yè)中的自動生產(chǎn)線還是農(nóng)業(yè)中的大棚無土栽培、以及日常生活中的人工智能，都需要應用信息技術(shù)。在2018年10月18日召開的“U10大數(shù)據(jù)價值峰會”上，工程院院士倪光南指出我國信息技術(shù)發(fā)展水平位于第二梯隊，較發(fā)達國家仍有不足，主要體現(xiàn)在應用領(lǐng)域的狹窄上，新一代信息技術(shù)并沒有與我國傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合起來，需要拓寬信息技術(shù)的應用領(lǐng)域。這就需要我們運用計算思維，理性分析傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，用0/1的二進制代碼把傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展方向與信息技術(shù)緊密結(jié)合起來。由此可見，計算思維對拓寬信息技術(shù)的應用領(lǐng)域起到了決定性作用。

3.3 解決應用層面的實際問題

信息技術(shù)的研究是為了解決生產(chǎn)生活中的實際問題，僅僅止步在理論階段的信息技術(shù)水平對人類發(fā)展并無幫助。科學思維是幫助信息技術(shù)從理論走向?qū)嶋H的關(guān)鍵，通過科學思維，可以將實際問題抽象化，更好的用邏輯思維解決問題。比如物理專業(yè)的量子力學，學生要在大腦中分析量子運動規(guī)律，單純的運算并不能解決微觀世界的力學問題。計算思維的運用還可以幫助人類攻克很多技術(shù)難題，比如人工智能的應用，生產(chǎn)工具正是因為有計算思維做基礎(chǔ)，才能具有人的智慧性。

4 結(jié)語

綜上所述，計算思維是信息與計算科學專業(yè)的核心思想，是解決數(shù)學、物理等偏重邏輯思維的學科問題的輔助思想。只有將計算思維跟信息與計算科學的專業(yè)應用緊密結(jié)合起來，才能保證人才具備解決實際問題的能力，進而推動信息技術(shù)的發(fā)展與計算科學的進步。

參考文獻

[1] 范文翔，張一春，李義.國內(nèi)外計算思維研究與發(fā)展綜述[J].黑遠程教育雜志，2018（02）.

[2] 賀軍.信息與計算機科學的應用發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J].數(shù)字通信世界，2018（06）.

[3] 張立國.計算思維：信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018（05）.