培养计算思维为核心的计算机课改之路探究

《培养计算思维为核心的计算机课改之路探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、培养计算思维为核心的计算机课改之路探究　　摘要：当如今中计算机课以培育计算思维为课程主旨，以培养计算思维为课改目标。对于如何进行计算思维的培养，计算思维如何融入到教学中以及计算机专业所追求的计算思维为何物，是普遍讨论的问题。以上述问题作为研究对象，阐释了计算思维的内涵，分析了计算机课程需要学习的理论知识以及计算机专业以外学生计算思维的培育，并为计算机课改提供了一条可行之路。　　关键词：计算思维；计算机课程：非计算机专业　　自上世纪九十年代开始，在大学内进行了计算机基础教育，应用教育等两个关于计算机的学习阶段。随着对计算机知识的不断加深，关于计算

2、机专业的学时、计算机教学内容的选择以及计算机理论和应用的平衡发展等问题逐渐浮出水面。针对这些有关问题的不断出现，教育部等和各高校都召开研讨会讨论有关“计算思维”的问题，许多大学也先后开展以计算思维为主题的课程改革，并获得了成功也为之后的改革奠定了基础。对于大学生计算机课程的教育重点，都形成了“计算思维”的核心理念，达成了课程改革以计算思维为主题的共识，但是计算思维如何体现计算思维，其他专业的学生如何实现计算思维？本文对此提出了见解。　　一、计算思维的含义与发展6　　大学课程中计算机课程的选择要考虑以下问题：何为计算思维的授课内容？计算机课程中的

3、核心计算思维有哪些？非计算专业的学生如何培养计算思维？计算思维是伴随着计算系统出现的，自计算机出现以来，计算机系统也随之像大树一样不断发展。　　1.计算系统根基性理论　　计算系统的根基性理论对于现在的计算技术以及未来的计算技术都有着不可忽视的指导作用。其中的“0和1”思维、“程序”以及“递归”思维尤其重要。　　（1）0和1是计算的基础，世界上的各类信息都可转化为0和1的问题。0和1也可以转化为各种信息满足人类的需求。0和1先转化复杂的运算为简单的逻辑运算，随后运用各种晶体元件实现运算，晶体管再组合成复杂的元件，最后组合成最为复杂的计算机系统。将

4、复杂化为简单，从0到1的转换，就是一种重要的计算思维。　　（2）简单的部件和动作系统可合成一个复杂的系统，所以系统的控制可以通过控制基本的部件和动作来完成，而基本指令的组合就能形成一个程序。通过程序的控制来实现系统的控制，正是计算机的运行原理，所以程序也是计算思维的一种。　　（3）递归是一种利用有限完成无限的思维方法，是自身对自身进行调动，从高到低来解决问题的思维，也是重要的计算思维。　　2.计算系统的发展　　研究计算系统发展过程中蕴含的计算思维对于计算专业的研究以及计算技术的应用有着非凡的意义。计算系统的发展主要有一下几个方面。6　　（1）冯

5、诺曼依结构计算机的运行原理是，信息先在存储器里春树，随后控制器通过读取和分析数据，经行运算执行。运行思维是程序的存储和执行，冯诺曼依结构计算机对于程序的执行和设计有着重要的指导作用。　　（2）PC是由硬件和软件系统组成，一种能独立运行，完成特定功能的设备。PC是操作系统和程序共同协作完成存储，最后由硬件进行信息执行的细微体现。　　（3）并行和分布的计算是一种多个中央处理器和磁盘组成的计算环境。一般在局域或广域网内运行，是硬件协同系统共同执行程序的思维体现。　　（4）多CPU和大容量的磁盘可构成云计算。这种计算体现了一种按照需求实现信息计算的思维

6、。　　通过计算思维的发展，可以看出计算思维其本质就是抽象化与自动化的结合。　　3.社会和自然与计算思维结合　　计算学科包含了各种细小的分支学科，这些分支学科又能与社会或自然学科结合，形成新的边缘学科。这些新学科的形成是计算机学科融合的体现，也使计算学科的研究成为了具有更广博范围的研究。　　随着计算技术的不断发展，网络会从简单的局域广域网络发展到更深层次曾大范围的，充满人类智慧网络。如今的网络已经不只是单纯的计算机网络，物质对象形成的物联网、人脉关系形成的社交网等，都是网络发展的体现，未来的计算机网络更是可以和社会与自然结合，形成更大更具体的网络

7、。　　4.算法和计算系统的计算思维6　　算法是计算系统的精神所在，它是计算规则和问题解决方式的集合。算法则普遍存在于计算系统中，系统是一个包含自然方面和社会方面各种问题的整体，其间具有种种联系与作用，也具有不可替代的功能。如果要开发一个新的系统或软件，就需要一个整体和科学的思维系统，然后运用算法，起到画龙点睛的效果。　　二、计算机以外其他专业计算思维的重要性　　计算思维不仅对计算机专业的人员有影响，对其他专业的人才也会有作用，通过一个例子，我们来谈一下其他专业中计算思维的成功运用。　　其中一个成功的例子就是1982年获得诺贝尔化学奖的约翰波普。

8、他在研究化学的过程中成功运用了计算机，如今化学界常用的量子化学也是他建立的。他开发的“Gaussian量子化学综合软件包”可进行多种化学研究，在为化学