計算思維與計算機方法論探究

　　摘要：眾所周知，計算思維與計算機方法論是兩個不同的概念和學科領域，各自具有自己的研究內容與特色。但是，這兩中方法的互補性很強，掌握充分即可相互促進。通過對計算機方法論的學習和研究，可以更好地培養和運用計算思維；而計算思維研究又可以為計算機方法論的研究提供素材內容，從而豐富計算機方法論的內容。
　　關鍵詞：計算思維；計算機方法論；聯系
　　文章首先分別介紹了計算思維與計算機方法論的內容和特點，指出兩者存在密切的聯系以及計算機方法論在我國的研究與應用.得出計算思維的研究在國外比較普遍的結論，最后提出綜合運用計算思維的研究去提高人們認識計算思維與計算機方法論的建議意見。
　　一、計算思維及計算機方法論的內容和發展
　　計算思維這一概念是由美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真教授于2006年3月在美國計算機權威期刊《Communications of the ACM》雜志上提出的。周教授所指的計算思維主要是運用計算機科學的基礎幫助進行求解問題、系統設計、以及人類行為等一系列思維活動。計算機思維的本質是抽象和自動化。計算思維中的抽象甚至超越物理概念上的時空觀，可以完全用符號來表示。在眾多的抽象符號當中，數字抽象只是一種特殊的類別。 相比普通的數學和物理科學，計算思維的抽象意義顯得更為豐富，也更為復雜。計算思維中的抽象不僅包含了數學抽象拋開現實事物的物理、化學和生物學特性，僅保留其量的關系和空間的形式的特征，更具備了自己獨特的特點。計算思維其實滲透在我們每個人的生活之中，當一個學生早晨去學校時，他把當天需要的物品放進背包，這就相當于計算思維的預置和緩存；當一個人弄丟他的手套時，他會沿走過的路線尋找，這就是計算思維中的回推；在適當時候時候停止租用滑雪板，自己去買一付，這就是計算思維中的在線算法；在超市付帳時，選擇合適的隊伍排隊，就是計算思維中多服務器系統的性能模型；即使停電時，我們的電話仍然可以使用，這就運用了失敗的無關性和設計的冗余性原理。
　　計算思維有著它獨特的性能，計算機科學不僅僅是計算機編程。如果我們能夠用計算機科學家得思維，我們不僅能為計算機編程，還能夠進行多個層次上的抽象思維。計算思維是根本的，不是刻板的技能。根本技能是人們為了適應現代社會，而必須掌握的技能。刻板技能只是機械的重復。計算思維是人類尋求問題解決的一條途徑，而不是要人類像計算機那樣去進行思考。計算機枯燥程序化，人類卻機智且充滿想象力。人類要發揮自己的想象賦予計算機活力。當根據我們的要求配置了計算設備，我們就可以用自己去解決那些在計算時代之前無法解決的問題，實現“只有想不到，沒有做不到”的境界。
　　計算機方法論指的是2002年提出的計算機科學與技術方法論。計算機科學與技術方法論是在計算領域認識和實踐過程中的一般方法及其性質、特點、內在聯系和變化發展進行系統研究的學問。計算機科學與技術方法論是認知計算學科的方法和工具，也是計算學科認知領域的理論體系。計算機科學與技術方法論的研究工作是國內外計算機教育界關注的重點，2001年7月， CC2001任務組負責人美籍華人Carl Chang教授來上海參加由中國計算機學會教育專業委員會和全國高校計算機教育研究會聯合主辦的“新世紀計算機教育與CC2001教程研討會”，當他看到《計算機科學與技術方法論》后，隨即在大會上肯定了這項工作，并在CC2001原來報告（草案）的基礎上，增加了“計算機科學與技術方法論”的有關內容，并首次明確要求學生需要更多地了解“學科方法論”的內容。
　　二、計算思維與計算機方法論的關系
　　總的說來，計算思維與計算機方法論的研究，就相當于現代數學思維與數學方法論的關系。一般情況下，國內的研究的重點基本會放在對學科方法論的研究上，相比之下，國外注重培養學科的思維方式。當然相比于數學，計算機方法論的研究要簡單一些，目前已經完成了數學方法論仍沒達到的理論體系的構建。其次，計算思維和方法論的的研究內容有堅實的基礎，它建立在世界著名計算機組織ACM和IEEE-CS大量研究工作結論的基礎上，并且與國外計算思維方面的研究互通互補，積極地吸收國外教育的先進理念。雖然研究視角不太一樣，但是計算思維與計算機方法論注重的都是計算學科最基本的東西。計算思維是從學科思維的簡易層面討論學科的思維方式，計算機方法論是從方法論的角度去討論學科的本質問題。
　　三、結語
　　雖然計算思維與計算機方法論各自有自己的特色和原理，但兩者的互通互補性很強，一定程度上可以相互促進。所以在以后的研究和實踐中，不僅要認識到兩者的區別和差異，更要分析研究他們的關系和互補性，從而為實際的工作和研究提供更加嚴謹科學的方法。
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　　（作者簡介：譚曉波（1981.8-），講師，計算機技術專業現工作于九江學院體育學院辦公室