高等教育中计算机思维能力分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高等教育中计算机思维能力分析 摘要本文结合对计算思维能力 的认知与理解，指出了大学计算机基础 教学中应当强调计算思维能力的融入， 以便更好地培养学生的“ 计算思维能力 ”。 对此，构建了以“ 算思维能力”为核心 的大学计算机基础教学体系，为大学基 础计算机教学提供更多的借鉴和参考依 据。 中国论文网 /4/view-12928422.htm 关键词 高等教育；计算机基础 教学；计算思维能力；教学体系 一、 “计算思维 ”与“计算思维能力” 的主要内涵 在计算机行业中，计算思维代表 获得了最佳训练的计算机技术从业人员 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 在处理问题时比较常见的思维模式，呈 现出此前半个世纪的时间，在计算机与 信息技术持续进步期间，取得了不错成 果的一部分研究和处理问题的经典模式 和方法。 2006 年在美国首次提出了计算思 维这一理论，美国卡内基梅隆大学周 以真教授表示：这种思维理念代表以计 算机科学相关理论知识为前提满足问题 求解、系统规划与识别人类行为等需求 的一种科学模式。自然科学领域有三大 科学方法：理论方法，试验方法和计算 方法。而这种思维将抽象与自动化转换 成解决方案，进行相关问题求解与系统 规划，借此达到推动世界进步的目的。 可以有效完成大规模数据的处理研究、 大型工程组织等工作任务，是人们认知 实践和解决问题的一项核心素质和能力。 随着计算机技术的迅猛发展和应 用领域的不断延伸，计算机学科在发展 中与其它学科之间的融合也在不断加强， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 计算机人才的培养很多时候也是面向专 业领域的，所以结合专业属性培养计算 机人才的计算思维能力和专业问题解决 能力就成为一个重要的教育课题。尤其 是随着“计算机人才热 ”的升温，如何培 养“适销对路 ”的复合型人才至关重要， 而计算思维作为一项基础性素质，是每 个学生都应当重点掌握的。计算思维的 精髓是“抽象 ”，它将所研究的问题抽象 表示为程序化、形式化和机械化的对象， 成为可被机器进行批处理的对象。计算 思维的这种关于抽象的操作机理内化到 人的行为、意识和习惯中就是“计算思 维能力”，因此只有培养这种能力才能 达到建立计算思维目的。这种能力主要 由以计算学科为前提形成的基础理论、 思维习惯、学习能力以及创新能力等组 成，这不仅使学生学好计算机专业课程 的基础，也是学生自主学习和创新的一 个必要条件。 二、大学计算机基础课程中的计 算思维能力培养 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 在高等教育体系当中。计算机基 础课程隶属于通识教育领域，是素质教 育的重要内容。目前，教育工作者大多 看重计算机基础教育的工具性职能，所 以容易忽视其在培养学生计算思维能力 和创新思维能力方面的目标，导致学生 无法全面把握计算机科学的思维方法， 进而影响后续的专业学习和职业发展。 所以说，在计算机基础课程的教学中， 需要对计算机思维能力的培养进行准确 定位，作为后期进行计算机基础教学的 重中之重，如此一来，方能满足现代社 会发展的需求。 2010 年，教育部高等学校计算机 基础课程教学指导部门正式推行九校 联盟（c9）计算机基础教学发展战略联 合声明 ，文件中指明计算机基础课程 中应将“计算思维 ”确定成重点，同时指 出所有高校计算机基础教学最主要的工 作便是锻炼学生的“ 计算思维能力 ”。 这一时期，大学计算机基础教学 主要希望学生获得计算思维能力，作为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 教学期间至为关键的一项工作。因此形 成一套系统全面的计算机基础教学体制， 同样属于大学计算机基础教学重中之重。 计算机可以快速实现信息、数据的分析 处理，如大规模系统数据以及工程日志 等，均能够通过计算机掌握整个处理流 程。计算机的存在尽可能提升了人们处 理数据的效率，让人们对世界的了解程 度上升到一个全新的高度。运用机器模 拟人类的思维方式，即为计算思维最直 接的表现。计算思维和计算机两者的特 征大致上是相同的，计算思维会随着计 算机的发展而发展。将计算思维融入到 计算机基础课程的教学体系中，制定详 细的学习目标和评价标准，以促进学生 计算思维能力的有效培养。 三、建立以“ 计算思维能力 ”培养 的大学计算机基础课程教学体系 建立以“ 计算思维能力培养 ”的大 学计算机基础课程教学体系，是当今信 息技术快速发展的时代背景下，逐步适 应计算机科学和信息技术发展的需要， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 也是我们创新战略对计算机基础教学提 出的重大要求。 （一） “厚基础、勤实践、善创新 ” 的教学目标 大学计算机基础教学要实现“厚 基础、勤实践、善创新” 这一培养目标。 首先，要重视这种教学形式，打造一套 可以锻炼学生思维模式的体系，以此让 学生能够主动去挖掘问题、分析与处理 问题，这便是大学计算机基础教学重点 任务之一。其次，要加强计算机理论教 学与实践教学之间的衔接，培养学生的 知识应用意识和解决问题的思维能力。 再次，高校的计算机基础课程教学，还 应当加强与学生专业应用之间的融合， 引导学生用所学的计算机知识服务于专 业问题的解决和专业知识的获取。 （二）整合课堂教学与课外教学， 形成多元立体化计算机基础教学体系 “多元化、融合化、模块化、网 络化”是当前高校计算机基础教学发展 的重要趋势。针对这种教学模式打造一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 套多元立体化体制，使各种专业的学生 均能够实现系统全面的学习。这种计算 机基础教学体制主要分为两类，即课堂 与课外两种教学体制，前者主要由理论、 实验两种教学形式组成，而后者主要由 网络教学、实践分析以及技能锻炼等内 容组成。以多元立体化计算机基础教学 体系为前提形成的新型教学方式不仅可 以锻炼学生的计算思维能力，而且可以 增强学生的实践动手能力。通过理论+ 实践两种方式的结合，一方面可以帮助 学生更好理解所学的理论知识，另一方 面则能够进一步了解计算思维的本质， 获得如何通过这种思维模式研究与处理 难题的能力。而理论+网络两种方式的 结合，则能够帮助学生在学习基础知识 以及面对专业文化差异的环境时均能实 现有效的进步，同时能够使学生建立主 动学习、主动探索的精神。专业技能训 练平台+实践创新平台两种方法的结合， 可以帮助学生在整体上提升自身的计算 机操作技能和创新应用能力。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （三）将“ 计算思维能力 ”培养与 “复合型高素质创新人才 ”培养相结合 高等学校的教育目标在于帮助国 家获得更多复合型高素质创新人才，目 前各个院校确立复合型高素质创新人才 训练体制时，全部把通过潜移默化的形 式使学生建立新型科学思维模式的工作 作为主要内容进行研究。故而高校需要 把“计算思维能力 ”、 “复合型高素质创新 人才”两种能力的培养搭配在一起，是 学生全面了解计算科学的基础概念与模 式，借此增强他们的计算思维能力，最 终让国家获得更多复合型高素质创新人 才。若想让两者共同发展，各大高校均 需要将以人为本、锻炼能力、培养素质、 全面进步作为教学宗旨，同时把获得更 多拥有计算思维、整体实践能力与探索 三种能力的复合型高素质创新人才确定 成大学计算机基础教学体制改革的目标 之一。 （四）强化计算机基础教学与专 业教学的结合 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 目前，无论是针对哪一学科问题 的分析，必须利用顶尖的计算机技术以 及配合计算机科学的思维和模式方可实 现处理，因此必须形成计算机基础教学 以及专业教学两者结合的全新教学宗旨， 提升计算机处理各方面问题的能力，利 用计算机学科这种有效提升，使自然学 科与各种领域实现长期有效的进步。 促使计算机基础教学、专业教学 两者有效结合在一起，我们必须利用以 下几步来完成：第一步，将计算思维、 学科思维两者进行结合，使的计算思维 这种稳定性与基础性的全新模式融入不 同专业领域内，按照抽象与自动化实践 教育的形式使学生站在学科思维的角度 对其本质进行分析与探索。第二步，将 不同课程内容体制搭配在一起，按照学 生的专业情况以及实践标准，进行计算 机科学最小知识全面整理，同时在知识 模块化这一前提指导下，有效设立课程 内容，通过分层教学使学生计算思维能 力得到提升。第三步，让教学方案、模 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 式实现结合，在专业教学方面搭配顶尖 的计算机技术与教学模式，使建立在专 业思维训练这一前提下的教学体制获得 长期有效的发展，形成科学有效且可观 测的能力培养