计算机思维

计算机思维（共12篇）

计算机思维 篇1

1 计算思维与教学思维

思维模式是哲学领域认识论研究的重要一环,前人已经作过多种总结,笔者倾向于将计算思维视为与理论思维、实验思维并列的三大基本思维模式[1]。图灵奖获得者卡普[2]认为,自然问题和社会问题内部蕴含丰富的属于计算的演化规律,这些演化规律伴随着物质、能量以及信息的变换。也就是说,人文社会科学领域的问题也可以如自然问题一样,通过其中信息的变化用适当的方式呈现出来。计算思维是人类科学思维中以抽象化和自动化,或者以形式化、程序化和机械化为特征的思维形式[3]。

在教育领域,教学思维是实现教育目的的关键所在,也是教学效果实现的手段。我国学术界已有一些对于教学思维的反思,但大多是对既有思维方式本身的完善和改进,新的思维方式引入不多见。比如,有学者认为,教学思维方式是人们用以把握、描述、理解和解释教学世界的概念框架的组合方式和运作方式[4]。对于教育领域的问题和现象来说,教学思维方式决定了其思考视角、解释方式以及研究范式,同时对教学实践来说,合理的教学思维方式可以提高教学效果。也有学者认为,教学思维植根于大学教育活动中,对于理解、施教具有方向性价值。思维方式规定着教学本质、教学过程、教学内容、教学方法以及师生关系等问题,深深地隐藏在教学实践过程中,决定着怎样思考和处理教学问题,决定着教学问题思考的广度和深度,以及实施教学计划的方案与措施[5]。

教学思维具有一定的独立性,来自于作为社会成员教师的一般性思维方式,并将这种思维方式应用于教育教学领域,形成对教育教学现象、本质和规律的一种认知模式。它能够对教师的教学实践起到指导作用,对教学效果作出一定的预期,具体体现为一种教师的素养。

2 计算思维对教学思维的启示

教学过程中,教师必须尽量使学生准确无误地了解自己所表达的知识,这种知识往往是以一种结论的形式呈现,那么教师就面临一个问题———如何采取合理的表达方式,按照一定的语法和语义规则说明获得结论的理由,让学生相信自己所提出的结论,这就涉及到对计算思维的应用。

计算思维应用于教学思维步骤:

(1)确定问题集合,教师对于所要教授的知识必须确定一个问题集合。当下主流教学理念是一种探究式和理解式教学,让学生参与到知识的教授进程中,通过问题来引发学生的思考是最有效的方式。教师在授课之前需要对教授的知识有一个逻辑线索,在这个线索的每一个“节点”上设置难度适当的问题,最终将所有问题形成一个集合,这个集合的特征体现在所教授的知识内涵与外延上。比如,小学低年级数学课问题集合体现为能呈现数字、四则运算法则等知识点,通过引入客观事物的数学特征来确定问题。教师必须确定该集合中哪些问题可以选择、每种选择的有利因素和不利因素是什么、最佳的问题方案是什么等。

(2)达成目的的策略,设置总目标与分目标。教师在授课前还需要确定授课目标。目标的设置应按照知识点的逻辑线索确定,每一个“节点”对应相应的分目标,或者说每一个分目标都应该有对应问题来引导学生达成。此外,教师必须明确实现分目标的步骤。

(3)按照逻辑线索授课,确定明确的话语表达系统。在教学过程中,教师的讲授顺序应该按照之前所设定的问题集合,依循知识点的逻辑线索进行,确保每一个“节点”能够衔接。教师还必须对知识点和逻辑线索进行反思,比如提供的问题和有关知识点的论据是否切合,能否找到更好的问题和论据等。另外,因为计算思维的核心是语义的确定性,即在理解上不会出现因人而异、因环境而异的多种可能性,所以教师有必要在教学话语层面对知识点的表达作出规定,这在人文社会学科课程中非常重要,比如在讲授“教学思维”这一概念时,必须与“教育思维”等概念明确区分开来。

(4)提供有助于学生理解知识点的相关信息。根据“最近发展区”理论,教师可根据学生需要和知识点内容提供相关信息,这些信息必须和所教授知识点有逻辑联系,在难度和数量适当的前提下能够帮助学生更好地掌握知识点。

3 计算思维应用

(1)对知识点的反思。教师首先必须熟悉教学内容的知识点,能对知识点进行反思。表现为能够厘清知识点之间的逻辑关系,按照此关系将相关教学信息拓展开来。其次对知识点分层,按照每个“节点”设置相应问题。对讲授的知识内容进行反思有助于加深对教学内容的认识,更加有把握地教学,同时能通过问题引发学生兴趣,避免学生厌学。

(2)选择合适的提问时机,将学生引入逻辑思路。教师要实现教学目的就必须引发学生的兴趣并成功将其引入架设好的逻辑思路中,利用明确界定的概念串起各个知识点,最后导出明确的结论。这一环节是利用计算思维进行教学的关键环节,目的在于架起教师和学生进行教学内容沟通的桥梁。

(3)通过明确的结论让学生获得正确的认识。计算思维作用下所获得的结论具有有限性的特征,即结论的表达方式是一种有限的形式。教师所要传授的内容与相关的学科知识相比只是一小部分,其结论也必然有局限性,相关结论在学术上存在着争鸣的可能性。因此,教师必须对自己得出的结论进行辩护,通过推理和经验证明该结论的合理性与正确性。

(4)进行拓展层面的师生交流。因为条件限制,很多时候必须给学生一个明确的结论。关于此结论在学术领域中的争论,可以通过师生之间的课后交流得到拓展,比如生物课上教师必然要以达尔文“进化论”作为正确的理论根据得出结论,但课后大家可以对其它相关理论进行讨论和交流。

4 结语

计算思维是与逻辑思维、实证思维并列的思维方式,虽然在学校教学层面运用还不显见,但可以预言,它必然会成为今后又一主流思维方式。

要在教学体系中体现计算思维,还需思考以下问题:计算思维除了目前能确定的有限性、确定性特征外,还具备哪些组成部分?如何在教学实践过程中培养师生的计算思维?计算思维对当前的教学内容来说是否意味着改变?如何在当前的教学实践中明确把计算思维“讲”出来?这些问题有待后续研究。

参考文献

[1]朱亚宗.论计算思维——计算思维的科学定位、基本原理及创新路径[J].计算机科学,2009,36(4):53-55.

[2]KARP R M.Understanding science through the computationallens[J].Journal of Computer Science and Technology,2011,26(4):569-577.

[3]李廉.计算思维——概念与挑战[J].中国大学教学,2012(1):7-12.

[4]李定仁,罗儒国.教学理论应用研究思维方式的变革[J].华中师范大学学报:人文社会科学版,2005,44(5):123-127.

[5]郭方玲,吉标.教学思维方式解读[J].天津市教科院学报,2006(4):51-53.[6][美]安德鲁.芬伯格.技术批判理论[M].韩连庆,曹观法,译.北京:北京大学出版社,2005:11-15.

[7]陈桂生.“教育学视界”的辨析[M].上海:华东师范大学出版社,1997:59-65.

计算机思维 篇2

本文所说的“计算机思维”，指的是“计算机象人的大脑那样的工作”。由于我们目前对人类大脑工作的原理还至少处于半无知的状态，我们也就无法确切地界定什么是思维。这样，我们就只能换另外一种方式来讨论“计算机能不能思维”这个问题，即把“计算机能不能思维”这个问题改变“计算机能不能象人的大脑那样工作”这样的问题来讨论。

从本世纪70年代开始就有不少的计算机科学家预言“能够思维的计算机”很快就会问世。但是，到目前为止，即使全世界最高级的计算机也还始终只是一台按照人编制的程序工作的“机器”。在现代机器刚刚发明出来之时，不少人希望能够制造出一旦发动就不再需要新的能量、能够永远运转不停的“永动机”。后来，科学家们能够最终能从理论上证明“制造永动机”的不可能。我们现在虽然不能象科学家们证明“永动机不可能”那样证明“计算机不能思维”。但至少可以从逻辑上对这个问题作出一个初步的判断。

一、从计算机语言的角度证明计算机不能象人的大脑那样工作

许多计算机科学认为将来的计算机能够象人的大脑那样思维的主要原因是因为人类使用语言思维，计算机也可以使用计算机语言。这样，计算机最终能够象人的大脑那样思维。

在这里，赞同计算机能够象人的大脑那样思维的计算机科学家犯了如下逻辑上的错误：先把人类思维简单地等同于语言思维，再把计算机语言简单地等同于人类语言。这样，人是用语言思维的，凡是能够使用语言的“事物”---不管是人还是机器，都能够“思维”。我们可以通过人类语言和计算机语言的对比来证明：在现有的计算机硬件水平上，无论采用什么高级的计算机语言，计算机都不可能象人的大脑那样思维。

1.人类自然语言的特点

人类自然语言既是交流的工具，又是认知的工具，同时也是思维的工具。由于人类自然语言同时要满足这三种功能，它就必须达到如下要求：思想、方法、对象三者同时融于语言之中。这就是人类自然语言的“三位一体性”。如果没有这种“三位一体性”，人类自然语言对人类就失去了意义。试想，如果我们用语言交流，双方却不能通过语言知晓对方的思想和思维的对象以及方法;我们用语言认知，却不能用语言把握对象、掌握方法和认知目的;我们用语言思维，我们却不知用的什么方法，思维的对象是什么，用什么观念控制思维。在这样的情况下，语言对人类还有什么意义呢?与此相应，人类自然语言要同时满足这三个功能，就必须是具有相当程度的不确定性。这也就人类自然语言的“说不准原理”，即在任何一种语境中，语词所指称的对象都只是相对确定的`。

人类自然语言的这种“说不准”的特点决定了人类大脑思维过程的模糊性。现代神经生理学和神经心理学等学科的研究已经证明，人的大脑左、右半脑是有相当分工的。对于大多数人来说，语音语词存储在大脑的左头脑，视觉表象或“图景”存储在大脑的右半脑。大脑思维过程的模糊性就是，人类大脑左半脑中的语词与右半脑中的“图景”是一种非常模糊的对应关系。这种模糊的对应关系使得人类大脑根本不可能象电脑那样快速准确地“计算”。然而，正是这种模糊性给人类以极大的适应性，使得人类能够在极端不同的环境条件下生存。人类自然语言具有极大的模糊性，但人类所处的自然环境具有一定程度的同一性，外部世界通过视觉进入人类大脑右半脑的信息具有一定程度的

计算机思维 篇3

关键词：大学；计算机教学；计算思维

引言：大学计算机基础课程是本科学生都需要掌握的通识教育中的重要组成部分，是提高学生计算机水平的重要手段，更是让学生适应信息时代提高综合创新能力的重要环节。但是近年来在大学计算机课程中出现了许多问题，其教学质量更是受到了很大的影响。面对这种问题我国在2012年批准了“一计算思维为导向的大学计算机基础课程研究”共22个改革项目，将工作的重心放在了如何有效提高大学生信息素养与应用能力上，切实保障大学计算机教学的作用，为祖国培养一批新时代的创新型人才。

一、大学计算机教学的现状

近年来，面对非计算机专业的大学生们而设计的计算机基础课程教学受到了很多质疑，本来计算机作为信息时代不可或缺的工具应该给到相应的重视，但是由于各个高校的管理部门以及一些老师们在对课程进行定位时存在着许多偏差，甚至有些课程自身就存在着问题，导致计算机基础课程没有在各大院校中拥有一把固定的交椅。大学计算机基础课程本身就存在着起点低、内容旧、着重于对应用工具的讲解但却忽视了计算机原理的讲述、而且还有一些内容学用脱节，这些问题都是使其备受争论的原因，所以对大学计算机教学的改革已经迫在眉睫，而这时，计算思维的提出无疑为其改革提供了一个很好的机遇。

随着计算机的快速普及与发展，整个社会的计算机应用能力不断上升，所以这就对原有的高校计算机教学提出了更高的要求，重点教授应用软件工具已经不能够满足时代发展需要了，而是应该将计算机系统的方法与原理思想作为计算机教学课程的核心内容，同时加强思维方法训练。

二、大学计算机教学改革的措施

1.实行分类教学，突出重点

分类教学顾名思义，就是对不同专业的学生进行分别教学，教授他们不一样的计算机基础课程，如果把所有学生都按照一个模子制作出来，那么第一是不实用，学习的计算机知识对学生们本专业的学习没有太多帮助；第二就是缺乏特性，所有学生本来就有着不同的专业、不同的爱好、不同的特长、对待计算机专业的看法也大不相同，如果对这样一群孩子按照一个课本学习，自然就扼杀了其特性的发挥，所以我们要进行分类教学，突出各个专业不同的教学重点。比如说：对于一些含有艺术类专业的院校，艺术类学生的计算机课程中，我们就可以添加如电脑音乐制作、视频编辑、PS处理等适合其心理特点、有利于专业水平提升的计算机课程，实现传统与现代的接轨，等他们毕业之后，在自己的行业中，能够更好的与这个信息时代接轨。

2.对原有的教学模式进行改革

传统的授课模式在计算机网络技术快速发展的今天已经不适用了，我们要从教学的过程中取其精去糟，对教学模式进行改革。我们可以通过混合教学模式来将现代化的计算机网络和传统的教学方式进行结合与综合利用，这樣既可以保留原有传统教学模式的优点，又可以利用现代科技提高学习效率。和传统的教学模式相比，混合模式可以更好的培养学生们的能力，在学习计算机技术的同时，逐步提高自学能力、团队合作能力等。

3.对计算机课程的考核方式进行改革

不能单一只看课上或最后的考试成绩，而是在学习过程中加强管理与分析的同时，有侧重的进行考试，要将考核体现在日常学习的方方面面，这样才有利于对学生日常行为的把控，更加促进学生们的学习热情，可以最大化的避免学生为了应付考试而突击、背答案以及作弊等现象的发生，做到学习是为了学生自己，而不是为了应付考试。

4.组建优秀的教师团队

师资水平是提高教学质量的关键，更是课程改革的重要环节，学生们能够吸收什么，主要还是取决于教师能够传授什么，所以教学质量的好坏受教师水平的直接影响。在大学计算机课程中培养计算思维并不是处处提计算思维概念和含义，而是要提炼并展现隐藏在知识背后的基于计算机的问题求解方法，进而引起学生求知欲望。如何将枯燥的书本知识讲的生动有趣不繁琐等等，这些对于老师授课技巧的要求是很高的，教师们首先是应该专业过硬，其次更应该以学生为主体，采用适当的教学方式，还课堂给学生，最大程度上的激发学生们的学习热情，对于教学的案例与内容进行精心的设计与揣摩，帮助、引导学生们爱上计算机课程。

三、结束语

在计算机技术迅速发展的今天，社会对于计算机人才的需求量也越来越大，这就需要我们对现有的大学计算机教学进行改革，将时代背景与学生的发展方向进行结合，确定合适的教学内容与教学方式，将计算思维引入到计算机课程的教学中来。随着计算思维在计算机基础课程改革中作用的不断提高，在带来希望的同时，也带来的一些问题，我们还是处于一个摸索阶段，这些问题是在所难免的，只要我们不断进取，经过长期的教学实践与探索，相信我国的大学计算机教学一定会上升到一个新高度。

参考文献：

[1]刘贵松，李茂国. 大学计算机系列课程改革思考[J]. 中国大学教学，2012（11）：39-41.

计算机思维 篇4

目前大学计算机基础课程很多都沦为“狭义工具论”课程, 即教计算机基础就是教些计算机工具及其使用方法。另一方面, 由于计算机操作的简易和教材内容、模块的浓缩, 学生对进入大学后的第一门计算机课程兴趣不大。很多人质疑大学计算机基础教育的必要性, 课程面临被裁掉的危机。类似的情况美国也有, 加州大学洛杉矶分校的高等教育研究会一直都在追踪学生主修专业的情况。他们发现自从2000年以后学生对计算专业的兴趣比例在急剧下滑。计算机基础课程面临的这些问题, 迫使我们要重新审视这门课的教学内容和课程结构设计。

早年, 在美国总统信息技术咨询委员会 (PITAC) 2005年6月给美国总统提交的报告《计算科学:确保美国竞争力》 (Computational Science:Ensuring America’s Competitiveness) 有明确阐述计算科学的重要性。报告认为, 虽然计算本身也是一门学科, 但是其具有促进其他学科发展的作用[3]。我国教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会对计算思维的培育非常重视。2010年7月, 在西安会议上, 发布了《九校联盟 (C9) 计算机基础教学发展战略联合声明》, 确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革[4]。在国内外还有很多类似的有说服力的、权威的报告和会议, 种种迹象表明了大家对计算机基础课程改革的决心, 并将矛头指向“计算思维”。大学计算机基础教育是培养复合型创新人才的重要组成部分, 应以培养学生的计算思维为目标, 让学生了解人与计算机能力的局限性, 用计算思维的方法去分析、解决学科中碰到的问题, 而不是让计算机单纯的沦为“工具”。

2 解析计算思维

那么到底什么是计算思维呢?国际上广泛认同的计算思维定义来自美国卡内基梅隆大学 (CMU) 的周以真 (Jeannette Wing) 教授。周教授认为, 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计, 以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[1]。

计算思维的本质是抽象和自动化, 利用计算的基础概念来求解问题、设计系统和理解人类行为。就像拿杯子喝水, 用人脑的思维是“直接喝”呗, 因为在你看到杯子的一瞬间大脑已经做过很多判断了。而计算机不会, 你得一步一步告诉它要去做什么判断:首先你得定位杯子, 然后看是否是你的杯子以及杯子中是否有水, 最后才去执行喝水的操作。当然我举这个例子, 并不是要人碰到问题就像计算机那样思考, 而是要说明计算思维是一种思想, 无处不在, 是人们用来解决问题的有效途径, 每个人都应掌握、使用它。

3 如何改革计算机基础课程

那么如何以计算思维为切入点改革计算机基础课程呢?如何通过课程培养学生的计算思维?怎样让学生拥有计算机思维?

解决这些问题, 首先要用计算思维的观点重新审视现有的课程体系。虽然近几年计算机基础的教学内容在不断的更新和改进, 但课程体系大体没什么变化。现有的课程体系按学科分类, 分为:计算机基础知识、多媒体应用、数据库应用以及程序设计 (只有理科学习) , 教学重点是介绍些常用的计算机工具及其使用方法, 如图1所示。

这种教学方法, 缺乏了对学生计算机文化素养、应用计算机解决实际问题的思维能力与应用能力的培养, 容易使计算机基础沦为“狭义工具论”课程, 也降低了学生对计算机基础课程的兴趣。但是难道现在的计算机基础课程中一点都没教授计算思维吗?答案当然是否定的。从图1的课程体系中可以看出, 现在的教学内容正在朝培养学生计算思维的方向靠, 只是计算思维隐藏在内容中, 没有被挖掘出来, 被忽略掉了, 要靠学生自己领悟出来, 这往往就无疾而终了。所以我们现在要做的是把计算思维从课程内容中显性出来, 见图2。

根据图1和图2的比较, 可以看出, 图2中理科、商科和文科都需要学习程序设计, 训练计算思维。当然, 这里并不是要求人人都去编程, 而是要求学生通过程序设计学会用计算思维的方式思考问题, 把复杂问题归纳推导至他们熟悉的简单问题上去。另外, 图2中课程内容在计算机应用能力培养上, 涵盖广、实用, 并且有所加深, 利于计算思维的培养。而原有的课程体系中只有理科需要学习程序设计, 内容单一, 忽略了思维的培养。许多非计算机专业尤其是文科类的学生, 从来都没有体验过用计算思维方式解决问题所带来的愉悦。

接着我们要根据制定好的课程体系分层次教学:注重基础、提升能力、激励思维创新。采用计算思维的培养模式, 从加强学生的基础知识和基本技能出发, 逐步提高他们的计算机综合应用能力, 让学生自觉地去学习、去思考、去实践, 潜移默化的培养他们对复杂事物分析、分解的能力, 逐步激发他们的创新思维。当然这整个过程的实现还需要多元化的教学模式:理论教学+实践教学, 两者融为一体, 才不至于使课程内容沦为“纸上谈兵”。

有了以上的课程体系和教学定位, 最后构建以计算思维为核心的计算机基础课程内容, 体现计算思维的特色。初步构建的主要内容有:

1) 计算思维:什么是计算思维, 计算思维对其它学科的影响, 计算思维的技能、应用案例等。

2) 计算机基础:计算机中的信息表示、计算机的基本工作原理、计算机软硬件基础等认知内容。

3) 计算机综合应用:分三个学科教学。这部分内容一定要避免“工具论”教学, 要结合计算思维的培养方式。

文科:多媒体技术和技术应用、数据库技术。

商科:多媒体技术、数据库技术、算法设计。

理科:数据库技术、算法设计、软件开发技术基础。

4) 程序设计:可以根据学生的学习接收情况, 安排不同语言学习, 如:

文科:VB/VB.NET程序设计。

商科:C#、java程序设计。

理科:C/C++程序设计。

5) 综合案例应用:加入与计算机思维相关的其它学科的课程内容, 让学生亲身实践计算原理的相互影响以及问题有效解决的思维方式, 感受计算机思维无处不在, 领悟计算思维在复杂问题求解过程中体现的无穷魅力。

计算机基础课程是一个理论性与实践性都很强的学科, 所以一定要根据课程的内容协调好理论学习和实践操作这两个环节的关系, 衔接好技能培养、能力培养和思维培养三者间的关系, 以循序渐进的方式逐步改革计算机课程, 不能拔苗助长, 否则适得其反。

4 总结

计算机基础课程不是唯一但却是培养计算思维最好的课程, 所以在竞争激烈、急需创新型人才的当今, 计算机基础课程改革是不可回避的现实问题。将“计算思维”引入计算机基础教学, 是计算机基础教学跳出“狭义工具论”的华丽转身, 是我们教师在教学改革中面临的新挑战、更是机遇。对于学生, 俗话说“授人以鱼, 不如授人以渔”, 让学生们从大学一年级就开始接触与计算思维有关的课程, 潜移默化地培养他们用计算思维的方法处理问题求解, 使他们在日后的学习和工作中终身受益。

参考文献

[1]President’s Information Technology Advisory Committee.Computational Science:Ensuring America’s Competitiveness[EB/OL].http://www.nitrd.gov/pitac/reports/20050609_computational/computational.pdf.

[2]九校联盟 (C9) 计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教学, 2010 (9) .

[3]Jeannette M.Wing.Computational Thinking[J].Communications of the ACM.2006, 49 (3) .

[4]陈国良, 董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学, 2011 (1) .

[5]David Patterson.Restoring the popularity of computer science[J].Communications of the ACM, 2005, 48 (9) .

[6]王移芝, 基于计算思维的课程建设方案[EB/OL].http://www.docin.com/p-461359055.html.

[7]计算思维——概念与挑战[EB/OL].http://www.crct.edu.cn/University/detail.aspx?id=2054.

计算思维总结报告 篇5

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M.Wing）教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上给出，并定义的计算思维（Computational Thinking）。而我国周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。另外李国杰院士认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为,它选择合适的方式去陈述一个问题,对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题求解计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

以上是关于计算思维的一个总定义，周教授为了让人们更易于理解，又将它更进一步地定义为：通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法；是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注分离的方法（SoC方法）；是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即在不确定情间之间，在处理能力和存储容量之间进行折衷的思维方法。

计算思维是一种递归思维 它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。它是由广义量纲分析进行的类型检查。对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程序调用的方法，它既知道其威力又了解其代价。它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。

抽象和分解 来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。它是关注的分离（SOC方法）。它是选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。它使我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息。它就是为预期的未来应用而进行的预取和缓存。

计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维。它称堵塞为“死锁”，称约定为“界面”。计算思维就是学习在同步相互会合时如何避免“竞争条件”（亦称“竞态条件”）的情形。

人类科学发现有三大支柱，分别是理论科学、实验科学和计算科学，人类文明的进步和科技的提升均由其进行推动。与此相对应，人类认识以及改造世界而依赖的有理论思维、实验思维和计算思维等三种思维。理论思维的表现形式是推理和演绎，以数学学科为典型代表。理论来源于数学，所有的学科领域均以它作为支撑。实验思维以观察和总结自然规律为特征，以物理学科为典型代表。实验思维的先驱是被人们誉为“近代科学之父”的意大利科学家伽利略。不同于理论思维，实验思维往往需要借助于某些特定的设备，通过这些设备来获取有关数据来供以后进行深入分析。计算思维重在设计和构造，典型代表为计算机学科 计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。它有着独特的优点：计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。

另外计算思维也有着自己的特性： 概念化，不是程序化。计算机科学不是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远远不止能为计算机编程。它要求能够在抽象的多个层次上思维。

基础的，不是机械的技能。基础的技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。生搬硬套之机械的技能意味着机械的重复。具有讽刺意味的是，只有当计算机科学解决了人工智能的宏伟挑战——使计算机像人类一样思考之后，思维才会变成机械的生搬硬套。

人的，不是计算机的思维。计算思维是人类求解问题的一条途径，但决非试图使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷；人类聪颖且富有想象力。我们人类赋予计算机以激情。配置了计算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些计算时代之前不敢尝试的问题，就能建造那些其功能仅仅受制于我们想象力的系统。

是思想，不是人造品。不只是我们生产的软件硬件人造品将以物理形式到处呈现并时时刻刻触及我们的生活，更重要的是还将有我们用以接近和求解问题、管理日常生活、与他人交流和互动之计算性的概念；而且，面向所有的人，所有地方。当计算思维真正融入人类活动的整体以致不再是一种显式之哲学的时候，它就将成为现实。

在计算机教学中，处处能体现出计算思维的思想。在教学中运用计算思维的思想，能够将一个复杂、抽象问题进行分解，运用启发式推理寻求解答。计算思维将使人们的思维模式发生本质改变。这种以计算思维为核心的转变，反映在教学上就是能够打开学生的思路，将学生从传统的被动接受教学转变到主动参与到课堂教学中来，不仅提高了教学质量，更重要的是学生将逐步掌握发现问题、分析问题和解决问题的方法，为以后走上工作岗位去解决各种各样的问题打下坚实的基础。

计算机思维 篇6

关键词：计算机基础教学；计算思维；培养；探讨

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-01

新时期，越来越多的学校将基于计算思维能力培养的研究和探讨作为亟待解决的新课程目标和主要任务，将其加入学生综合素质培养的关键环节。

一、计算机基础教学课程的发展现状

当前，越来越的学校将计算机基础教学课程列入学生的基础必修课程中。不同的学校依据自身的不同规定而设定相应的课程教学内容，其涵盖了关于计算机系统、计算机信息处理、网络、计算机程序设计内容以及数据库基础等计算机基础知识及内容的教学活动。在学校的教学活动中，让学生掌握计算机科学与技术相关的基础知识和应用能力，逐步掌握和利用计算机相关知识解决和分析问题，进而增强学生终身学习的意识，提升其利用计算机解决相应问题的专业能力。

二、计算机基础教学中的计算思维能力

计算机基础教学是学校教育的重要组成部分，该课程的教学内涵及目标在于将时代的特征和需求充分地展现出来，从而不断地创新，与时俱进。该课程的目标一方面是在于向学生传授计算机基础知识及相关技能性知识、应用能力等，另一方面就是注重提高学生的计算机课程的思维方式，努力培养学生运用计算机解决问题的能力和思维，使其整体素质得到提升，改革创新及实践的能力不断强化，进而使其综合素质得到提高。因此，当前，越来越多的学校将基于计算思维能力培养的研究和探讨作为亟待解决的新课程目标和主要任务，将其加入学生综合素质培养的关键环节。

计算思维能力培养在近些年逐渐成为计算机基础教学课程研究的重点课和核心任务。其中，计算思维主要就是指计算机基础知识的应用来解决相应的问题，完成程序设计的要求以及对人类行为的解析，包含了计算机技术广度意义上的种种思维活动和过程，抽象以及自动化是计算思维的主要内容。同时，在2006年，美国学者第一次提出了计算思维这一概念，该学者认为，计算思维这一思维方式是每一个人都应具备的最本质的，正如人们要进行阅读、写作等活动一样，是人们在各种活动中必不可少的基础思维方式，在学校的计算机基础教学课程中引进计算思维理念，其最主要的目的就是让学生掌握和应用计算思维能力，能够在未来的学习和工作中熟练运用。因此，作为学生的计算思维能力培养的重要载体，计算机教学基础课程起着举足轻重的作用和影响。

三、关于计算思维能力培养的探讨和实践

计算思维能力培养的关键要素主要包括：计算机的相关认知能力；应用计算机及相关知识解决和处理问题的能力；基于网络基础的协同操作能力以及终身学习能力。这四个要素同时也是计算思维能力培养的重要目标，力求在计算机基础教学课程的原有教学培养目标的基础上，深入强化学生的计算思维能力和意识，因此，学生充分掌握计算思维的内容以及人与计算机器间的差异和局限；掌握计算思维处理相应问题的步骤；充分认识到计算思维的重要作用。

那么，如何才能将计算思维准确、恰当地应用于计算机基础教学的过程中已经成为摆在我们面前的一大难题。

（一）教学组织过程中应注重课程教学的针对性和系统性。

1.计算思维能力的培养的重点在于教学内容的认识和理解的及时更新，教师需采用不同的教学方法，在教学过程中自然融入。例如，可采用課程专题定制、定期研讨及交流的方法，以此实现教师对于计算思维能力培养认识的提升，使得教师在课程教学中，逐步融入计算思维能力培养的意识。

2.利用不同的专业背景综合进行计算思维能力的培养。一方面实现了计算机课程概念阐释的普适思维，另一方面又可以获取特定专业课程实例的教学目标和效果，都为学生掌握计算机应用提供了便利条件。

（二）教学内容的编定应注重其对学生的启发性和探索性

教师设计教学内容时，应注重学生的计算思维能力的培养。例如，在进行计算机操作系统教学时，可介绍其进程控制等延伸的思维；进行计算机信息安全教学时，可介绍验证码的来源及其延伸的思维等等。

此外，设计课程实验内容时还应考虑到其趣味性及全面性，进而培养学生的计算思维能力。

四、总结

计算思维紧密联系着人们的日常生活和工作，逐渐成为人们必不可少应具备的生存能力之一，它无处不在，有效解决和处理问题的必要工具。同时，在学校的课程教学中也要相应引进计算思维。关于计算机基础教学课程中计算思维能力的培养一定程度上还需要较长的过渡阶段，因此，还需要我们不断地通过实践去探索和总结。

参考文献：

[1]何钦铭,陆汉权,冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养-《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学,2010,9:5-9

[2]周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯,2007,3(11):83-85

[3]陈国良,董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学,2011,1:7-11

计算机思维 篇7

问题:某工厂生产A、B两种产品, 生产A产品1kg, 需用煤9t, 电力4000k W, 劳动量4人/日;生产B产品1kg, 需用煤5t, 电力5000k W, 劳动量10人/日。现该厂有煤350t, 电力20k W, 劳动量300人/日, A产品第千克获利润1000元, B产品第千克获利润1500元, 问应如何安排生产, 才能使该厂获得的利润最大[2]?

1 问题分析

根据实际情况, 工厂生产各种产品, 要按照预先拟订的生产计划来进行, 而生产计划要受工厂中各种资源的限制和约束。工厂要求在众多约束条件存在的情况下安排生产, 使得工厂得到的利润最大化, 我们现在需要解决的问题是:合理安排生产计划, 使企业所获得利润最大。

2 模型假设

1) 忽略企业内部管理活动是否有效地对生产计划产生影响。

2) 忽略生产计划受市场需求的影响。

3) 生产利润的上限和下限 (即范围) 是确定不变的。

3 模型的设计和算法

3.1 参数说明

l:目标函数中非基变量的个数。

m:工厂资源的种类。

n:工厂生产产品的种类。

e:目标函数中非基变量非负的个数。

z:工厂的总利润。

h:工厂获得利润的最大值。

aij:生产一个单位的第j种产品所需要的第i种资源数。

xi:第i种产品的生产数量。

bi:第i种资源的使用限额。

si:第i个非基变量的下标。

ti:第i个基变量的下标。

ci:第i个产品所获的利润。

ri:目标函数中非基变量的系数。

3.2 线性规划问题[3]

在实际问题中, 工厂的总利润z与生产某种产品的数量xi存在一定的函数关系:z=f (x1, x2, …, xn) , 其中z=f (x1, x2, …, xn) , 取得最大利润是我们追求的目标, 所以称z=f (x1, x2, …, xn) 为目标函数;而x1, x2, …, xn的值是我们需要确定的, 称变量x1, x2, …, xn为决策变量或设计变量。由于变量x1, x2, …, xn的取值要受到工厂使用资源的限制, 所以有约束条件进行限制。

目标函数z=f (x1, x2, …, xn) 是变量x1, x2, …, xn线性函数, 约束条件是x1, x2, …, xn的线性不等式, 所以归为线性规划问题。即这个实际问题是在一个约束条件下求最优化, 可简化为线性规划模型 (Linear Programming, 简写为LP模型) 。

1) LP的一般形式可表示为:

式中, max是“求……的极大值”, s.t.是subject to的缩写, 意思是“受约束于”或“约束条件”。A= (aij) mxn, X= (x1, x2, …, xn) T,

2) LP的标准形式可表示为:

式中, A为m×n的矩阵, 其秩m×n, B≧0。

3) 定理:

一个线性规划的可行解有无穷多个, 而基本可行解是有限多个 (≦) , 且最优解是基本可行解中的一个。

3.3 单纯形法[4]

1) 单纯形法是通过迭代来求问题的最优解。在一个基本可行解非最优时确定一个更优的基本可行解, 形成一个使目标函数单调减的基本可行序列x (1) , x (2) , ……, 经过有限步即可求得最优解。

2) 基本原理:从一个初始点 (极点) 出发, 按照一种简单的规则, 自动实现从一个极点转移到新的极点, 同时使目标函数值减小 (或增大) , 若现行解 (极点) 是最优解, 则计算结束;否则, 继续这种极点之间的转移。

3) 用单纯形法解线性规划问题:

(1) 将一般形式化为标准式:

目标函数:

约束条件:

把 (4) 代入 (3) 中,

(2) 判别是否是最优解:

若Rn≥0, 则说明现行解是最优解;否则, 继续寻找最优解。

(3) 基变量和非基变量之间相互转换关系: (具体做法参照下文:算法第三步) 。

4 模型建立

上述实际问题可简化为如下式子:

5 模型分析

问题要求在一定的生产条件约束下, 使得利润最大。因此在构造的目标函数中, 调整非基变量的值, 使目标函数 (6) 值最大。为了得到最优解, 必须把上述模型转化为标准形式, 然后利用单纯形法求解。

6 算法

1) 引入松弛变量x3, x4, x5化为标准形式:

让非基变量等于0, 从约束议程中求得可行解和目标函数值:

2) 检验现行解是否为最优解:

若目标函数中非基变量前面系数均为非负数, 则现行解为最优解;否则不是最优解, 继续寻找下一个更优的基本可行解 (或极点) 。

3) 如何寻找基本可行解:

将某个非基变量变成基变量, 将其所对应的基变量变成基非基变量。

(1) 确定目标函数中非基变量的前面系数最小的, 其对应非基变量将变成非基变量;

(2) 在约束方程中用将成为基变量的前面是正的系数除方程右边的系数, 最小值对应的方程便是将成为基变量的变量所在的方程, 该方程中基变量将成为非基变量;

(3) 在该方程中将成为基变量系数除方程两边;

(4) 其他方程减去该方程乘以其他方程中将成为基变量的变量系数;

(5) 在新的约束方程中求出基变量代入到目标函数中, 使目标函数中仅有非基变量。

重复上述过程, 直到目标函数中非基变量前面的系数均为非负为止。

7 结果检验

第一步:初始极点x1=x2=0, x3=350, x4=200, x5=150, z=0

第二步:

1) 由于, 所以x2就是将成为基变量的非基变量;

2) 在方程 (12) 、 (13) 、 (14) 中, 找出min (350/5, 200/5, 150/5) 中最小的值, 确定该值所在的方程, 并确定该方程中的基变量:x5是将要成为基变量的非基变量;

3) 在方程 (14) 两边同时除以x2的系数, 得到方程 (15) ;

用方程 (15) 将其他方程按算法步骤 (5) 处理得:

4) 将方程 (16) 解出x2, x3, x4, (x1=x5=0) :x2=30, x3=200, x4=50代入方程 (11) 得出z=-45000。值得注意的是:变化后的目标函数z=-400x1+300x5-45000中非基变量x1前面的系数仍为负, 所以重复上述过程直到目标函数中非基变量前面的系数均为非负为止。具体求解过程参照附录。

最终结果为:当工厂生产产品A为25千克, 生产B产品为20kg时, 该工厂可获利润最大为55000元。

8 计算框图

模型评价和思考:

1) 此模型采用线性规划模型分析实际问题是合理的。

2) 用单纯形法解线性规划问题, 简化了模型计算, 最终的结果令人满意的。

3) 稳定性分析。当产品所获利润在某一范围内时, 该工厂的最大利润是不变的;当超出该范围时最大利润将要发生改变。

4) 用单纯形法解线性规划问题过程中, 利用计算机将理论融入到实际操作中, 使学生既感受到理论指导实践的重要性, 又体现了理论应用到实际生活中的实用性, 从中学生学到了知识, 又找到了学习的乐趣, 促进了教学质量的提高。

摘要：目前在对高职院校的计算机相关专业学生进行教学时, 我们经常会听到任课老师抱怨学生不愿意学习, 而学生则抱怨学习的知识不知道用在哪里, 学习没有动力[1]。本文借助讨论在实际生产过程中, 如何根据现有的生产资源拟订生产计划, 使得工厂所获利润最大的线性规划问题, 探索当前高职教育的教学活动不是让学生自己去求解, 而是利用计算机解出答案, 培养学生的计算思维能力, 从而加深对基本知识的理解, 学会实际运用, 最终知其所以然。

关键词：计算思维,生产计划,线性规划,单纯形法

参考文献

[1]丁桂芝.本土化应用标准7-一体化学习经验[J].计算机教育, 2012 (21) .

[2]唐焕文, 贺明峰.数学模型引论[M].北京:高等教育出版社, 2003.

[3]申卯兴, 许进.求解线性规划的单纯形法的直接方法[J].计算机工程与应用, 2007 (30) .

计算机教学中思维能力的培养 篇8

在计算机教学中如何培养学生的思维能力呢?总结多年的教学实践, 本人以为应从以下几方面入手。

一、用直观形象教学, 让思维得到启发

在计算机教学过程中, 使用各种直观的教具和形象生动的语言, 使学生获得必要的感性认识, 使教学适应学生的需要, 充分调动学生的好奇心和求知欲, 让学生主动参与教学过程。例如:在Windows文件管理中, 由于学生基础和空间思维的制约, 对层级的管理关系往往一筹莫展。因此, 我先给学生讲解“粉笔与粉笔盒”、“钱与钱包”、“图书与图书馆”的区别, 从而引申出“文件与文件夹”的区别, 最后利用“大盒装小盒”的方法解释层级关系。教具非常简单直观, 学生把抽象的逻辑思维与感性认识联系在一起, 把空间思维形象化, 简单明了地掌握这种层级关系及区别, 为“文件管理”的学习奠定了良好基础。

二、用“引——点”式教学, 给思维添加动力

为改变教师为主体的“灌输式”的教学方法, 我采取了“引、点”式的教学方式放手让学生独立学习, 从而提高学生的创新思维能力。“引”就是引导学生在解决问题过程中遇到的困难, 一开始可能摸不着头脑, 不知从何下手, 这是正常现象, 教师切忌把解决问题的方式方法一股脑都端出来, 也不可以采取包办代替的方式, 而是采取引导的方法。“点”就是指点, 经过教师带领学生从现实引导到实验, 从简单到复杂, 充分考虑学生的实际, 在实际教学中提一些有代表性的问题启发学生, 让学生在遇到问题的时候, 通过独立思考和老师的指点, 找到解决问题的途径。比如讲“变量值交换”的算法, 我就先提问学生:“在现实生活中, 你如何将两杯不同饮料互换杯子?再归纳总结出互换的方法。”找出一般处理规则后, 学生再碰到类似问题就可以自己解决了。通过这个过程, 学生的动手能力得到提高, 动手能力提高的过程就是思维训练的过程。

三、用比较教学, 为思维铺路架桥

常言道:“不比不知道。一比全明了”。比较对于学生理解事物、发展思维具有重要作用。比较教学法简便易行, 效果显著。在计算机教学中接触到大量的概念、原理、规律、特征, 对初学者容易混淆, 而比较法正是解决这一难题的有效手段。通过比较同中求异, 异中求同, 找出各知识点的联系和差别, 不但能加深学生的理解, 而且能起到知识迁移、举一反三的作用。例如, 在讲授Word2003的基本操作和Excel2003基本操作时, 在讲授文本查找, 文件查找时, 都可以运用比较法。

四、采用多种手段, 培养灵感思维

灵感思维是一种高度复杂的思维活动, 它是人们在文艺创作、科学研究中因创造力突然达到超水平发挥的一种特定心理状态。灵感思维具有突发性、偶然性、新奇性、独创性和易失性等特征。例如德国化学家凯库勒长期从事苯分子结构的研究仍未能解决, 一天由于梦见蛇咬住自己形成环形而突发灵感, 得出苯的六角形结构式。因此, 灵感不是神秘的, 唯心的东西, 它是客观存在的。是思维的特殊形式。

培养学生的灵感思维, 首先要培养学生勤于思考、勇于探索的习惯。灵感决不会从天而降, 它是在一定知识信息储备的基础上, 对疑难问题久经深思之后不同知识信息之间的突然沟通。学生在学习实践中往往会出现这种情况, 一个问题会使自己魂牵梦绕, 百思不得其解, 也许受某种偶然因素的激励发, 而豁然开朗。这正是因为长期深度思考时, 大脑处于受激状态, 异常活跃, 所思考的问题挥之不去, 驱之不散, 这就为灵感的产生准备了基本条件。由于大脑的极度兴奋与紧张, 也可能抑制了思维的正常运转, 当受到某种不可预测的外部因素的刺激时, 就可能一下子唤醒潜意识中的积极因素, 产生灵感。所以说, 灵感是人们长期进行创造性活动的产物。

其次, 还要帮助学生捕捉灵感爆发的最佳时机和环境。灵感往往出现在长期紧张的思索之后的暂时的放松状态, 如在散步、听音乐、赏花或与人讨论、交谈或一觉醒来时, 所以, 要培养学生劳逸结合、有张有弛的生活、学习习惯。在长期紧张的思考之后, 适当放松一下, 开展一些有益的文体活动, 不公可以使身心得到休息、调整, 往往也是灵感爆发的良机其实, 培养思维能力的方法有很多, 老师要根据教材、学情灵活处理。宗旨是:努力提高学生思维的广阔性、灵活性、全面性、敏捷性、创造性等, 以利于学生更好更快地全面发展。

摘要：本文针对《计算机教学中思维能力的培养》课题, 结合教学实践, 从职中计算机专业教师的教法方面进行了阐述。

关键词：思维,计算机教学,直观教学,“引—点”式教学,比较教学,灵感

参考文献

[1]韩立福:《新课程有效课堂教学行动策略》, 首都师范大学出版社。

[2]王萍:《职业教育研究》, 《怎样转变职高生的学习动机》2006 (1) 。

计算机思维 篇9

一、计算思维

计算思维是当前计算机教学的重要思维形式, 在目前的研究过程当中, 刘冬梅《计算思维在高职计算机基础课程中的应用研究》研究指出计算思维具有形式化、程序化和机械化特征, 有限性、确定性和机械性标志使计算思维区别于实证思维和逻辑思维。李萍《计算思维与高职计算机基础教育探究》研究指出计算思维纠正了计算机科学等同于计算机编程, 但是, 我们不能狭义地认为计算思维等于计算机科学。许多人特别关注计算思维驱动下能否深层次地解决问题, 特别在数学基础不强的领域。

二、高职计算机基础教育过程当中计算思维运用存在的问题

高职计算机基础教育过程当中计算思维运用存在的问题主要表现在以下几点:首先对计算机思维的理解不到位。在当前很多高职计算机基础教育过程当中计算思维运用过程当中, 很多老师不了解什么是计算思维, 计算思维的特点是什么, 怎样将计算思维运用到计算机基础教育过程当中。其次对计算思维的重视程度不够, 在日常的计算机基础教育过程当中, 部分高职计算机老师对计算思维重视程度不够, 一味的强调重点教学, 没有将计算思维运用到实际的教学当中。最后方法不对。部分高职计算机老师, 认为计算思维只要把计算方法及模式告知学生即可, 没有从长远的角度认识到计算思维的作用。传统的教学模式, 对课程中的很多概念、命令、人机交互的内容, 在课堂上教师很难讲解, 讲授知识局限在讲、写, 表达形式单一, 学生感到抽象、枯燥无味, 得不到感性的认识, 不能有效地调动学生的积极性, 严重影响教学质量。

三、高职计算机基础教育过程中加强计算思维运用的具体措施

高职计算机基础教育过程中首先必须是充分的认识到计算思维的重要作用, 在实际的教学过程当中, 高职计算机老师必须对计算思维有个充分的认识, 对计算思维的内涵、计算思维的特点和具体运用进行了解。计算理论的内容主要包括两个方面:第一个方面是研究可计算性 (computability) 理论, 即研究哪些问题是可以计算的, 哪些问题是不可以计算的;另一方面是研究计算复杂性 (computational complexity) , 计算复杂性理论的学习有利于学生正确认识计算机本身固有的计算能力和计算范围的局限性, 有助于培养学生对科学的认知态度, 消除一些错误的观念。本部分对冯·诺依曼结构和图灵机模型进行简明扼要地阐述, 展示计算之美。让学生了解以“合理抽象、高效实现”为特征的构造过程。其次在实际的教学过程当中要将计算思维运用到实际的基础

教育过程当中。要多学科交叉的研究中, 如何提炼共性问题, 使用计算思维思想加以解决;分析创新思维和计算思维的辩证关系, 探讨如何利用计算思维加速科学技术的创新;计算思维不能仅限于理论概念的阐述, 而是真正应用到实践中, 衍生出新技术和新方法。

结语

从以上的分析可以看出计算思维与高职计算机基础教育密切相关, 在当前的高职计算机基础教育的过程当中, 要改变传统的教学方法, 教师要充分的理解计算思维的含义和重要作用, 将计算思维运用到实际的教学过程当中, 提高实际的教学效果。

参考文献

[1]刘冬梅.计算思维在高职计算机基础课程中的应用研究[J].黑龙江科技信息, 2015, 16:159.

[2]李萍.计算思维与高职计算机基础教育探究[J].通讯世界, 2015, 12:248-249.

[3]杨松涛, 杨旭华, 王斌.计算思维驱动下的大学计算机基础教育探究[J].黑龙江教育 (高教研究与评估) , 2014, 03:39-41.

[4]汤松萍, 丁新昶.以培养计算思维为核心的高职高专计算机基础课程教学内容优化探究[J].电脑开发与应用, 2014, 09:11-13+17.

[5]高林.论新时期计算机基础教育教学改革与创新[J].计算机教育, 2012, 11:98-103.

计算机思维 篇10

关键词：计算机,基础教学,计算思维,培养分析

在大学的计算机教学过程中, 教师着力于培养学生的计算思维成为《计算机基础》教学的重要内容, 教师应改变传统的教学方式, 探索提升学生的计算思维的方式与途径, 提高学生发现问题、思考问题、解决问题的能力, 培养创新型的人才, 为社会建设输送全面发展的综合性人才。

1 计算思维的主要内容

1.1 计算思维意识

计算思维属于一种重要的科学思维, 与实验思维、理论思维共同构成人类的三大思维。然而, 就计算思维的发展历史看来, 计算思维很早便出现了, 成为每个人发展中所需要的技能。计算思维在计算机的基础教学过程中普遍存在。然而, 人们的计算思维活动还处于无意识的状态, 应着重于促使无意识的计算思维向有意识的计算思维的转变, 提升运用计算思维解决实际问题的主动性, 在各个专业的学习中应用计算思维。

1.2 计算思维方式

计算思维的核心内容是计算思维方式, 可以将计算机的思维方式划分为两种类型, 分别是:首先, 数学与工程的方式;其次, 计算机所独有的科学方式, 例如, 计算积分, 通常情况下, 数学学习者会通过函数的变换, 进而进行积分的求解, 然而, 计算机则是先将积分区间进行N等分的处理后, 而后通过各个小区间面积的累加, 数学学习者不会采用同样的方式, 只有掌握一定的计算机技术的人, 才可以使用后一种方式。

1.3 计算思维能力

计算思维所包含的内容不仅仅是一门简单的课程所能够承担的, 在整个大学计算机的基础课程中, 计算思维占据重要地位, 在开展大学《计算机基础》课程的教学过程中, 通过一系列的计算机应用课程的拓展与支撑, 则可以培养学生的计算思维, 例如:《数据技术与应用》《多媒体技术与应用》, 上述课程都引导学生运用计算思维, 解决各个专业中存在的问题。

2 计算思维教学的现状

2.1 计算思维的无意识教学

教师缺乏对计算思维的足够重视, 一方面, 计算机应用的本质属于问题的求解;另一方面, 则属于计算机的求解方式。也就是说, 大多数的计算机教学人员属于无意识的状态, 在潜移默化地进行计算思维教学。这就要求广大的教育者开展有意识的、系统性的计算思维教学。

2.2 忽视对计算思维重要性的认识

教师缺乏对计算思维重要性的认识, 片面地认为计算思维属于一种计算机应用的能力, 未能够意识到实验思维理论思维与计算思维共同构成人类的三大思维, 成为现代化人才应当具备的基本技能, 并且直接影响计算科学的发展以及转型, 会对其他学科的发展造成较大的影响, 改变了《计算机基础》教学的面貌。因此, 应当站在战略的角度上, 从计算机应用能力方面提升计算思维, 使其成为人们应当掌握的基本技能。

2.3 忽视思维教学

通常情况下, 人们比较重视技术与应用教学, 过于重视软件与系统的开发过程以及细节, 然而却忽视计算机应用思维的引领作用, 教师在开展《计算机基础》教学的过程中, 应当提高对计算思维教学的重视。

3 培养学生计算思维的方式

3.1 提高对计算思维培养的重视

计算机思维的培养重点在于对学生计算机意识的培养, 因此要求各大学校必须针对校内《计算机基础》教学的现状进行深入分析, 将现有的教学内容和方法进行有效的整合。这就需要将多个单元的知识内容进行总结归纳, 并对以往传统的教学方式加以改善, 以此推出全新的, 具有确定性、可行性的教学方式。

3.2 借助实验教学方式

学校还可借助相应的实验教学, 来强化学生运用计算思维处理问题的综合能力。可在试验过程当中, 需要全面的体现出计算思维, 在现有的内容当中增加一些思维性内容, 从而帮助学生们结合实践进行计算思维的领悟。在试验的取材方面, 要求其必须充分反映出各个学科对计算机所提出的需求。最后, 需要强化学生的参与性和实践操作性, 在参与和实践中不断探索, 最终实现综合能力的提升。

3.3 改变传统的教学方式

学校在培养学生计算思维的过程中, 应致力于改变传统的教学方式, 将知识内部所蕴藏的思维以及具体操作所使用的思维、思想作为重点讲述内容, 着重于培养学生思维方式。一方面, 需要传授学生计算机思维;另一方面, 则需要培养学生的思维方式。例如, 在数据结构知识讲解的过程中, 将对数据两种类型的存储结构描述作为重要线索, 进行具有线性数型结构的数据的讲解, 培养实时存数与对二叉数数据的遍历所使用的思维。

3.4 完善考核方式

通过将单选题拓展为多选题, 或者提升多选题所占的比重, 可以全面地考查学生的知识, 拓宽学生的思维空间。对于填空题型, 则需要将思维与知识的结合作为考核的重点内容。而对于综合操作题型, 则需要在涵盖所有知识点基础上, 着重培养学生的思维方式。现阶段, 一般采用期末考核结果、出勤状况和实验完成的状况, 考核学生的成绩, 考核方式过于简单、随机性较大, 且所选定的范围比较有限, 不能全面地反映出学生学习效果。此外, 需要改进传统的考核方式, 提升作业在考核成绩中所占比例。

4 结束语

综上所述, 各大学校对学生计算机思维的培养, 需要结合多个方面来进行。首先, 需要针对校内《计算机基础》教学的现状以及学生学习的情况进行深入分析。由此找出其中存在的缺陷和不足, 不断地整合和归纳教学的内容和方法, 据此推出相应的改善策略, 突出思维下的教学内容, 最终实现学生计算机思维能力的培养。

参考文献

[1]李廉.计算思维——概念与挑战[J].中国大学教学, 2012 (01) :7-12.

[2]龚沛曾, 杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学, 2012 (05) :51-54.

计算机思维 篇11

摘 要：时代的发展和社会的进步要求大学应培养高素质的专业创新人才。为此，大学计算机素质教育应传承计算文化、弘扬计算科学和培养计算思维。本文重点介绍大学计算机素质教育的这三个关注点：计算文化，包括人类对计算本质的认识和计算机科学发展中的若干典型人物与事迹；计算科学，包括计算科学的基本原理及最新进展；计算思维，包括计算思维源于西方、兴于东方的发展过程。

关键词：大学计算机；素质教育；计算文化；计算科学；计算思维

从教育学意义上讲，素质主要指人在先天生理的基础上，在后天通过环境影响和教育培训所获得的内在的、相对稳定的、长期发挥作用的身心特征及其基本品质（Character）。古人对素质的重要性早就有论述：“有出格见地，方有千古品格；有千古品格，方有超方学问；有超方学问，方有盖世文章。”[1]当前，大学生素质教育的具体内涵就是要培养学生高尚坚定的人格、理性辩证的思维以及对科学精神的追求。为此，大学的通识教育应注重传递科学精神和人文精神，体现不同文化和不同学科的思维方式和魅力。相应地，大学计算机素质教育的基本要素就是传承计算文化、弘扬计算科学和培养计算思维。

一、传承计算文化

计算文化（Computational Culture）就是计算的思想、方法、观点等的演变史。它通过计算和计算机科学教育及其发展过程中典型的人物与事迹，体现了计算对促进人类社会文明进步和科技发展的作用以及它与各种文化的关系。

通过计算文化的教育，可以让高校学生了解计算科学与人类社会发展的关系，为学生展现计算之美，从而使学生对计算科学产生兴趣。

1.对计算文化的理解要建立在对计算本质的认识上

计算文化是指“计算”这个学科所蕴涵的文化，我们理解计算文化首先要对计算的本质有清晰的认识。人类对计算本质的认识经历了三个阶段。

第一个阶段是计算手段器械化。计算手段的器械化是“计算”学科的基本属性。在古代，人类社会最早使用手指、结绳、算筹等方式进行计算。公元11世纪中国人发明了算盘（Abacus）。1275年西班牙的R. Lullus发明了旋转玩具，可以将初始符号串通过机械变换得到另一个所希望的字符串。1614年法国的B. Pascal受钟表齿轮传动装置的影响，制造了能够进行加法和减法运算的“加法机”。1673年德国人G. W. Leibniz设计制造了能够进行加、减、乘、除的计算轮（Calculating Wheel），为手摇计算机的发展奠定了理论基础。到了19世纪30年代，英国人C. Babbage设计了能用于计算对数、三角函数等的分析机。以上这些计算工具的特点都是机械式的，无法实现自动计算。到了20世纪，美国人V. Bush研制了能求解微分方程的电子模拟计算机；20世纪40年代，德国人K. Zuse和美国人H. Aiken研制了用继电器作为部件的二进制机电式程序控制计算机；到了20世纪四五十年代，美国研制了所谓第一代电子管数字计算机ENIAC和EDVAC。

第二个阶段是计算描述形式化。人类对计算本质的真正认识，取决于对计算过程的形式化描述。形式化方法和理论研究起源于数学的基础研究。首先Russell发现了Cantor集合论的逻辑矛盾，即“罗素悖论”；接着，Hilbert提出了形式逻辑系统的完备性，即Hilbert纲领。但G?del指出了形式系统的不完备性，Hilbert纲领的失败启发了后人应避免花费大量精力去证明那些不能判定的问题，而应把精力集中于解决问题的“可计算求解性”。在Hilbert纲领失败的启发下，图灵从计算一个数的一般过程入手，将可计算性与机械程序和形式化系统的概念统一起来，从而真正开始了对计算本质的研究。图灵计算就是计算者（人或机器）对一条两端可以无限延长的纸带上的0和1符号执行操作，一步一步地改变纸带上的0或1值，经过有限步骤最终得到一个满足预先要求的符号变换。在研究问题的可计算性时，图灵是从一种简单的数学机器出发来研究计算概念的，通过引入机器状态，使用了本质上具有指令特点的程序运算操作。这种数学机器虽不是一台具有现代意义上的计算机，但它却是一种操作十分简单且运算能力很强的计算装置，它就是著名的图灵机。

第三个阶段是计算过程自动化。当计算机执行的过程能实现自动化时，它才能真正发挥强大无比的计算能力。冯·诺依曼提出了存储程序的概念，将机器所执行操作的步骤（即所谓程序）和操作对象（即数据）一样都存入计算机的存储器中，这是一个很大的进步，在计算机发展历史上具有革命性的意义。一旦有了存储程序的概念，运算对象（数据）和运算指挥者（指令）都一视同仁地存放于存储器中，通过程序计数器，机器就可自动连续运行，无需操作员干预，从而实现了计算过程的全部自动化。

2.计算机发展的历史是计算文化的生动载体

在计算机发展的历程中，出现了一些对计算机发展具有重大意义的事件及人物[2]，对计算学科的发展产生了深远的影响。例如，计算理论的奠基者阿兰·图灵，为计算机科学做出了重大贡献。ACM专门设立了图灵奖来纪念这位卓越的科学家，图灵奖已经成为计算机科学界的诺贝尔奖。又如，提出了“存储程序式电子数字计算机”概念的冯·诺依曼，被誉为“计算机之父”。现在各种各样的计算机仍然采用他提出的体系结构，从而又被统称为“冯·诺依曼计算机”。

这样的人物还有很多，他们的事迹是计算文化的生动载体，从中我们可以得到很多启示。例如，不少计算机科学家都很喜欢甚至痴迷物理，和诺贝尔物理学家私交甚深，也有很多计算机科学家似乎对生物学普遍感兴趣，认为计算机智能的下一个大进展将来自于生物学；重视学科交叉是计算机科学家取得很多创新性成果的重要因素。又如，科学研究同时也是冒险之旅，科学家要取得成就必须要有牺牲精神，著名结构大师D. Lenat在做项目研究时曾说过：“作为研究人员，我们其实就是在拿自己生命中的三十年进行赌博。”这些启示对于有志于从事科学研究的大学生都是很重要的。

二、弘扬计算科学

从计算的视角，计算科学（Computational Science）是一种研究数学建模、定量分析以及利用计算机来分析解决问题的研究领域；从计算机的视角，计算科学（Computing Science）是一种利用高性能计算能力预测和了解现实世界物质运动或复杂现象演化规律的研究领域。

随着时代的发展和技术的进步，人们对计算科学的概念有了更深一步的认识和理解。

1.伟大的计算原理（Great Principles of Computing）[3]

P. J. Denning曾指出：计算不仅仅是一门人工的科学，还是一种自然的科学。计算不是“围绕计算机研究现象”，而是研究自然的（Natural）和人工的（Artificial）信息处理，计算机是工具，而计算是原理。

一个领域的原理（Principle）实际上就是讲述一组交织在一起的有关该领域中的诸元素（术语）的结构（Structure）和表现方式（Behavior）的故事。而P. J. Denning将计算原理描述为运行（Mechanics）原理和设计（Design）原理：前者指计算的结构和行为运转方式，后者指对系统和程序等进行规划和组织等。他着重研究了运行原理，将其归纳为八大要素：（1）计算。关注点是什么能计算，什么不能计算；其核心概念就是可计算性与计算复杂性理论等。（2）抽象。关注点是对计算问题的归约、转换及建模；其核心概念是概念模型与形式化模型，抽象层次，归约、分解与转换等。（3）自动化。关注点是信息处理算法与智能化；其核心概念是算法设计，迭代与递归，人工智能与群体智能等。（4）设计。关注点是可靠和可信系统的构建；其核心概念是模型、抽象、模块化，一致性和完备性，安全可靠等。（5）通信。关注点是不同场点间信息可靠移动；其核心概念是编码、传输，接收与发送，通信协议等。（6）协同。关注点是多个计算间步调一致；其核心概念是并发、同步、死锁、仲裁等。（7）存储。关注点是信息的表示、存储和恢复；其核心概念是存储体系、绑定、命名、检索等。（8）评估。关注点是计算系统的性能与可靠性评价；其核心概念是模型、模拟方法、基准测试程序等。

2.计算透镜（Computational Lens）[4]

R. M. Karp在计算透镜一文中提出：（1）很多自然的、工程的和社会的系统中的过程（Processes）自然而然是计算的（Computational），计算就是执行信息的变换。（2）很多不同的学科领域（物理学，社会学等），传统的研究过程（或处理）都是基于物质变换和能量变换，但它们也可自然地视为计算，就此意义上讲，这些过程（或处理）动态地执行以数字或数据表示的信息变换。（3）通过计算透镜，我们可以根据计算要求和变换信息的方式来看待自然的或工程的系统。这些允许我们运用计算机科学的概念产生新的理解和新的思维方式，而计算可作为通用的思维方式。

化学家H. Davy曾指出：没有什么比应用工具更有助于知识的发展。在不同的历史时期，人们取得的业绩与其说是天赋智能所致，倒不如说是他们拥有的工具特征和软资源不同所致。如今，计算科学已经成为各个学科研究中不可或缺的理论方法与技术手段。计算科学、理论科学和实验科学并列成为科学发现三大支柱。美国PITAC（总统信息技术咨询委员会）报告认为[5]：21世纪科学上最重要的、经济上最有前途的前沿研究都有可能利用先进的计算技术和计算科学而得以解决。所以弘扬计算科学，应该成为我国高校学科教育的重要组成部分。

三、培养计算思维

计算思维是运用计算的基础概念求解问题、设计系统和理解人类行为的一种方法[6]。计算思维是一种解析（Analytical）思维，它共用了数学思维、工程思维和科学思维。计算思维的两个核心概念是抽象（Abstract）和自动化（Automation）。计算是抽象的自动执行，自动化隐含着需要某类计算机去解释抽象。

培养创新人才的一个重要内容就是要潜移默化地培养他们的计算思维。无论哪个学科，具有突出的计算思维能力都将成为新时期拔尖创新人才不可或缺的素质。高校应该旗帜鲜明地把培养具有计算思维能力的高级人才的作为一项重要的长期任务[7]。

1.计算思维在美国

计算思维的提出与2005年6月美国PITAC（总统信息技术咨询委员会）致美国总统报告《计算科学：确保美国竞争力》有关。为了落实PITAC报告，美国NSF组织召开了一系列会议，选择了以计算思维为突破口的行动方案，启动了两个重大的国家科学基金计划：一个是2007年启动的CPATH计划，另一个是2008年启动的CDI计划。

CPATH计划针对的是以计算思维为核心的大学计算机教育改革，目标是促进造就具有基本计算思维能力的、在全球有竞争力的美国劳动大军，确保美国在全球创新企业的领导地位。CDI计划针对的则是科学研究领域方面的创新，目标是通过多学科方法，使用计算思维在计算概念、方法、模型、算法、工具与系统等方面的创新与进步，对科学与工程领域产生新理解、新模式，从而创造革命性成果。CPATH计划最初的目标是大学本科的计算机教育改革，随着计划的实施，美国人认为这种思维方式还应该向中小学延伸，为此，2011年美国NSF又启动了CE21（21世纪计算教育）计划，目的在于促进美国K-14（中小学和大学一、二年级）教师与学生计算思维能力的提升。

与中国类似，在计算思维方面，美国也召开了一系列研讨会，仅CDI计划启动前的会议就有12次。2008年5月后，美国国家研究会更是召集了来自美国科学院、工程院、医学研究院的代表对计算思维的本质进行了近两年的讨论，2010年会议的研究报告Report of a Workshop on The Scope and Nature of Computational Thinking由美国国家科学院出版发行。

2.计算思维在我国

计算思维在中国高等教育领域与科学研究领域都得到了高度重视，并在近几年的时间里得到全面推进和发展。

教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会最早在2010年关注到计算机计算能力培养的重要性，在两年的时间里面组织了十多次各种范围的工作会议，对计算思维的内涵以及如何将计算思维融入大学计算机课程进行了交流，逐步形成了以计算思维为切入点全面改革高校计算机基础课程的思路。2012年，教育部开展了“大学计算机课程改革项目”的立项工作，力图在理论层面上丰富和完善计算思维的内涵，在操作层面上把计算思维能力的培养体现在课程、教学和教材中，从而正式确立了高校计算机基础课程的改革方向。在教育部项目的支持和教指委的具体指导下，很多高校开展了各种形式的教学改革与实践活动。在教指委主办的三届“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”上，很多高校展示了课程改革的成果，充分体现了在高校普及计算思维教育的重要性与有效性。

国家自然基金委也非常重视计算思维的研究工作，先后多次在全国各地召开专题会议，研讨、部署、推进此项工作，并对计算思维进行专题立项研究[8]。科技部在信息技术领域备选项目推荐指南中，有关基础研究的先进计算，对计算思维及其支持机理也推荐立项开展研究。在职业教育数字化教学公共服务技术研发及应用示范项目中，也支持计算思维能力培养及职教技能评测关键技术研究。

计算思维源于西方、兴于东方。我们不应将培养计算思维简单地作为口号，但是应该在学科研究、在人才培养中不遗余力地引导学生去理解、体会、落实计算思维。这不仅仅是计算机专业教育的使命，同样也是面向全体大学生的计算机基础教育的使命。

参考文献：

[1] 蕅益. 灵峰宗论[M]. 北京：北京图书馆出版社，2005.

[2] 刘瑞挺. 计算机名校风采录[M]. 北京：中国铁道出版社，2010.

[3] P. J. Denning. Great principles of Computing [J]. Communications of the ACM， 2003， 46（11）.

[4] K. M. Karp. Understanding Science through the Computational Lens[J]. Journal of Computer Science and Technology， July 2011， 26（4）： 569-577.

[5] President's Information Technology Advisory Committee. Computational Science： Ensuring Americas Competitiveness[EB/OL].http：//www.nitrd.gov/pitac/reports/ 20050609_computational/computational.pdf， June 2005.

[6] J. M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM， 2006.

[7] 九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学，2010（9）.

[8] 刘克. 主体报告和分组报告评述[J]. 中国计算机学会通讯，2009，5（2）.

[本文系教育部大学计算机课程改革项目部分成果，得到了教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会主任委员李廉和全体委员的大力支持，特此感谢！]

计算机思维 篇12

一、奠定兴趣基础，培养学生创新思维能力

兴趣是万事最好的开始。心理学家研究表明，当人对某一事物感兴趣时，认识就快;而毫无兴趣时，认识就慢，或者不予接受。因此若想激发创新思维，就必须首先激发学生的学习兴趣。那么学习兴趣又从何而来呢?苏霍姆林斯基曾说：“兴趣的源泉在于体会到智慧能统帅事实和现实，人的内心里有一种根深蒂固的需要———总要感到自己是发现者、研究者、探索者。在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。”兴趣是一种推动学生学习的内在动力，可激发学生强烈的求知欲望，从而为创新思维的产生奠定基础。

1. 精心设计任务。

任务设计的好与坏直接影响到学生学习兴趣的高低。一个好的任务，可以使学生在潜移默化中掌握知识，起到事半功倍的效果。例如，录入文章、修改文章一般是学生不感兴趣的事。可设计一个小任务：输入题目为“自我介绍”的文章，内容可围绕自己的实际情况而定。这样学生在饶有兴趣完成任务的同时，不仅可掌握录入文章的基本规则，而且当发生输入错误时，还学会修改文章的技巧。再如，在word中插入自选图形的放大、翻转及拉伸的技术是比较晦涩的，为了解决这一难点，可让学生画一幅“树林”的图画，在图画中设计大小不同的小树，并使它们在太阳的照射下，在地面上投影成一片片的阴影。由于该任务生动有趣，可使学生在轻松的环境中掌握知识难点。

2. 讲解内容少而精。

少而精主要是指根据教学内容和学生的认知水平，在量上少讲，把大量时间留给学生去自学、去思考;在质上精讲，排除学生已经掌握的和通过自己能理解并掌握的知识。重在教学中给学生点明问题的关键，发挥创新思维解决问题的方法，锻炼其独立探讨问题的思维能力。例如，教学边框和底纹时，只详细讲解对话框中的一个标签———“边框”的操作，至于“页面边框”和“底纹”两个标签，则让学生自己体会它们的使用方法。

3. 利用“皮格马利翁效应”。

要培养学生的自信心，就应充分运用“皮格马利翁效应”这一行之有效的理论。一个人创造能力的发挥离不开自信，自信是实现自我和取得成功的必要前提。对学生恰如其分地鼓励，会使学生满怀希望和自信心，使兴趣从外在因素向内在因素转化，从而巩固兴趣。例如，在每堂课即将结束时，进行作品展示。当自己的作品出现在投影仪或网络上时，学生们将获得成功感和自信心，并在今后的学习中，努力探索新的技巧和操作方法。

二、合理利用多媒体手段，培养学生创新思维能力

对于计算机教学而言，最有效的多媒体手段是多媒体网络教室、计算机、投影机。充分利用这些现代化教学设备，可以大容量、快节奏、高效率地进行教学，使学生顺利地掌握计算机知识，融合智力和非智力因素，加强创新思维的培养。

1. 教师布置任务。

如果仅仅靠语言的描述，显然就是很苍白的，有了画面就直观、易懂，既可明确任务又可激发学生的学习兴趣。例如，上课之前，先用计算机投影仪将本节课要完成的任务展示出来，或是一幅画，或是一篇文章。从一开始上课就让学生有感性的认识，既有了目标，又调动了学习积极性。

2. 教师辅助讲解。

当需要讲解一些必要的操作时，可以利用多媒体网络实时播放教师的操作过程，使每一个学生都能清晰、准确地看到，明确操作方法。

3. 学生交流讨论。

当某个学生需要介绍自己的学习经验时，可以利用多媒体网络将他的计算机画面和他的声音传送到整个网络，使每个学生都能看清他的操作过程，听清他的声音。与此同时，其他学生可以提出不同意见，达到交流讨论的目的。

4. 学生作品展示。

当学生的任务完成时，利用多媒体网络展示学生的作品，使学生的自我成就感得到满足，延迟兴趣的持续时间，从而为创新思维的产生奠定基础。

三、多方面入手，培养学生的创新思维能力

创新思维能力的培养，非一朝一夕之功。要多角度、多层次进行，联系生活实际，调动各种器官，充分发挥手脑的功能。

1. 训练发散思维。

发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创新思维的核心。为走出传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”的误区，必须克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。例如，在教学Windows的文件夹操作和文件夹属性设置后，可故意将学生以往建立的文件拷贝到一个隐含的文件夹中，让学生上机时找不到自己的文件。教师再适时引导学生的思维向多种方向扩散，得出“被删除、被重命名、被设置为隐藏属性、被复制到其他文件夹中后再删除源文件”等多种设想、答案。教师再对他们的想法给予分析肯定，并让他们自己归纳总结。

2. 设置疑问，引导思考。

“学起于思，思源于疑”。可见，创设“疑”与“思”的良好情境，是培养学生创新思维能力的重要方法。要改变教师一堂课唱“独角戏”的老方法，给学生更大的自我学习和钻研的空间，鼓励学生敢于标新立异，敢于质疑发问，敢于打破常规。要遵循教育教学的规律设计出针对性、启发性较强的问题，以此点燃学生求异思维的火花。例如，在讲解“word中的自选图形”一课时，先用多媒体演示几幅由各种几何图形搭建的房子的图画，然后依次提问： (1) 图中的房子由哪些图形组成?你们还见过哪些形状的房子?(帮助学生整理表象材料) (2) 除了现实中的房子外，你们还可以想象出什么样的房子?(对表象进行初步加工) (3) 闭上眼睛，在头脑中把你刚才所想象到的房子放入一个美丽的环境中，然后利用自选图形将它构筑出来。(对表象进行再次加工处理，形成雏形)在教师的启发下，学生脑海里将具备图画的大致形象，再充分发挥想象力，创作出得意之作。由于每个同学的思维方式不同，创作的画面效果也将不同。

3. 联系生活实际，让学生有学以致用的意识。

鼓励、指导学生大胆、灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新思维能力的有效方法之一。在解决实际问题的过程中，可组织学生进行竞赛、自由辩论、互相交流等多种活动，实现解决实际问题与培养创新思维的有机统一。例如：指导学生用word编辑文稿、制作小报，用word自选图形画出简单的彩图和制作书签、卡片等。

4. 手脑并用。

手是大脑的入口，手脑并用，能充分发挥大脑左、右两半球的思维功能，促进学生形象思维和逻辑思维的协调发展，从而巩固教学内容，增强教学效果。在教学中，可一方面指导学生练习基本功，熟练掌握计算机的操作技能，另一方面，引进或自制一些音乐、游戏软件及辅助教学的课件，鼓励学生动手动脑。例如：让学生经常在计算机上进行画、拼、编、图案着色等手脑并用的活动。

总之，计算机是手段，培养学生的创新思维能力是目的。美国著名的教育心理学家杰罗姆·布鲁纳曾说：“学习的过程是一个主动的过程，使学生对学习产生兴趣的最好途径就是使学习者主动卷入学习，并从中体现到自己有能力来应付外部世界。”在教学过程中，不仅学生要主动，教师也要主动。教师要利用各种手段方法激发学生的好奇心和求知欲，鼓励学生主动思考，勤学好问，培养创新思维能力。因为每个人都蕴藏着无限的潜在创造力，普通人和天才之间没有不可逾越的鸿沟，问题是缺少一把打开这座神秘宫殿的钥匙。教师要把学习的主动权交给学生，合理利用计算机培养学生创新思维能力，让学生多一些思考的机会，多一些活动的空间，多一些表现的机会，多一些创新的信心，多一些成功的体验。这样培养出来的学生才是适应现代社会需要的具有创新思维能力的人才。

参考文献