计算思维在计算机课程教学中的贯穿

计算思维在计算机课程教学中的贯穿

摘要:从计算和思维的内在关系入手,介绍计算思维的基本概念。在此基础上,阐述计算思维和计算机科学的紧密联系以及目前计算机学科教学中存在的几点问题,据此提出以实践案例、工程项目和多学科融合为手段的层进式计算机课程教学方法。

关键词:计算思维;实践案例;工程项目;多学科融合

1 背景

计算思维是一个抽象的理论概念。所谓思维是指人类大脑认识世界的活动,人们在学习、理解和掌握新鲜事物过程中,常常是通过搜集各种有用信息,然后对其进行分析、整理、加工和改造,从而形成自己特有的思维方法和理解手段,以认识事物的本质和规律。在思维过程中,数学即计算起着非常重要的作用,它是实现从理论思维到实验思维的重要方法。1975年图灵奖共同获得者Herbert Simon 和Allen Newell提出思维就是计算认知,就是计算的思想。由此可见,计算和思维是密不可分的。理论思维、计算思维和实验思维统称为3大科学思维。

计算思维主要是由美国卡内基·梅隆大学的周以真教授提出的,她认为计算思维就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脚。计算思维的本质是抽象和自动化,计算思维中的抽象最终要求能够机械地一步步自动执行。那么,在整个计算思维活动中,谁负责抽象?谁又进行自动化呢?这就涉及计算思维的2个对象主体,即人和计算机。在解决实际问题时,计算思维对象主体之一的人对问题进行抽象和处理,将实际需求转化为问题空间的求解模型,再用编程语言加以实现,最后由计算机按照人的指令自动执行和求解程序。

通俗地讲,计算思维就是通过人的思维进行计算,即人通过特定的思维活动使用计算机解决实际问题。计算机在解题过程中充当媒介的作用,它是人和机器相结合的产物。当然,人也可以取代计算机实现计算,即计算思维是可以完全脱离机器的,但是在某些方面,计算机的性能要优于人,如机器执行指令的速度、精确度和可靠性等方面远远高于人类;而人的思维能力则是计算机无法模拟的。计算机赋予人强大的计算能力,而人给予计算机激情。因此,电子计算机的创造给计算思维带来深远的影响。计算机实现了人和机器、思维和计算的完美结合,同时也使得人们有勇气实现“只有想不到,没有做不到”的境界。

2 计算思维与计算机科学

计算思维与计算机科学有着密不可分的联系,计算思维促进计算机科学的发展和创新,计算机科学推动计算思维的研究和应用。

随着以计算机科学为基础的信息技术迅猛发展,计算思维对各个学科的影响

计算思维在计算机课程教学中的贯穿

摘要:从计算和思维的内在关系入手,介绍计算思维的基本概念。在此基础上,阐述计算思维和计算机科学的紧密联系以及目前计算机学科教学中存在的几点问题,据此提出以实践案例、工程项目和多学科融合为手段的层进式计算机课程教学方法。

关键词:计算思维;实践案例;工程项目;多学科融合

1 背景

计算思维是一个抽象的理论概念。所谓思维是指人类大脑认识世界的活动,人们在学习、理解和掌握新鲜事物过程中,常常是通过搜集各种有用信息,然后对其进行分析、整理、加工和改造,从而形成自己特有的思维方法和理解手段,以认识事物的本质和规律。在思维过程中,数学即计算起着非常重要的作用,它是实现从理论思维到实验思维的重要方法。1975年图灵奖共同获得者Herbert Simon 和Allen Newell提出思维就是计算认知,就是计算的思想。由此可见,计算和思维是密不可分的。理论思维、计算思维和实验思维统称为3大科学思维。

计算思维主要是由美国卡内基·梅隆大学的周以真教授提出的,她认为计算思维就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脚。计算思维的本质是抽象和自动化,计算思维中的抽象最终要求能够机械地一步步自动执行。那么,在整个计算思维活动中,谁负责抽象?谁又进行自动化呢?这就涉及计算思维的2个对象主体,即人和计算机。在解决实际问题时,计算思维对象主体之一的人对问题进行抽象和处理,将实际需求转化为问题空间的求解模型,再用编程语言加以实现,最后由计算机按照人的指令自动执行和求解程序。

通俗地讲,计算思维就是通过人的思维进行计算,即人通过特定的思维活动使用计算机解决实际问题。计算机在解题过程中充当媒介的作用,它是人和机器相结合的产物。当然,人也可以取代计算机实现计算,即计算思维是可以完全脱离机器的,但是在某些方面,计算机的性能要优于人,如机器执行指令的速度、精确度和可靠性等方面远远高于人类;而人的思维能力则是计算机无法模拟的。计算机赋予人强大的计算能力,而人给予计算机激情。因此,电子计算机的创造给计算思维带来深远的影响。计算机实现了人和机器、思维和计算的完美结合,同时也使得人们有勇气实现“只有想不到,没有做不到”的境界。

2 计算思维与计算机科学

计算思维与计算机科学有着密不可分的联系,计算思维促进计算机科学的发展和创新,计算机科学推动计算思维的研究和应用。

随着以计算机科学为基础的信息技术迅猛发展,计算思维对各个学科的影响


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