科学思维方式的培养范例(3篇)

科学思维方式的培养范文

关键词：计算思维；非计算机专业；计算思维；大学计算机基础教育

作者简介：谢（1980-），女，江苏南京人，南京工业大学电子与信息工程学院，讲师。（江苏南京210009）

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）07-0109-02

大学教育的目标是培养综合能力的人才。作为大学通识教育的重要组成部分，大学计算机基础教育不仅要向学生传授计算机相关知识、技能，更要培养学生的思维方式。作为计算思维培养的重要载体，“计算机基础”课程的教育模式是否能满足非计算机专业学生的各种专业需求、是否能培养学生良好的思维方式和勇于探索的实践能力，是值得教育者关注和研究的重要课题。

一、非计算机专业的计算思维培养需求

计算思维由美国计算机科学家提出，它与理论思维、实验思维共同组成人类认识世界和改造世界的三种思维方式。周以真将计算思维定义为“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”。简单来说，计算思维就是以计算机科学的基本概念去理解、解构、解决广泛性的其他学科上遇到的问题。计算思维以计算机学科为代表，它并不只是一门工具学科，其意义在于可以使用计算机科学的思维去影响乃至主导其他学科（如生物物理数学等）中解决问题的基本思路及思维方式。

计算思维的培养不仅对计算机专业的学生必不可少，对非计算机专业的学生来说也是十分重要的。这体现在：各学科的研究开发工作对计算机科学与技术的需求日益增强，特别在高端交叉学科的人才培养上，计算思维更是不可或缺；人才知识结构中对计算机相关能力的需求逐渐增强，即便是与计算机学科相关性较小的文科专业学生，也必须会使用信息系统并掌握必要的计算机技能。而针对非计算机专业的计算思维培养首先落实在大学计算机公共基础课程的教学上。然而，目前非计算机专业学生对计算思维的认知度不高、重视程度不够，再加上计算机公共基础课程的课时普遍较少，使得计算思维的培养受限。因此如何建立一个科学的计算思维培养方式至关重要。

二、大学“计算机基础”教学存在的问题

面向非计算机专业学生开设的大学“计算机基础”课程，存在一些问题。

首先，在课程指导思想上将计算机作为一门工具学科，采取“扫盲”的形式对计算机各方面的内容进行无差别的普及教育，如从计算机硬件、软件到计算机网络、多媒体技术、数据库技术，课程涉及面广，学生无从理解，只能死记硬背书本上的概念和原理来进行学习，因此学生对待计算机课程没有热情，很多学生采取考前突击的方式应付考试。

其次，由于课时普遍较少，学生实际动手能力的训练仅限于完成一些最基本的技能，如word、excel等操作，无法真正满足各类专业对计算机应用能力的需求，造成学生在入学后对第一门计算机课程不重视，认为可有可无，从而影响后续课程的学习。

再次，基础课程采取的压缩式内容无法向学生传递计算机技术的核心思想与方法，无法完成对学生计算思维培养的目标。因此，很多非计算机专业学生在后续程序语言课程的学习中很难真正理解和运用程序设计方法，采取题海战术来应对相关资格考试，创新能力十分欠缺。

三、非计算机专业计算思维的培养体系

计算思维并不是一门独立的学科或新兴的内容，它是一种思维方式的培养，是贯穿在整个人才培养体系当中的。因此，对于面向非计算机专业的计算机基础教育，并不是开设某一门课程就完成计算思维的培养，而是需要一套完整的培养体系。本文从以下四个方面进行探讨。

1.建立计算思维的公共认知

提高非计算机专业学生对计算思维的认知，便于他们理解计算思维对自己专业的价值、影响以及将来与所从事工作的相关性和重要性。只有提高对计算思维的认知，才能激发学生的学习热情和学习兴趣，才能为真正落实计算思维的培养构建一个良好的环境。具体可以通过开展与计算思维相关的主题活动来实现。如采取专家讲座的形式对当前某个热门应用进行探讨，使学生通过对新概念、新技术的了解来认知计算机技术在相关行业上的应用，往往可以激发学生的好奇心和学习欲望。可以开设面向专业专题讲座，邀请专业教师或本专业已走上工作岗位的代表介绍计算机与专业的相关性。还可以通过计算机竞赛的形式培养和选拔有潜能的跨专业人才。

2.构建面向专业的计算思维课程体系（见图1）

科学思维方式的培养范文篇2

计算思维是指最具有基础性和长期性的思维。电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要的作用和意义,并且能够对学习产出的教育模式也有较为深刻的理解,该文把学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨了在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

关键词:

预期学习产出(Outcome-BasedEducation)；学习产出；计算思维能力；学科思维能力

电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要意义。该文在文献分析与实例总结的基础上,将学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

1计算思维能力

21世纪初美国卡内基•梅隆大学周以真教授首次提出了ComputationalThinking,即计算思维,清华大学孙家广院士也强调计算思维是具有基础性和长期性的思想。近几年,计算思维的重要性随着计算技术及其功能的迅猛发展而日益凸显,因此,很多学者就计算思维的议题进行了大量的相关研究。计算思维能力是指人们运用计算思维方法进行思考的能力,不同于数学思维,计算思维蕴含着一整套解决一般问题的方法与技术。不同的人才未来将面对不同的问题空间,决定了他们对计算思维能力不同的要求。具有计算思维能力是指人们根据自己具体工作和生活的需要,在不同的层面上具有利用这种思维能力去解决具体问题(蒋宗礼,2013)。

2学习产出概述研究

自20世纪90年代以来,受科学教育快速发展的影响,工程教育强调基础理论对培养工程人才的重要作用,从而理论教学的学时在高校授课计划中显著增加;2000年至今,随着大工程观理念的不断深化,国内外针对理论教学与实践教学之间的关系进行反思与调整,如,21世纪初,PBL、CDIO等先进教育模式的引入和卓越工程师教育培养计划,旨在培养学生相关专业的学科思维能力;2010年后,随着工程教育政策的价值观念转向工具本位与人本位结合,强调要充分发挥学生的主动性,强化项目引导和宏观调控以提高工程教育质量为目标。“学习产出/成果导向”为导向的OBE教育模式,遵循回溯式设计原则、以预期学习产出为中心来组织课程设计、实践内容与学生能力培养(顾佩华,2014)。OBE教育理念把教学目标、课程、学生实践与能力培养有机联系在一起。其教育模式主要有4个步骤定义:学习产出、实现学习产出、评估学习产出、和使用学习产出。OBE教育模式本质思想以学生学科思维能力发展为本,侧重发展学生解释新问题的高阶推理能力。

3研究实例述评与电子信息类大学生计算思维能力培养研究

基于OBE教育模式最早出现于美国和澳大利亚教育改革。目前,国内的汕头大学,针对工程教育认证的发展趋势,将OBE理论和工程教育进行很好的融合,在课程计划、师资、教学方法、教学评价各个层面引入OBE模式,并取得了良好的成效。香港部分高校都积极展开了OBE理论的教学模式并展现了OBE教学模式的优越之处。电子信息类专业作为工科院校的传统专业,其专业知识体系涵盖了电子技术,计算机技术,信号和信息处理技术等专业知识,其中对计算机技术的要求仅次于计算机科学和技术专业的培养要求,因此,对计算思维能力的培养对于专业知识的进一步学习使至关重要的。该课题探讨了基于OBE教学模式下,在面向学科思维的教学过程中继承学科知识、技术工具等课程基础,关注电子信息类本科学生其学科内在的思维发展,即计算思维能力的培养,设计适宜的课程教育结构来保证学生达到教学预期目标。主要内容包括以下几个方面。

(1)确定预期学习成果与学科思维能力培养的关联性研究。明确本专业的特色和定位,建立电子信息类专业核心课程教学环节各要素与OBE模式之间的匹配映射关系,预设实施OBE教学模式所要实现的预期学习产出。加强电子信息类专业本科生的计算思维能力的培养,强调的运用基础概念去解决问题,其本质是抽象和自动化的过程。在教学过程中,强化计算思维能力的培养,对于培养高素质的电子信息类人才尤为重要。因此,在OBE教育理念下,探讨学科思维能力的培养具有重要实际意义。

（2)确定基于OBE模式的教学策略和教学方法。基于OBE模式的教学理念,依据学生的学习进程进行阶段划分,并确定出每个划分阶段的学习目标与内容,学习内容随着学习目标设定由初级到高级,每个子项目都设置相应的成果展示或学结,并让学生完成子项目的设计思路、设计方案和实践环节;构建与计算思维能力发展相匹配的课程体系与具体教学实施措施。依据课程体系与计算思维能力发展的阶段性映射关系,逐步引导学生完成课程体系每个阶段的学习,使学生具备预期的学习成果,并具有一定的能力结构。

（3)多目标考核与评估。根据OBE理论模式所提供可观测目标体系标准,考察学生知识掌握、计算思维能力培养情况,包括形成性考核与终结性考核结合;进行学习历程档案,以平时成绩与卷面成绩按照一定的比例构成的最终成绩评价,学生学习效果的考核方式以项目驱动的教学方法及以成果导向进行评估。不同实践过程完成后,对大学生作品进行测评及答辩等方式的记录。在开展考核与评估过程中,对于学习输出的具体的量化指标。通过这些指标反馈回教学过程,实现教和学的闭环互动过程。

4结论

基于OBE理论的教学模式,在教学过程中有利于调动学生学习主动性,不仅要让学生掌握电子信息类课程体系的基础知识,更重要的是以学生为教学主体,将课程教学与专业实践应用相结合,在实践环节中逐步掌握知识体系的思想和方法,培养解决问题的思维习惯和能力,提高电子信息类课程的教学质量和人才培养质量。

参考文献

[1]邓磊,姜学锋,刘君瑞.实施专业融合,提升理工科学生的计算思维能力[J].工业和信息化教育,201（36）：15，37-41.

[2]刘道文.高校非计算机专业计算思维能力培养策略研究与实践[J].计算机教育,201（313）：39-43.

[3]王移芝,金一,周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学,201（43）：49-53.

[4]林旺,孙洪涛.基于软件应用的计算思维能力培养教学设计[J].中国电化教育,201（411）：122-127.

[5]党向盈“.卓越计划”背景下程序设计课程走向工程能力和创新能力培养模式研究[J].科技信息,201（135）：266，334.

[6]蒋宗礼.计算思维之我见[J].中国大学教学,201（39）：5-10.

[7]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014(1):27-37.

科学思维方式的培养范文

关键词：艺术；教育；创造性思维；培养

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1005-5312（2012）33-0250-01

一、前言

长期以来，在高职院校艺术教育的过程中主要是教授学生基础知识与基本技能，让学生打好扎实的基础是教师教学的主要目的。这样老师教、学生学的教学方式使学生逐渐缺乏了创新能力与创新精神。艺术教育在我国的教育体系中占有重要的位置对开发学生智力，培养学生的想象力与创造力有着独特的作用。因此如何在艺术教育中培养学生的创造性思维是当今艺术类教师面对的关键问题。

二、艺术教育与创造性思维的关系

首先，艺术教育对创造性思维的培养有着独特而不可替代的作用。国内外有许多的心理学、教育学的研究成果反复证明，艺术教育能够促进创造性思维的培养。众所周知，艺术教育是美育的重要途径，艺术不但能够让人有美的体验，并且能够让人受到智慧的启迪，能够促进学生创造性思维的培养与发挥。其次，创造性思维的培养又能促进学生的艺术学习，能够让学生创造出更新颖更优美的作品。心理学研究表明：“创造性思维是智力活动的重要部分，它是一种摆脱了习惯定式解决问题的思维方式，它鼓励在发散性思维的基础上进行聚合思维，创造性解决问题。”因此要让学生创造出更加优秀的作品，创造性思维是必不可少的一个因素。

三、在艺术教育中培养创造性思维的方法

（一）改变传统观念，更新教育方式

传统的艺术教育观念中过于重视技能的培养，而忽略学生审美能力、创新能力的培养。主要是教师在课堂上机械的教授学生唱歌、绘画或者舞蹈，扼杀了学生对艺术学习的积极性，也很大程度上阻碍了他们创造性思维的培养。因此应该打破这种传统的观念，采用新的教育方式进行培养。首先要把学生作为学习的主体，教育内容与方法都要按照学生的需求去制定，鼓励学生发挥自己的想象能力与创造能力，大胆创新，这样才有助于创造性思维的培养。其次要将艺术教育与科学教育进行有效的结合，采用艺术教育中的一些方法引导学生更好的体会和感受科学。

（二）培养具有创造性思维的教师

培养具有创造性思维的学生不可或缺的条件就是要有具有创造性思维的教师做引导。教师要能够采用开放式的教学方式进行教学，在课堂中给学生提供个性化的体验，并且能够充分的尊重学生的想法，鼓励学生发挥自己的想象力，提出自己新颖的意见。教师还应该围绕创造性思维的培养展开师生互动活动，不仅能够让学生参与到整个教学的过程当中，调动了学生学习的积极性，同时还能够在学生们的启发之下发展自己的创造性思维。师生互动还可以增强老师对学生个性的了解，这样更加有利于教师根据学生的个性特征适当引导，从而改进教学，积极培养学生的创造性思维。

（三）加强艺术教育与其它学科的关联

艺术教育与科学教育是相互补充，同时又能够相互促进的学科关系。既加强学生的科学教育，也不放弃学生的艺术教育才能让学生得到和谐全面的发展。科学学科能够促进学生推理能力与逻辑能力的培养，但是科学的发展不仅仅需要逻辑推理能力，还需要直觉灵感等思维能力，艺术教育正是培养这些能力的重要途径。艺术教育中培养的形象思维能力对科学研究也有很大的推动作用。例如卢瑟福用形象的行星运动来建立原子模型，克里克等人用双螺旋结构描述了DNA的形象等等。同时，艺术也需要科学教育中培养的思考分析等能力。二者相辅相成。

（四）在校园营造良好的艺术学习氛围

环境氛围是艺术教育中非常重要的一个因素。在哈佛大学，麻省理工学院为代表的美国，学校会在校园定期举办艺术节等校园文化活动，聚集优秀的艺术人才展示自己的艺术才能，还积极的组织各种免费的艺术培训，让一些对艺术有浓厚兴趣的同学能够近距离的接触艺术，营造了浓厚的艺术氛围，为学生们充分提供了艺术体验的舞台。我们也应该借鉴这些世界知名院校的方法，为我们的学生也营造一个艺术体验的舞台，激发学生们艺术学校的兴趣，只有有了兴趣才会有创造性思维的培养。

四、结束语

综上所述，艺术教育存在着发展学生创造性思维的必然因素和条件，是实施素质教育、培养高素质全面发展的人才不可忽视的重要教育内容和手段。但这并不意味着进行艺术教育就能达到这个目的，关键还需要我们不断认识和探讨它的功能、规律和潜力，用现代教育观指导它的教育教学改革，只有具备崭新意义的现代艺术教育，才能真正达到这个目的。