計算機專業學生培養計算思維方式探究

于秀敏（哈爾濱學院，150086）

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計算機專業學生培養計算思維方式探究

于秀敏
（哈爾濱學院，150086）

摘要：計算機專業學生能力的培養，從某種角度來說，計算思維的逐步形成比掌握某種高級語言，簡單的參與到某個實際項目的開發中更為重要。學生掌握高級語言是學會使用開發的工具。實際項目的開發雖然能夠提升學生的實踐能力，但是在學生未來的學習和工作中，難以遇到完全相同的項目和完全相同的開發過程。而掌握了計算思維，可以理清對問題的理解，對用戶需求轉換成開發約束的過程。能夠進行思維拓展，驗證規律。同時計算思維也可以提升學生的綜合素質。所以要培養學生的計算思維。本文就計算思維的內涵、作用以及具體實施方案進行了詳細的闡述。

關鍵詞：計算思維；任務驅動；探索改進；課程改革；專業特色

1　計算思維簡介

計算思維的概念是由美國的周以真教授最先提出。從概念的含義描述來說。認為計算思維就是人掌握了對問題進行分化，把需求轉化為計算機專業知識，從而建立功能解決模型過程的能力。從宏觀角度來說，計算思維還包含對客觀世界行為的了解與分析的思維過程。我國多所高校已經把計算思維對計算機專業學生的培養工作放到了核心位置，在我國高等院校計算機教育課程體系中也提出了對計算思維的明確要求，即對要掌握算法，能夠形成解決問題思路；要能實現算法，通過編程使算法具體實現。這更加需要計算思維能力的體現。

2　計算思維的作用以及培養學生計算思維的原因

2.1計算思維的作用

首先，計算思維具有規律化的作用。當遇到任務和問題時，從具象的問題中尋求問題的種類，進行擴展分類?？梢园褑栴}從不同專業角度，轉化為雙方能理解的思維模式。并針對任務和問題進行解決。其次，計算思維與實踐互通，并具有指導性。計算思維的形成是一個長期的過程。不是一蹴而就的。在計算思維的形成中，離不開實踐的參與。在培養計算思維的初期，一些思維需要實踐驗證，例如問題的歸類和解決方式是否正確，只有通過實踐才能進行判斷。最后，計算思維不僅僅局限于解決計算機方面的問題。計算思維有利于提升人的邏輯思維能力，有利于對一些人類行為產生不同的深入理解。

2.2培養計算機專業學生計算思維的主要原因

一方面，這是計算機課程自身原因決定的。計算機課程具有抽象性，很多課程不易理解，需要較好的邏輯能力。所以培養計算思維，能夠提升學生對計算機課程的學習能力。計算機課程的實際編程是為了滿足項目開發需求。而項目的開發就需要對用戶的需求進行理解、把專業功能模塊轉化為切實可行的數據結構模型，以具體算法實現。這些過程都需要解決問題，分類，具象的思維能力。而這些能力恰恰是計算思維的主要方面。另一方面，從學生特點來說。進入高等學府學習的學生正處于富有朝氣的青年階段。這一階段的他們喜愛活動，新鮮事物，但是對于思維能力還處于較弱的時期。所以要通過在校學習的時間，進行計算思維的培養。

3　計算思維培養方式初探

3.1長期培養，定向跟蹤

計算思維顧名思義，是思維模式的培養過程。不能操之過急。要通過課堂學習，教師指導，學生的嘗試與摸索，經歷長期的過程才能形成。所以要以年為單位，進行培養成果的檢驗。同時選擇一些學生，進行培養成果的跟蹤研究。在計算思維培養較為成功的個體案例上，要及時進行總結。對這樣的學生采取的培養手段有哪些，學生個體具有哪方面的特性，這些方法是否符合推廣性，是否具備規律性等等。深入淺出的說，就是密切觀察計算思維的培養成效。不斷的總結，進行歸納和改進過程。

3.2側重實踐，以練代講

計算機課程會出現一些枯燥的理論知識，從理論角度過多的灌輸，未必利于計算思維的理解。計算機課程的一個特性就是可以通過實踐來幫助理解。在課程中側重實踐。用生動的實驗，成型的項目展示來觸動學生的感性認識，引發自主學習的興趣，在實際操作中積累經驗，從操作中摸索對知識加深理解，融會貫通。反而更加利于培養學生的計算思維。

3.3借鑒國外優秀經驗，知識與能力并重模式

此種模式在課程設置時將通識培養計劃中列出的基本能力和各能力所涉及的知識主題作為論據，而并不遵照傳統的學科大類。例如，Harvard大學的作法是將審美能力、文化理解能力、實證數理能力、道德思考能力、認識生命和物質世界的能力作為培養目標將校本的通識教育課程分為8個大類，以供學生從每一類中選取一門課程。此種設置模式在操作層面具備相當大的難度，需要集合各學科領域的教師和專家，在對社會時代的大環境需求及學生的個人發展需求進行深入廣泛的探討的基礎上總結歸納出需要培養的基本能力，并將相關各個學科的知識整合融入各個中心能力主題之中。

3.4課程創新與改革，為計算思維服務

課程的創新與改革可以為計算思維的培養起到推動作用。課程改革與創新的內容較多，篇幅有限，這里簡單介紹幾種重要改革措施：

授課方式多樣化：可以采用一體化教學、任務驅動模式教學、競賽教學等方式。針對不同課程的特性進行不同授課方式的選擇。

課程資源：發揮計算機專業特長，打造動態互動教學平臺。如果硬件條件允許的情況下，可以打造智慧校園，讓互聯網、物聯網不僅僅為教學服務，更加為教師、學生的工作生活服務，為整個校園服務。

參考文獻

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Computer major students cultivate Computational Thinking Mode

Yu Xiumin
（Harbin University， 150086）

Abstract：The ability of computer professional students，from a certain point of view， the gradual formation of computational thinking is more important than to master a certain high-level language，simple to participate in the development of a practical project.Students master the language is to learn how to use the development tool.Although the actual project development can enhance students' practical ability，but in the future study and work of the students，it is difficult to meet exactly the same project and the same development process.And grasp the computational thinking，you can sort out the understanding of the problem，the user needs to be converted into a process of development constraints.Be able to expand the thinking，verify the law.At the same time，it can also improve the students' comprehensive quality. So to cultivate students' computational thinking.In this paper，the connotation， the function and the concrete implementation plan of the computational thinking are described in detail.

Keywords：Computational Thinking;task driven;exploration and improvement;curriculum reform;professional characteristics

本論文系課題：《大學生計算思維培養研究》的階段性研究成果