高校非计算机专业计算思维能力培养策略探究和实践

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1、高校非计算机专业计算思维能力培养策略探究和实践　　摘要：针对如何利用有限教学内容，在有限时间内培养非计算机专业计算思维能力的问题，分析计算思维能力培养现状，在教学研究层面从3个角度阐述非计算机专业计算思维能力培养的策略，并探讨计算思维能力培养的实践。关键词：非计算机专业；计算思维；能力；培养策略；教学研究1计算思维2006年3月，美国卡内基·梅隆大学周以真教授定义了计算思维：计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。它的提出引起了国内外学者

2、和教育界人士的高度关注和重视，并从学术研究和教学研究层次上进行研讨和不断探索，分析了计算思维的基本涵义和基本特征，指明了计算思维能力培养的思路和教学改革的方向。2008年6月，美国计算机科学技术教师学会在网上发布了得到美国微软公司支持的《计算思维：一个所有课堂问题解决的工具》（ComputationalThinking：AProblem-SolvingToolorEveryClassroom）报告，对计算思维的基本涵义的理解进行了总结。英国计算机协会（BritishComputer11Society，BCS）

3、组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研究并提出了欧洲行动纲领。中国科学院李国杰院士主持撰写的《中国至2050年信息科技发展路线图》认为计算思维是克服“狭义工具论”的有效途径，是解决其他信息科学技术难题的基础。桂林电子科技大学计算机与控制学院董荣胜教授对计算思维在学术层面上进行了深入的研究，中国科学院院士陈国良教授提出了计算思维能力的培养新思路和新模式。计算思维是信息科学高度发展的产物，是新的概念。董荣胜教授等专家从学术研究角度针对计算思维进行了深入研究，清晰地阐述了计算思维的内涵，明确了计算思维的基本特征。那么

4、，如何通俗、简单地理解计算思维，进而更广泛地推广，使其能被更广泛地接受和认可呢？文献给出了一个比较贴近生活且通俗的定义：计算思维是指受过良好训练的计算机科学工作者面对问题习惯采用的思维方法。面对同样的问题，具有良好数学思维者会习惯于考虑量之间的关系，建立数学模型（函数）来分析和解决问题；具有良好计算思维者习惯于设计流程图，借助计算机来分析和解决问题。计算思维能力培养的核心是要转变教育观念，从教学内容到教学方法与手段上将计算思维有意识地融入课堂教学中，潜移默化地培养学生构建基本的计算机文化素养的思维能力、学习能

5、力和研究能力。2计算思维能力培养的现状11计算思维能力的培养是一个潜移默化的过程，需要在长期、系统地学习中积累而成，并不能通过一门课程在短时间内形成。高校计算机专业设置了成体系的、有助计算思维能力培养的课程，而非计算机专业并没有为此开设成体系的课程，往往只是在第一学年开设一或两门计算基础课程，这就对计算思维能力培养提出了挑战。陈国良院士、李廉教授等专家学者认为，计算机基础课程是训练计算思维的最重要且最好的课程。这样，非计算机专业计算思维能力培养的重任就落在计算机基础课程上。如何在有限的时间内，通过有限的课程教

6、学来培养学生的计算思维能力就成了一个在计算思维能力培养教学研究中亟需解决的问题。当前，我国大多数高校中的计算机基础课程在计算思维能力培养方面还是无意识的，甚至是缺失的，没有重视学生计算思维能力的提高，片面和过度地强调计算机应用技能的提高。学习过程就是学生机械模仿教师操作步骤的过程，教学中没有启发学生独立思考和领会计算机科学的精髓。在这种情况下，课堂上的教学内容主要就是将计算机当作一种工具向学生介绍并讲解其应用方法，学生会因为枯燥的演示及简单操作而轻视该课程的教学内容，失去学习兴趣，导致最终的学习效果与预期落差

7、较大。11计算思维能力培养最终还是要以课堂教学为着力点，在教学活动中实现计算思维能力的逐步提高。笔者从教学研究角度探讨如何在有限时间内通过有限的课程培养学生初步的计算思维能力。3计算思维能力培养策略计算思维能力涵盖了基于计算机科学基本概念、方法和思想的思维能力、学习能力和研究能力，不仅要能够应用计算机科学的基本概念、方法和思想去分析和解决问题，还要能够运用其去自主学习和开拓性地研究。对于非计算机专业，在教学中不仅要突出计算机科学基本概念、方法和思想的理解，更要教会学生运用已学的概念、方法和思想去开展后续的学习

8、。学生掌握了这些知识并具备了自主学习的能力才能在后续的学习和实践中体会计算思维的本质，并将其内化于思维中进而逐步形成计算思维。在课堂教学方面，采用什么样的策略来促进学生有效地形成计算思维是计算思维能力培养的焦点。3.1突出计算机科学基本概念、方法及思想的理解11计算思维的本质是抽象和自动化。只有掌握了计算机科学的基本概念、方法和思想这些抽象的内容，才能理解计算思维的本质，才能在实际应用中习惯性的运用