淺談計算思維能力如何培養(yǎng)

張先休　楊儀

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

關(guān)鍵詞：計算思維;求解問題;設(shè)計系統(tǒng)

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

計算思維吸取了問題解決所采用的一般數(shù)學(xué)思維方法，現(xiàn)實世界中巨大復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與評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]

計算思維利用啟發(fā)式推理來尋求解答，就是在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。在實際生活中，我們所做的工作往往是為了解決某個實際問題！解決問題的能力是衡量一個人工作能力的重要指標。例如一個大一新生，想通過英語四級考試，他就需要知道英語四級考試的要求，制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計劃并努力實施，才有可能通過英語四級考試。計算思維的目的就是求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為，而使用的方法是計算機科學(xué)的方法[2]。所以在計算機科學(xué)的教學(xué)中滲透計算思維思想、培養(yǎng)計算思維能力，是非常重要的！

當今社會，計算機早已普及，是我們學(xué)習(xí)、工作不可或缺的工具！但計算機不僅僅是一種工具，學(xué)生接受計算機科學(xué)的教育也不僅僅是為了學(xué)會應(yīng)用計算機，而是由此學(xué)會一種有用的思維——計算思維。在社會對創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的指導(dǎo)下，計算思維與個人能力的培養(yǎng)的關(guān)系主要體現(xiàn)在計算思維與個人邏輯推理能力培養(yǎng)、動手能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三個方面。

首先，計算思維直接影響著個人邏輯推理能力的培養(yǎng)。計算思維是人們處理問題的有力工具，通過影響人們思維習(xí)慣來對邏輯推理能力產(chǎn)生影響?；谟嬎闼季S的角度來看待計算機科學(xué)、學(xué)習(xí)過程，有利于學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時注意計算思維培養(yǎng)，注重提高科學(xué)的邏輯推理能力，使計算思維的培養(yǎng)融入到學(xué)習(xí)和實踐的整個過程中，進而有效的培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。

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

最后，計算思維能力的培養(yǎng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常重要的?！皠?chuàng)新是一個民族的靈魂， 是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力?！?創(chuàng)新能力一般是指人根據(jù)一定的目標任務(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)造性地解決問題的能力。大學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力既是實施科教興國和建設(shè)創(chuàng)新型國家的必然要求，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)并解決問題，最終達到自身創(chuàng)新能力的提高。

在未來社會，計算思維將是每個人的基本技能，而不是僅僅屬于計算機科學(xué)家。進一步，我們應(yīng)當使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)，還要學(xué)會計算思維。

參考文獻

[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)計算機教程[M].北京郵電大學(xué)出版社，2018.

[3]劉智遠. 現(xiàn)代大學(xué)的使命與現(xiàn)代社會的進步[J]. 中國高等教育. 2005/21. 45-46.

基金項目

本文由重慶高校市級重點實驗室基金 （[2017]3）、重慶市發(fā)改委基金（2017[1007]）、重慶三峽學(xué)院基金資助。