计算机应用型人才的计算思维培养探讨

赵海燕孙茜

（1.成都东软学院计算机科学与技术系 四川省成都市 611844 2.四川电力设计咨询有限责任公司 四川成都 610041）

计算机应用型人才的计算思维培养探讨

赵海燕1孙茜2

（1.成都东软学院计算机科学与技术系 四川省成都市 611844 2.四川电力设计咨询有限责任公司 四川成都 610041）

在当今社会中，计算机取得了迅速的发展，同时与其他学科之间的交叉也在不断的扩大范围，对于这一方面研究的深度以及广度同样在不断的增加，并且社会对于计算机应用型人才的要求也越来越高，需求量也在越来越大，为此，本文对于计算机应用型人才的计算思维培养进行了深入的探讨。

计算机；应用型人才；计算思维

引言

计算思维是对其他信息科学技术难题进行解决的基础，同时也是克服“狭义工具论”的一个有效途径。但是就当前的实际情况来看，对于计算思维的研究还处于一个实践初步探索以及理论研究的阶段，还没有形成完善的实践以及理论体系。在教育过程当中，通常都不强调计算思维能力的培养，而是将其作为一个工具来进行学习。这种对计算机的工具教学以及软件教学过度强调活淡化学生对计算机科学的认识，不利于掌握计算机技术中最重要的方法以及核心思想，学生也很难将信息技术与专业知识进行自主的融合。为此，教育界以及学术界所面临的一个重要挑战就是既能够让学生掌握必要的工具，又能让计算思维主见的成为学生的自觉行为，从而帮助学生能够有利于计算机问题求解意识的建立。

1 计算思维的简介

美国卡内基·梅隆大学的周以真教授于2006年在ACM杂志上提出，计算思维是每个人的基本技能，在培养解析能力时，我们应当使每个孩子不仅掌握算术、写作和阅读，还要学会计算思维。在他看来，计算思维是通过计算机科学的基本概念的运用来设计系统、求解问题和理解人类的行为，同时也是信息时代条件之下创新的需要。要想培养出创造性的人才，在教育方法以及思想上都应该努力的摆脱传统教学的偏见，运用高效的思维让学生去思考。也就是说计算思维同教学思维有着一定的类似性，都是一种形式化的描述思维，体现着规整的、形式化的、严谨的逻辑思维。其主要的特征表现在以下几个方面：

（1）计算思维不是刻板的，而是根本的技能。根本技能是为了在现代社会中发挥职，而不是对技能的机械重复。

（2）计算思维不是程序化，是概念化。计算思维并不只是简单的对计算机进行编程，同时也要求能够在抽象的多个层次上思维。

（3）计算思维不是计算机，而是人的的思维方式。计算思维并不是要让人类如同计算机一样进行思考，而是人类求解问题的一条途径。与沉闷且枯燥的计算机比较而言，人类富有想象力且聪颖。使用计算思维来对计算设备进行控制，从而就能够在计算时代之前不敢解决的问题用自己的智慧解决。

（4）计算思维不是人造物，是思想。计算思维在我们的生活当中时时刻刻的都相互接触，更重要的是接近和求解问题、与他人互动和交流、管理日常生活，计算的概念无处不在。

（5）计算思维是工程和数学思维的融合与互补。在本质上，计算机科学源于数学思维，与其他的科学相同，其形式化基础建筑于数学之上。由于已经建造的是现实存在的软件和硬件，从本质上计算机科学又源自工程思维，这些基本计算工具的限制又使得人不能只是数学性地思考，应该进行计算性地思考。

（6）计算思维是面向所有地方，所有的人。当计算思维不再表现为一种显式哲学，而是真正融入人类活动的整体时，它就将成为一种现实。计算思维的概念的提出已经得到了众多人士的共鸣，如PatPhillips对计算思维用于美术、数学、计算机、生命科学、社会学、物理等学科教学的策略进行了相应的综述。

培养聪明的学习者是计算思维教学的核心理念，为此教师不仅要教会学生发现值得解决的问题，同时也要教会学生如何解决问题。采取为学生提供足够的思维空间，引导和激励学生发现问题，自主学习，继而解决问题。一方面，学习计算思维本身，另一方面，培养学生计算思维能力，使得学生在计算思维活动中学习得意实现，这两者之间是相辅相成的。

2 计算机应用型人才的计算思维培养的重要性

随着科学技术的不断发展，计算机科学领域的研究成果在不断的完善和丰富，在众多的领域当中计算机技术已经得到了较为广泛的应用，比如说计算生物学、商业智能、计算医学、普适计算、计算物理、计算金融学等等，同时计算机与这些相关学科之间的交叉也在不断的加深。很多交叉研究由于具有较强的工程性质，仅仅凭借学术教育背景条件下的传统研究型计算机人才是不能够满足的，为此对于将计算机技术应用于某一领域人才的快速培养，使得领域具体计算问题得意解决的计算机应用型人才具有极其重要的意义。在现阶段当中，计算机技术人员正在从配角转为主角，从单纯的编程实现脱离出来，使得各学科研究人员对各自领域的思考以及认识方式都在进行逐步的改变。比如说，计算机的参与已经改变了统计学，现在各个组织的统计部门在逐渐的与计算机领域进行合作，使得创造性的工作得以真正的完成。在这样的背景之下，就要求计算机应用型人才不仅具有扎实的计算机学科基础和编程能力，同时也要善于分解和抽象问题的计算思维，为此说计算机应用型人才的计算思维的培养具有重要的显示意义。

3 计算机应用型人才的计算思维培养的应用实践

3.1 加强上机的实践

在构建知识体系过程当中，注重培养学生的实践能力和计算思维，对于实验课程的教学内容进行合理的设置，在应用过程中使学生掌握计算机应用技术、寻找解决问题的多种方法。在上机实践环节，采取小组集体作业和个人作业的组织方式。完成个人作业是学生可以通过对自己所学知识的运用来独立分析以及解决实际问题，并在实践环节中对计算思维的运用和理解不断加深，使得个人独立分析以及解决问题的能力得到明显的提升。小组集体作业通常可以制定5名左右的学生共同完成，学生也可结合自己的兴趣和专长进行选题，教师也可以给定选题。小组集体作业可以采用不同的方法针对某个问题，开发一个程序。通过这样的一个集体作业的完成来让学生体会以及了解在解决复杂、大型科学问题中团队合作的重要性。在实践教学过程中，强调学生之间相互交流，以及学生的主体地位的重要性。创造更多的机会让学生进行个人成果的展示。这样通过合理的思维讨论、碰撞，能够对思维活跃度不高、被动学习状态的学生尽心更好地调动，加强计算思维的渗透。

3.2 以计算思维作为核心，改革课程教学

将计算思维明确融入到课堂教学过程当中，将基于知识的思维传授代替传统的知识传授转，使得学生运用计算机知识分解和抽象问题的能力得到提升。在课堂讲授中，围绕解决和分析问题的过程，以各种现实世界问题作为出发点，采取对教学有利的程序设计语言，讲授一些必要的计算机基础知识、一些典型的可能的解决方案和实例。针对新问题启发学生寻找更好的解决问题方案。鼓励学生使用计算思维对问题进行求解，并能够编写一些可解决实际问题的简单程序。比如说“程序设计基础”这一门计算机相关专业基础课程，从内容上进行改革，选用讲授“思想和方法”来代替程序设计语言及其应用的讲授。以问题发现、问题分、多种解决方案的寻求、优选各种解决方、解决方案的问题求解驱动式程序设计训练方法，将教学尽可能的接近于解决真实世界问题的模式，从而使得学生的学习主动性和兴趣得到明显的提升。在教学过程中，教师要对教学素材精心组织，不仅仅要对课程的相关知识讲授，而且要对一些与问题有关的领域知识进行介绍，注重由应用导入知识点。

3.3 遵循思维的多样化，建立多维的评价机制

从某一层面上来讲，计算思维不是一个具体的事物或者是技能，而是一种思维方式，维系在进行教学的过程当中，计算思维能力培养的思维主体是学生，他们具有主观能动性，能够表现出计算思维的多样性，对于这一方面，教师应该具有宽容的态度，并且能够对学生进行适当地引导和评价，对同一个问题启发学生进行多视角分析，使其思维的创造性和灵活性得到提升。从这来看，多维的评价机制的建立具有重要的意义。

为了能够对学生计算思维能力培养的结果以及学生的学习效果进行可观的评价，还应该建立面向结果和过程的双重性评价机制，包括教师评价、学生互评、个人自评等相关的方面，开展过程性评价，对于教学过程及时改进，并以学生答辩、演示的形式作为最终评价，对学生综合应用能力进行检验，这种多维评价机制对于学生注重自主学习和计算思维具有促进作用，从而实现教学目标。

4 结束语

综上所述，当今社会中信息化的进程正在不断的深入，无事不用、无处不在的计算机使计算思维成为人们解决和认识问题的一个重要基本能力。计算思维是计算机专业人员应该具有的一个基本的能力，同时众多的实践也证明计算思维对于计算机应用型人才的培养以学生解决问题能力的提高都具有重要的意义。

课题项目：“以计算思维为导向的基于TOPCARES-CDIO的《大学计算机基础》教学改革应用研究”，四川省高校计算机基础教育研究会2015～2017年教育教学改革研究课题，项目编号为2015-10。

[1]赵继珍.以计算思维为导向的高职高专计算机基础课程研究[D].河北师范大学，2014.

[2]郭延河.大学计算机面向应用的分类教学与计算思维培养[J].无线互联科技，2015，01：283～284.

[3]赵建华.面向应用型创新人才培养的计算机专业实践教学模式探索[J].佳木斯教育学院学报，2014，04：199+201.

G642.0

A

1004-7344（2016）02-0030-02

2015-12-29

赵海燕（1981-）女，讲师，硕士生，毕业于西南交通大学，主要从事密码学及计算机应用等工作。

孙茜（1979-），女，中级工程师，硕士，主要从事计算机软件维护工作。