計算思維對本科人才培養的影響及意義

高晶 李婕妤

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，計算機網絡技術應用越來越廣泛，培養出具有計算思維的本科人才是非常有必要的。在21世紀的背景下，計算機課程是本科教育階段必修公共基礎課程，目的就是培養大學生的計算思維，這對本科學生未來的發展起著至關重要的作用，幫助學生在面對問題時能夠利用所掌握的計算思維將問題更好地進行處理和解決。因此計算思維對本科人才培養是非常有必要的。

關鍵詞：計算思維;本科人才培養;影響;意義

基金項目：華北理工大學教學改革研究與實踐項目，項目名稱：計算思維視野下大學計算機基礎課程“任務驅動式”教學模式研究與實踐（項目編號：Q1684-16），青年專項。

1 本科人才計算思維能力培養的定義與目的

1.1 計算思維的定義

計算思維所屬的范圍在科學思維中，它與理論思維和實驗思維是科學思維中三個主要的內容。我國著名教授曾說過，計算思維就是利用計算機網絡技術科學為依托，對問題進行解答，設計相應的系統和一些思維活動[1]。通常情況下，科學思維在整理分析以及后期的改變所得到的數據，可以直接反映出事物變化的規律，以及中間的推理和判斷過程。因此，計算思維是一個理性認知的過程。計算思維是一個較為抽象的概念，它是在不同維度上層層解答，幫助人們獲得最終的答案。

當今社會發展速度非常得迅猛，隨著計算機開始應用到各個行業，所有的事物開始朝著信息化方向推進。在這種形勢下，計算思維是每一個現代社會中的人們都應該具備的能力，它能將科學、工程以及管理等方面的問題解決，幫助我們更好處理各種數據和信息。進入到21世紀以來，我國重大科技和產業不斷向上發展，與此同時社會開始進行重大轉型，計算思維已經與我們大腦產生密不可分的關系，它是人們發展中已經不能忽視的一個重要思維。作為高等院校，最重要的目的就是為社會培養合格人才，幫助我國社會更好的發展和進步，想要完成這一目標就要在高等院校教育中增加培養學生的計算思維，在不同專業中都要開展計算機基礎以及專業課程，這樣才能塑造學生的計算思維素養和能力。

1.2 本科人才計算思維能力的培養目的

之所以培養本科學生的計算思維，是由于計算思維可以鍛煉、提升學生對事物的認知能力，同時利用計算機技術解決工作、學習、生活中遇到的問題，培養終身學習的習慣和理念，在計算機系統的幫助下可以實現共同學習。我國教育部已經明確要求，在高等院校內將計算機課程作為必修科目，即使是非計算機專業的學生也必須掌握該項技能，培養學生自身的計算思維。針對不同專業的學生，應當采用不同的方法來培養，因為專業不同所面臨的問題也不盡相同，因此在培養之前要針對不同專業的特點來制定獨特的培養計劃和方案。計算思維本身是一個較為抽象的概念，在具體實施的過程中需要和專業知識進行緊密的結合，主要目的是解決實際問題，在掌握計算思維后可以隨時應對其他不同的狀況。

2 計算思維對本科人才培養的影響

2.1提升本科學生的計算思維

現階段我國高等院校將計算機基礎課程作為本科學生的必修課程，要求學生在掌握基本技能之后，在計算思維下可以應對工作、生活和學習中遇到的問題。計算思維就像其他學科思維一樣，是一種特殊的思維。計算思維使學生變得更加的理性和沉穩，在面對難題時通過推理、實證以及計算等過程，將問題拆解一步一步的解決。因此，高等院校本科教育階段計算思維是在計算機基礎課程中獲得的，這也是培養學生具有計算思維的主要方式。

不同的專業對于計算機基礎知識掌握廣度及深度是不同的，因此在進行計算思維培養時應當針對不同專業來進行區分培養。將本科生所學習的專業知識進行提煉，形成一份詳細的報告，根據報告的結果來特定培養其計算思維。在教學中不斷地將計算思維教學進行完善。在本科學生掌握一定程度之后，安排相關的訓練來進一步確認其學習質量。在這樣的形式下，本科學生的計算思維會得到明顯的提升。

2.2 冷靜面對問題所帶來的困擾

在這個飛速發展的社會中，生活節奏變得特別快，一個又一個新興概念不斷沖擊著高等院校內的學生。在這樣的狀態下，學生很容易在這樣的環境中迷失自我，特別是在面對任何問題和困難時都會出現退縮的心理。但是在計算思維下，這樣的情況可以得到明顯的緩解。計算思維就是在學生的大腦內擁有一個“程序化系統”，在面對專業上或者是生活上的問題時都能夠將問題進行剖析，按照步驟一點一點地將問題和困難解決掉[3]。計算思維是一種超理性思維，該思維對本科學生最大的影響就是可以具備分析問題的能力，遇到學習中無法一眼解決的問題，可以利用思維特定模式進行思考和解決。

2.3 提高本科學生信息數據處理的能力

當今社會是一個信息化時代，各種各樣的大數據和信息充斥著本科生的學習和生活。計算思維可以更好地幫助本科學生處理這些數據和信息。高等院校的學習與前幾個階段的學習是不一樣的，在轉變學習方式的同時還要轉變思維方式。高等院校的本科生所處的環境在發生著巨大變化，每天接收來自專業學習的知識以及網絡媒體上面的信息，如果利用傳統思維將這些數據信息進行整理和分析是一項浩大的工程，需要浪費很多的時間。但是利用計算思維則可以很好地解決這一問題。通過不同的算法和范式可以快速地將數據信息進行整理和分析，幫助學生在極短的時間內就能了解整件事情的過程，節約了大量的時間和精力。

2.4 提高專業知識的學習

本科學生在學習專業課程時會失去熱情，在面對一些比較難理解的定義和知識點時會對學習的進度造成阻礙。計算思維可以打破這一現狀，幫助學生更好地學習專業知識。在學習算法這一概念時，可以利用算法在實際中的應用向學生進行展示。同時在學生開始接觸計算思維概念時，可以播放一些視頻短片來幫助清晰認識計算機知識的力量，激發出對計算思維的好奇，進而更好在學生腦海中培養計算思維。

3 計算思維對本科人才培養的意義

自從我們國家進入到21世紀以來，每一天的變化都是非常快的，在飛速變化的今天，計算思維對本科學生的培養意義是重大的。本科學生是社會發展的主力，依靠他們才能帶動社會更好的發展和進步。想要實現這一目標就要培養他們的計算思維。當前，計算機網絡技術遍布日常生活和工作，只有利用計算思維才能更好地處理問題以及分析數據和信息。計算思維屬于科學思維的范圍，培養學生的計算思維相當于培養學生的科學思維能力，進而提升學生解決問題的能力，所以說計算思維是不能代替的一種理性思維。

4 結語

綜上所述，計算思維是本科學生在大學中所學習的必備技能，同時也是創新人才培養所具備的基本素養。基于計算思維的教學對學生的影響是極為深遠的，同時也具有非常大的意義。它可以激發學生學習的積極性，利用計算思維更好地解決問題、對知識的探索以及合作學習，幫助學生建立屬于自己的學習方式，進而提升自己解決問題的能力和水平。

參考文獻

[1]李娜.通識教育背景下的應用型本科院校計算機基礎教學的探討與實踐[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2019（03）：142-143.

[2]劉明綱，李琦.大學計算機基礎課程發展中“計算思維能力培養”在應用型本科院校落地的探索[J].信息與電腦（理論版），2018（21）：221-225.

[3]羅俊，樊洪斌，陳雪剛，章才能.地方本科院校文科類專業學生計算思維能力培養研究——以湘南學院為例[J].電腦知識與技術，2018，14（07）：135-136.