高校计算机基础教学中计算思维能力培养研究

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1、高校计算机基础教学中计算思维能力培养研究　　摘要：介绍了计算思维概念的定义和内容，分析了高校计算机基础教学中存在的问题，简单阐述了在计算机基础教学中进行计算思维能力培养的若干观点。关键词：计算机基础教学；计算思维；计算机作者简介：徐新艳（1980-），女，江苏靖江人，南京工业大学电子与信息工程学院，讲师；孙冰（1977-），女，江苏南京人，南京工业大学电子与信息工程学院，讲师。（江苏南京210009）中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）05-0123-02

2、在我国，高校计算机基础教学已经普及了很长一段时间了，其教学对象主要是刚刚踏入大学校门的一年级非计算机专业新生，学生专业涵盖了理学、工学、农学、医学、管理学、教育学、哲学、经济学、法学、文学、历史学等几乎所有领域，这是与目前计算机在社会经济发展各个领域高度渗透的潮流趋势是相适应的。8但随着计算机硬件的飞速发展，计算机设备的日益更新，计算机对于大学生来说不再新奇与陌生。计算机应用软件的层出不穷也让很多大学生更多地沉迷于使用计算机进行简单轻松的娱乐、社交、网购等活动中无法自拔，从而忽略了真正该去学习和掌

3、握的计算机辅助工作、辅助学习的技能。而计算机基础教学中一些客观存在的问题（如学时少、教学内容广等）长期得不到解决，导致教师教学任务太重，教学设计无法兼顾趣味性和互动性，陷入一种疲劳而无奈的填鸭式教学，学生也对所学内容越来越感到枯燥无趣，难以消化。逐渐地，很多人对高校计算机基础教学产生了信任危机，对其课程的存在产生了质疑。高校计算机基础教学的改革迫在眉睫，而近年来逐步兴起的计算思维的教学理念，为高校计算机基础教学的未来发展亮起了一盏明灯。一、计算思维概念的提出2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算

4、机科学系主任周以真（JeannetteM.Wing）教授在美国计算机权威期刊《CommunicationsoftheACM》杂志上给出并定义了计算思维（ComputationalThinking）这一概念。[1]2008年6月，ACM（AssociationforComputingMachinery，美国计算机协会）在网上公布的对CS2001（CC2001）进行中期审查的报告（CS2001Interim8Review）（草案），开始将周以真教授倡导的“计算思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，并明

5、确要求该课程讲授计算思维的本质。[2]2008年10月31日至11月2日，我国高等学校计算机教育研究会在桂林召开了一次关于“计算思维与计算机导论”的专题学术研讨会，探讨了科学思维与科学方法在计算机学科教学创新中的作用。来自全国80多所高校，包括70多位计算机学院院长、主管教学副院长在内的近百名专家出席了会议。[3]自2010年10月中国科学技术大学陈国良院士在”第六届大学计算机课程报告论坛”上倡议将计算思维引入大学计算机基础教学以后，计算思维得到了国内计算机基础教育界的广泛重视。[4]计算思维是目

6、前国际计算机界广为关注的一个重要概念，也是我国当前计算机基础教育需要重点研究的重要课题。而高校计算机基础教学面向的对象是已有明确专业方向并且即将步入社会参与社会分工的大学生们，因此更应该将计算思维作为今后改革的一个重要思路，使未来的计算机基础教育能够打破目前的僵局，更好地去为学生的专业学习服务。二、计算思维的内容及理解其实，计算思维的思想自古至今在人们的工作、学习和生活中处处存在，只是一直没有得到系统的阐述和理论的提升。比如做一道数学题、规划一条旅游线路、设计一次课堂教学等等，每一个例子都涉及了问

7、题的提出、理解、设计及求解等过程，都使用到了计算思维的方法。8计算思维是人本来就有的，不是刻板的技能，是多个层次的抽象。计算思维早在计算机出现之前就已经存在了。计算机出现后，人将自身的计算思维的成果交给计算机去实现自动化。计算机计算能力强大，但却没有主动的思维能力，只能对人安排好的步骤去解决问题。而人的计算思维则具有主动性和创造力，人能借助自身的聪颖和想象力赋予计算机以智能和激情，使得计算机的工作不再机械和枯燥。周以真教授将计算思维这一思想上升到了理论的高度，不仅提出了计算思维的概念和定义，认为计

8、算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。同时她还对计算思维作了更详细的表述，将计算思维概括为具体的七大类方法。[1]计算思维不仅适用于计算机学科，而且适用于所有能用计算机去进行辅助研究的学科。计算机学科具有广泛的社会基础，而计算思维是所有人都具备的潜在思维。计算思维具有规约、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、启发式、规划、学习、调度、折中，优化等特征点，贯穿了人们解决实