计算机思维如何培养范例(3篇)
计算机思维如何培养范文
关键词：计算思维；多样化训练；算法设计与分析
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)16-3910-02
TheResearchofTrainingComputationalThinkinginTeachingAlgorithmDesignandAnalysis
SUNYa-hong
（Xi’anFanyiUniversity,Xi’an710105,China）
Abstract:Computationalthinkinghasbecomethehotissueincurrentinternationaleducation.Howtodevelopstudents’habitofusingthecomputationalthinkinginreallife,thisarticlediscussesacomputationalthinkingtrainingmodelbasedonvarietypracticeinteachingalgorithmdesignandanalysis.Andgivealotofexamplestoillustratethetrainingmodel.
Keywords:computationalthinking;varietypractice;algorithmdesignandanalysis
自2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（JeannetteM.Wing）教授在美国计算机权威期刊《CommunicationsoftheACM》上发表《ComputationalThinking》一文以来，国际国内计算机教育界掀起了研究计算思维的热潮。2008年6月，美国计算机科学技术教师协会（CSTA）发表文章《ComputationalThinking:Aproblemsolvingtoolforeveryclassroom》，在该文章中，作者给出了计算思维的定义，并分类归纳了社会科学、计算机科学、自然科学、数学、生命科学等学科领域中关于计算思维的经典论文；2008年美国国家科学基金会NSF通过了一项计算使能的科学发现和技术创新CDI（Cyber-EnabledDiscoveryandInnovation）计划，该计划进一步强调了“计算思维”领域的创新对自然科学和工程技术领域发展的推动作用。同时，计算思维在国内也得到了广泛的讨论。2008年11月，由全国计算机教育研究会主持的“计算思维与计算机导论专题学术研讨会”在广西桂林召开，参加会议的学者总结了当前计算思维的研究进展状况，并讨论了计算思维对计算机教育的影响。2009年7月，在NOI2009开幕式和NOI25周年纪念会上，中科院计算技术研究所所长李国杰院士进一步阐述了计算思维的定义，他指出“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，对问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题求解”；2009年12月，王亚东等人在《计算与计算思维》一文中讨论了计算思维对各门学科产生的影响，并提出应该在计算机专业的各门课程中渗透“计算思维”的设想；2010年12月，张晓茹等人在《再谈计算思维》一文中通过对计算机科学思维，计算思维和计算机思维概念进行一致性分析，从不同方面分析和阐述了计算思维的特征，并对计算思维研究的基本问题进行了初步探索。尽管如此，如何在具体的课程教学中培养学生的计算思维能力仍处于起步阶段，还没有形成一套成熟的教学指导体系。那么，如何在课堂上结合课本的知识点培养学生的计算思维能力，使得计算思维成为学生的一种思维习惯；如何在学生的四年大学学习，持续不断地培养学生的计算思维，使学生能够运用计算思维的方法进行问题的分析和思考，是一个重要且值得探讨的问题。基于此，该文依据计算思维的方法，在《算法设计与分析》课程的教学中，提出一种基于算法多样化训练的计算思维培养方法。经实践验证，该方法有利于帮助教师提高教学效率，挖掘学生潜能，有利于提高学生分析问题，解决问题的能力。
1计算思维
什么是计算思维？计算思维同我们的阅读、写作能力一样，是人类的基本思维方式。这种思维方式运用计算机科学的基础概念和方法对问题进行描述，建模，求解。它是一种具有普适性的科学思维方法。为了更加具体的、详细的说明这一概念，周教授将计算思维的概念进一步定义为以下几个方面内容：
1)通过约简、嵌人、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题阐释成一个我们知道问题怎样解决的思维方法。
2)是一种递归思维是一种并行处理能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。
3)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，是一种基于关注点分离的方法。
4)是一种选择合适的方式陈述一个问题,或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法。
5)是按照预防、保护,通过冗余、容错、纠错方式,并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法。
6)是利用启发式推理寻求解答,即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。
计算机思维如何培养范文篇2
关键词：计算机；算法；思维；培养
G633.67
社会逐步的发展，信息技术已经进入各行各业，乃至千家万户，我国教育领域对学生的信息技术能力的要求也逐步提高，对计算机的操作与技术正握已经成为每个学生的必备能力之一，更成为了社会衡量人才能力的标准。根据不同地区的发展不同，在信息技术的教育中除硬件设施匹配程度不同，更多的也在于信息技术教学中，教师对教学内容的掌握及相应思维的培养。
一、算法
美国计算机专家克努特曾定义：算法就是一个有穷规则的集合，其中规则规定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。我们基于这个定义可以给算法以新的理解。将其看做若干个最基本的操作和对应的规则作为元素而组成的集合。也就是说，算法是把若干个基本操作按照一定的顺序和规则进行操作从而形成的一个序列。所以，对算法的学习实际上就是学习一种如何构造解决一系列问题的能力及对应的操作方法。学生在高中计算机教学中学习算法与程序设计时，就是通过自身能力设计相应的算法进而运用某种计算机语言实现一个问题的算法的完成。在信息教育中算法思维的培养与数学教学基本相同，有很多共同之处，将算法思维的培养过程可以看做是一类思维训练的工具，在运用过程中培养学生的算法思维。
所谓思维就是人脑在生活学习过程中对客观的事物产生的一种概括，或者是间接的或者直接的一种反应。从狭义角度看，思维就是人类通过大脑活动解决问题的一种能力，是人们智力发育的一种表现。而算法思维就是人在思考过程中的一类思维方式，表示的是解决问题的一个过程，是对问题的解决进行有限的步骤设定的组成。在高中信息技术教学中培养学生的算法思维，有利于学生将复杂问题分解，从而培养学生解决问题的能力。
二、培养学生算法思维的意义
1.算法思维的培养可以提高学生思维能力
在上部分叙述中已经肯定了算法在解决问题方面的作用及能力。但是学生算法思维的形成具有一定的过程，在此过程中学生需要对算法的相关资料与知识进行消化、理解及运用，并且与此同时不断的在学习中对算法进行发现、利用、选择及推广等。在上述过程中，学生们不仅培养了相应的算法能力，更培养了学生的思维能力。使学生可以更加理性有逻辑的思考问题，提高学生的思维判断能力，为学习提供更好的思路及解决问题的方法。
2.增强学生逻辑思维能力的训练
算法是解决一类或某一特殊问题的方法，对算法的广泛应用可以使学生更加快速的解决问题，极大程度上减少了学生在同一问题解决上的脑力消耗。虽然算法的运用具有一定的不灵活性，并且更多的时候是运用计算机来完成的。但是在算法思想的培养过程中可以因其独特的思维方式与运算方式独特的训练学生的思维能力。学生可以在算法思维培养过程中较好的把握其内涵，切实的运用算法思维解决学习中的某些问题，尤其是信息技术教育中的算法思维培养与数学教学有着极其密切的关系，在解题过程中条理清晰地对问题的解题步骤进行梳理，可以强化学生的逻辑思维能力。
三、信息技术中算法思维培养具体策略
1.在解决问题过程中培养学生解决问题能力
人的思维过程是通过语言、动作、行为等实现的。是对客观事物的具象反应及概括，包含了客观事物多方面信息。也可以深入分析客观事物表象与内部的关系，是人的一种高级认知。高中生的学习过程中就是根据所学的知识与生活中的相关积累进而完成一个又一个问题的解决过程，并且准确的寻找到相关问题的解决途径与技巧。这样的过程是一个问题的解决过程。而算法思维的培养就是在不断地发现问题解决问题过程中，形成一种既定的思维模式。算法思维解决问题的具体步骤就是在一系列具体的逻辑步骤下进行分析运算，从而解决某一问题。在信息技术教学中教师对学生提出相应的问题学生基于其较好的模仿能力，借助计算机相关软件及程序，运用文字语言、数学符号、图型语言等进一步掌握算法的相关内涵，从而培养学生算法思维，并将其运用进其他的学习及生活中。
2.信息技术教学中算法教学种类
在信息技术教学中，算法思维的培养可以借助相应的教学模式进而使学生更深入的了解算法思维过程。其教学方法具体可分为三种。第一种、算法的理解及相关过程和发展的教学类型。此种教学类型是根据算法的思考过程和其相关的形成过程发展过程为基础，通过学生对这一过程的学习与运用进一步培养学生的算法思维。第二种、算法多样化教学。在算法的教学过程中教师运用多种形式的问题，或一种问题的多种算法解决方法来培养学生的算法问题解决能力。第三种、算法修改教学法。在教学过程中，教师利用多种不同的错误算法类型在学生对错误进行更改的时候培养学生对算法思维的正确思考能力及思维方式，促进算法思维的养成。
四、总结
高中信息技术中算法的培养一方面可以培养学生的思维能力，拓展学生的思维方式，另一方面也可以增强学生解决问题的能力。如何更加有效地在高中信息技术课堂中培养学生的算法思维，是需要教师长期探索与实践的过程，在这一过程中进一步完善算法思想培养的相关方法，促进学生算法思维培养的更好发展，也是促进学生全面发展的一部分。
参考文献：
[1]王荣良.信息技术课程中算法学习的价值探索[J].中国电化教育，2008，08：79-81.
计算机思维如何培养范文
关键词：计算思维；VFP程序设计；计算机基础教育
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）06-1271-02
目前，计算思维是计算机界关注的一个热点。自2010年7月，九校联盟（C9）西安会议提出计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养以来，国内多所高校围绕计算思维与计算机基础教学改革进行了深入的研究和实践，发表了一些计算思维研究和实践方面的论文。在新的形势下，如何在大学计算机基础教学中，培养学生在各自专业领域中应用计算机和计算思维解决实际问题的能力，对于提高学生的创新能力和信息素养都具有重要的意义。
1计算思维
计算思维是美国卡内基梅.隆大学计算机系主任周以真（JeannetteM.Wing）教授提出的。周教授认为：计算思维（ComputationalThinking）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，其本质是抽象和自动化。
计算思维是数学思维、逻辑思维和工程思维的综合，是与阅读能力、写作能力和算术思维并列的第四种能力，能够提升人类的能力。就像识字、做算术一样，是人人都必须具备的思维方式。
2VFP程序设计教学现状分析
VisualFoxPro（简称VFP）课程是面向高等学校非计算机专业学生开设的计算机基础教育课程。VFP作为计算机程序设计的一门基础课程，应注重学以致用。学习的重点不只是编写程序，而是学习算法思想与问题求解的思路，增强学生计算思维能力的培养。
但是，从目前VFP程序设计教学，尤其是非计算机专业现状来看，普遍存在以下问题。
2.1课程学时少
随着计算机技术内容的不断更新，以及信息技术在中小学的普及，在新的形势背景下，计算机基础教学面临着新的挑战。人们对计算机基础教学产生了片面的认识。认为“计算机会用即可”、“计算机即编程”，造成学时被压缩，资源得不到充分的配置和利用。就我校的计算机基础教学改革来看，“大基”的学时由64变成32，时间压缩了一半，学生计算机基础水平有待提高。
VFP的教学课时相对“大基”课时虽然要多些，但对于非计算机专业的学生来说，计算机语言底子更是薄弱，想在短期内掌握一门计算机语言，十分不易。对于授课教师而言，既要完成教学目标，又要学生掌握计算机语言使用方法，并且在教学中形成学生的计算思维能力是非常困难的事情。
2.2以语言知识为主，偏理论，轻实践
在实际教学中，很多老师以语言知识为主线，详细介绍语法规则等细节内容，上机操作多以验证为主，偏重考试内容而不是编程，这和课程的教学目的是相悖的。导致学生学习积极性不高，感到枯燥，学的不牢，编程能力和分析解决实际问题的能力没有得到提高，更谈不上运用计算机解决专业问题。
3以培养计算思维为核心的VFP程序设计教学方法
3.1以计算思维为主线，改进教学内容和教学方法
计算思维养成以计算能力的培养为基础，对教学内容的改革，不是完全改变原有的课程内容，而是内容的再组织与优化，突出核心内容和方法。
教师在上第一节课时可以介绍一个完整的系统，比如学生信息管理系统。在演示过程中告知学生，每项功能可由哪些知识实现，让学生对本门课程有一个系统开发的概念。并了解VFP数据库管理系统在各个领域的应用。学习本门课程的目的，不是为了顺利通过考试，而是能够独立开发一个完整的系统，并能解决自己的专业问题。
在实际的教学中，以培养学生计算思维能力为核心任务，采用“任务驱动”和“案例教学”的方法，针对不同的专业和不同层次的学生设计教学任务。按照“提出问题—分析问题—寻找解决问题的方法—介绍解决问题的方法和知识—方法和知识推广—课后作业和拓展”的教学片段设计思路，对学生进行计算思维的实践。
3.2注重程序设计思想和算法训练
计算思维的本质是抽象和自动化。在教学过程中，可将相同或相近的知识点整合，设计相应教学任务，让学生了解程序设计思想和程序设计过程。如求解方程、求阶层等任务，可先让学生用数学方法来求解，再引导学生用抽象的计算机语言来实现。
启发学生利用多种技术、多种算法解决同一问题，围绕问题求解和设计能力培养。例如求解“1+2+3+……+100”，可分别考虑用for循环、while循环来实现。采用有趣的案例，比如“猜数游戏”，“幸运7”，“测试体重”等，用多种思路设计与多种编程方法实现。
3.3以上机实践为重点
VFP是实践操作性很强的一门课程，学生只有亲自动手编写代码，调试程序，才能掌握和理解所学的知识，了解编程的思路和方法，训练思维能力。对此，教学过程中可以考虑以下方法：
3.3.1设计合理的实验内容
由于实践课时限制，学生练习时间较少，首先要使学生熟练掌握基本的语言知识，具备基本的编程和调试能力，才能逐步引导深入。实验内容包含主要重点内容，难度适中，有一些让学生发挥的余地，在书上能找到所有知识点和类似代码，但又不是完整的照抄，有助培养学生的设计能力。
3.3.2实验任务具有趣味性和综合性
通过实验任务的趣味性、综合性等来增强实验内容的难度，从而强化计算思维训练。如在“幸运7”游戏案例中，把一些枯燥和不易理解的知识，变成有趣的游戏。不仅让学生理解面向对象程序设计的相关概念，并对应用程序的开发流程有了一个综合的认识。通过拓展知识，让学生实现多位数的幸运数字游戏设计。通过反复训练，以提升学生计算思维能力。
3.3.3安排课程设计实验
在程序设计课程的最后环节，安排课程设计。或结合实例，完成一个项目。为学生提供一个全面考查学生水平的机会，对所学知识进行融会贯通。
4结束语
计算思维的教育，是一种普适教育，对任何类型的学生都需要培养。什么是计算思维，如何去理解它，每一位教师都应该充分地认识到它的重要性。只有改变了教师的意识，才能把计算思维的培养贯彻到自己的教学中，才能培养学生的研究创新能力，提高学生的信息素养。面向计算思维的计算机基础教学改革任重而道远，还需要不断的探索和改革。
参考文献：
[1]何钦铭.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学，2010（9）.
[2]李丽新.任务驱动教学法在VisualFoxPro程序设计课程教学中的应用[J].吉林建筑工程学院学报，2011（6）：75-77.