大學生計算思維能力對就業創業的影響

鄭福妍 鄭寶民 韓 雪

(黑河學院 a.計算機與信息工程學院；b. 現代教育技術中心，黑龍江 黑河 164300)

一、計算思維的相關概念

計算思維是運用計算機科學相關概念進行問題求解、設計相應系統并融入人類行為的一系列思維活動的統稱[1]，計算思維是每個人都應具備的思維能力，受計算能力的限制，最終由人和計算機共同執行。理解計算思維的相關內容就是掌握人們是如何利用計算系統對現實世界中各種事物進行控制和處理，培養計算思維有利于培養復合型知識結構的人才，對新型計算手段的創新也有重要意義。具有計算思維的人通過對數據的收集、整理，能夠加深對問題的近一步研究，通過點看到面、透過表面看到實質，具有舉一反三的能力。找出其共性問題為其建立數據模型，將其抽象為具有數據特征的問題，然后通過編寫程序代碼的形式解決所有相似問題，最后還能通過大量數據對其進行測試以驗證該解決方案的正確性。計算思維不只是在計算機編程中使用，在人類工作生活的各行各業中也廣泛運用。培養學生的計算思維能力，也有利于其他課程的學習。

二、鍛煉和提高我國大學生的計算思維能力的方法

通過對美國基礎教育(K-12)的計算思維能力培養形式提出以下可借鑒方法：

(一)計算機編程課程的學習是計算思維能力培養的直接手段和方法

國外教育與我國教育有很大區別：國內教育重點在知識點的傳授，讓學生學習時更加的直接，縮短學習時間；國外教育重點在能力的培養，讓學生通過實踐探索總結其中的奧妙，使記憶更加牢固，無形中培養了學生的創新及動手能力。可以對我國的教育模式進行適當調整，保留我國的直接快捷，同時，提高學生的實踐動手能力比例，以此激發學生的創新能力。

計算思維與編程能力相輔相成，編程過程就是讓學生將學習到的理論知識實踐化的過程，一方面，通過編程操作有助于計算思維的培養；另一方面，計算思維的運用能快速地提高編程能力，二者相互促進，計算思維及編程能力的提高能使學生從技能操作層面上升到創新創造層面。

通過編程語言的學習既掌握了該種高級語言的語法規則，同時，也鍛煉了人們嚴謹的邏輯思維能力，這是任何一門課程都無法替代的。如果人們能夠從小就開始接觸計算機編程，真正投入精力去了解、掌握，那么計算機編程將給人們打開一個觀察、認識世界的全新視角[2]。

布倫南等人將計算思維定義為三維框架，主要包括以下三個關鍵部分：(1)計算相關概念：如順序、循環、事件、條件、運算、數據等；(2)計算實現：如迭代、繼承、測試、抽象化、模塊化；(3)計算觀念：如表達方式、連接、質疑等[3]。

上述所提出的計算思維的特征和關鍵部分都是我國計算機專業人員在計算機編程語言學習中所要學習的，可見，通過計算機編程語言的學習能更加直接有效地提高人們的計算思維能力的培養。

(二)計算思維與其他課程的融合

找到提高計算思維的主要方法后，其他課程的學習也是必不可少的，將語文、數學、音樂、地理、物理、化學等課程與計算機編程進行融合對不同年齡的孩子在計算思維方面也有不同的鍛煉與收獲，能使其將不同學科的內容進行融合，使各科之間的分界線不明顯，在使用時能夠靈活轉換，不會造成理論與實踐相脫節的情況，并能充分表達自己的思想，最大程度激發孩子的創造力。

如在Scratch編程中孩子理解了計算機模塊化的編程思想后，任課教師只需布置主題任務，不要對具體實現過程加以約束，通過游戲式的程序開發方式讓孩子展開想象力，有的制作新年賀卡、有的編寫音樂播放程序、有的開發小游戲……，孩子可以自由設計，按照自己的想法在程序中融入各種元素，在程序設計開發過程中即運用了計算思維、鍛煉了程序開發能力，同時，也提高了對其他課程的理解與探究的欲望和學習的熱情。每一個優秀作品的呈現都離不開宏觀的布局及微觀每個細節的實現，其中的耐心與創新力也是必不可少的。

STEM教育為科學、技術、工程、數學多學科的融合，為提高大學生的就業率，需要多學科、多專業培養，畢竟現實生活中發生的大多數問題無法單純地界定為是某一知識領域的問題，大都需要運用多種學科的知識來共同解決。在高等教育中無論是哪個專業學生的培養，都應融入STEM教育，只有這樣才能培養出符合社會需求的復合型人才。

(三)經常進行計算思維練習

使用計算機解決實際問題包括兩個過程。

1.實際問題的抽象過程

如何將現實生活中存在的實際問題抽象成計算機內部的數據操作問題，這就是計算思維，當具有計算思維后，就能夠很容易地將問題進行分解、抽象，就知道應該如何在計算機中建立相應的數據模型，這就是數據庫課程中所講解的將數據由現實世界到信息世界的抽象過程，這一過程非常重要，只有這一步成功了，才能進入第二個過程。

2.代碼的實現過程

當對實際問題抽象為數據模型后，就需要通過計算機借助于某種具體的編程語言進行程序代碼的編寫實現，代碼的調試。

在這兩個過程中第一個過程是非常重要的，筆者通過自己的實踐教學發現，大部分同學不會編程的原因，不是某種程序設計語言不會運用，大部分學生對別人編寫好的程序都能讀懂，說明程序閱讀是沒有問題的，那么差的是什么呢？分析原因，就出現在第一個環節的練習，也就是計算思維能力及邏輯思維能力沒有得到鍛煉，還不具備使用計算思維的方式來理解和分析問題，造成無法進入第二個——程序代碼的編寫環節。為解決這個問題，在高校計算機專業課程中開設了數據結構課程，數據結構課程就是鍛煉學生問題抽象能力的，通過數據結構課程的講解，向學生講授傳統的數據模型無非也就是線性結構、樹形結構和圖形結構。拿來一個現實問題，先分析其屬于哪種(邏輯)結構，然后再根據操作來確定采用哪種存儲結構進行存儲，使操作更加方便，因為不同的存儲結構，在代碼實現時操作思想就不同，語句代碼自然也不同，相應的時間復雜度及空間復雜度也不同，也就是效率也有所不同。畢竟實際問題的解決，還是要講究效率問題的。計算機專業的學生數據結構課程的內容要熟練掌握，通過這門課程的學習會大大提高學生的邏輯思維能力及計算思維能力。

三、編程能力對大學生就業創業的影響

人類研究發明了計算機，使計算機越來越智能，成為人腦的延伸，同時，計算機的不斷強大和發展反過來也改變了人們的生活及思維方式，人們也開始使用類似于計算機的思維模式進行思考問題，這一點對于當今社會的每個人來說都深有體會。

數字化是未來社會發展的大趨勢，在發達國家已經將編程認定為未來所有產業必須掌握的技能，成為社會生存的一項基礎能力。

各種人工智能產品已無法阻擋深入人們的工作和生活，機器人在幫助人們的同時，對人們的工作也產生了極大的威脅，大量公司引入機器人代替員工工作，裁員的消息不斷充斥著網絡。以前是人與人的競爭，只要比別人強，就會獲得這份工作；現今是人與機器的競爭，人如何才能競爭過不知疲憊的機器，答案只有一個，那就是在思維方面戰勝機器人。

據美國計算機科學教師協會CSTA的報告，到2020年將會產生920萬與STEM有關的工作，其中一半都與計算思維緊密相關[4]。可以看出，只有計算思維方式才符合數字化社會的發展，在未來大量的工作崗位將被機器人所取代，計算機編程語言就像一門外語一樣，只有具備了一定的編程能力才能夠學會與智能機器進行溝通，未來所剩無幾的崗位將是留給懂編程的高科技人才。具備一定的編程能力有利于大學生盡快融入社會，適應社會的思維模式，在社會中找到適合自己的工作，對大學生的就業和創業將有極大幫助。

四、結語

計算思維是一種思維習慣，不是只有學習計算機的人才具有的，不管從事什么專業學習的人都應該具備這種思維習慣，特別是在如今信息化社會，要求人們更應具備這種思維習慣，并努力提高其能力，當人們具備了這種思維習慣后，會不自覺地運用到自己的工作和生活中，計算思維的運用能夠降低工作出錯的概率、提高工作效率。計算思維形成過程中的同時，培養了人們就業、創業所需的各項素質能力，如敏捷的思維、嚴謹的態度、堅強的意志等，這些能力的培養不管是以后從事哪種工作，都是必不可少的。