計算思維在計算機課程教學中的貫穿

摘要：從計算和思維的內在關系入手，介紹計算思維的基本概念。在此基礎上，闡述計算思維和計算機科學的緊密聯系以及目前計算機學科教學中存在的幾點問題，據此提出以實踐案例、工程項目和多學科融合為手段的層進式計算機課程教學方法。

關鍵詞：計算思維；實踐案例；工程項目；多學科融合

1 背景

計算思維是一個抽象的理論概念。所謂思維是指人類大腦認識世界的活動，人們在學習、理解和掌握新鮮事物過程中，常常是通過搜集各種有用信息，然后對其進行分析、整理、加工和改造，從而形成自己特有的思維方法和理解手段，以認識事物的本質和規律。在思維過程中，數學即計算起著非常重要的作用，它是實現從理論思維到實驗思維的重要方法。1975年圖靈獎共同獲得者Herbert Simon和Allen Newell提出思維就是計算認知，就是計算的思想。由此可見，計算和思維是密不可分的。理論思維、計算思維和實驗思維統稱為3大科學思維。

計算思維主要是由美國卡內基·梅隆大學的周以真教授提出的，她認為計算思維就是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動腳。計算思維的本質是抽象和自動化，計算思維中的抽象最終要求能夠機械地一步步自動執行。那么，在整個計算思維活動中，誰負責抽象？誰又進行自動化呢？這就涉及計算思維的2個對象主體，即人和計算機。在解決實際問題時，計算思維對象主體之一的人對問題進行抽象和處理，將實際需求轉化為問題空間的求解模型，再用編程語言加以實現，最后由計算機按照人的指令自動執行和求解程序。……