計算思維與計算機方法分析

陳巍

摘 要：本文首先闡述了計算思維的含義及基本特征，然后分析了計算機方法與計算機方法之間的關系，最后著重針對計算思維與計算機方法的內(nèi)容和發(fā)展進行了認真得探討分析，以供參考。

關鍵詞：計算思維；計算機方法；探討分析

引言：計算思維和計算機方法具有各自的特色和研究內(nèi)容，雖然兩者屬于不同的概念和學科領域，但具有很強的互補性，如果掌握充分，可以起到相互促進的作用。而兩者最大的區(qū)別在于研究重點的不同，與計算思維相比，計算機方法更注重構建計算學科認識理論體系。因此，在實踐研究過程中，不僅需要充分認識兩者之間存在的區(qū)別和差異，更應該分析它們之間的互補性和關系，為研究和實際工作提供更加嚴謹?shù)姆椒ā?/p>

一、計算思維的含義及基本特征

計算思維是指通過仿真、轉化、嵌入以及簡約等多元化的方法，將一個原本非常復雜的問題闡釋成為人們知道如何解決這一問題的思維方法，是一種利用分解和抽象的方式對龐大復雜的任務進行控制的方法，吸取了問題解決所采用的一般數(shù)學思維方法，建立在計算過程的能力和限制之上，其本質自動化和抽象，主要具有以下兩種基本特征。其一，計算思維不是程序化，而是概念化。計算機科學與計算機編程存在明顯的差異。以計算機科學家的思維方式去思考，便意味著計算機科學遠遠不止能夠為計算機編程，還必須能夠多個抽象的層次上思維[1]。其二，計算思維不是計算機的思維，而是人類的思維。

二、計算機思維與計算機方法的關系

（一）計算思維與計算機方法相同之處。計算思維與計算機方法在研究方面與現(xiàn)代數(shù)學思維和數(shù)學方法存在許多相同之處。我國在計算思維與計算機方法的研究方面，一直將重點放在學科方法上，而在國外，往往更注重的是學科的思維方式。目前，計算機方法的研究已經(jīng)完成了理論知識體系的構建，其研究內(nèi)容與國外計算思維方面的研究具有良好的互補性，建立在世界著名計算機組織IEEE-CS和ACM大量研究工作的基礎上，容易吸收國外的先進教育理念。

（二）計算思維與計算機方法區(qū)別和差異。計算思維與計算機方法最大的區(qū)別在于研究重點的不同，與計算思維相比，計算機方法更注重構建計算學科認識理論體系。并在觀角上也存在一定差異。計算思維是從科學層面出發(fā)，對學科的思維方式和根本問題進行直接的探討，而計算機方法則是從方法論層面出發(fā)，對學科的形態(tài)和根本問題進行討論。

三、計算思維與計算機方法的內(nèi)容和發(fā)展

（一）計算思維的內(nèi)容。計算思維最早由美國著名教授周以真提出，他認為計算思維的本質是自動化和抽象。計算思維中的抽象遠遠超出了物理概念上的時空觀，完全可以用符號來表示。與普通的數(shù)學科學和物理科學相比，計算思維的抽象意義更加復雜，也顯得更為豐富[2]。計算思維中的抽象不僅具備了自身獨特的特點，同時，包含了數(shù)學抽象拋開現(xiàn)實事物的生物學特性、化學特性和物理特性，僅僅保留了其空間形式和量的關系的特征。在人們的實際生活當中，計算思維其實無處不在，比如，一名學生早晨去上學時，他將當天需要的物品放進書包，就相當于計算思維的緩存和預置。

（二）計算機方法的內(nèi)容。計算機方法包括了計算機科學與計算機技術，是在計算領域認識和實踐過程中的一般方法，是對計算機科學和計算機技術的變化發(fā)展、內(nèi)在聯(lián)系、特點以及性質進行系統(tǒng)研究的學問。計算機學科和計算機技術方法不僅是對計算學科進行認知的工具和方法。在國內(nèi)外計算機教育領域，計算機方法的研究工作是關注的重點內(nèi)容。美籍華人Carl

Chang教授以CC2001任務組負責人的身份來到我國上海參加由全國高校計算機教育研究會和中國計算機協(xié)會教育專業(yè)委員會聯(lián)合主辦的“CC2001教程研討會”和“新世紀計算機教育”之后，當他看到“計算機科學和計算機方法”時，立即在大會大上對這項工作予以了充分肯定，并且，之后通過以CC2001原來報告（草案）作為研究基礎，對計算機方法的內(nèi)容進行適當?shù)脑黾樱状蚊鞔_提出學生應該充分了解計算機方法的內(nèi)容。

（三）計算思維與計算機方法的發(fā)展。計算思維具有非常獨特的性能，計算機科學不僅僅是計算機編程。如果人們用計算機科學家的思維，人們不僅能夠為計算機編程，同時還能夠在多個層次上進行抽象思維。計算思維不是刻板的技能，而是根本技能。人類的在解決各種問題的過程中，計算思維無疑是一條有效途徑，但并不意味著人類需要像計算機那樣的思考。人類是充滿智慧的，是人類賦予了計算機激情，當計算機配置了計算設備，就可以去解決那些計算時代之前所不敢嘗試的問題。計算機附給人類強大的計算能力，這種能力可以解決各種需要進行大量計算的復雜問題，因此，人類應該善于利用這種力量，推動它不斷向發(fā)展。

結語：綜上所述，雖然計算思維和計算機方法各有原理和特色，但在一定程度上兩者之間可以相互促進，具有很強的互通互補性。通過計算機方法的學習可以使計算思維能力得到有效地培養(yǎng)，而計算思維研究方面所取得的成果可以通過計算機方法進行再吸收和研究，使計算機方法的內(nèi)容變得更加豐富。因此，在實踐研究過程中，應該充分認識兩者之間的關系，推動兩者同步發(fā)展。

參考文獻：

[1] 劉建麗.充分利用現(xiàn)有的教師資源搞好計算機基礎教學改革[J].計算機教育，2010，86（03）：93-95.

[2] 李海燕.高校非計算機專業(yè)計算機基礎教學改革的探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2011，66（17）：155-157.