计算机系统课程教学模块中的计算思维-2019年精选文档
大学计算机基础教学中的计算思维培养
大学计算机基础教学中的计算思维培养计算思维是一种利用计算机技术解决问题的思考方式，它强调的是系统、抽象和逻辑。
计算思维能够让人们更加系统化和自动化地思考，同时也可以帮助人们更好地理解和处理复杂的问题。
在大学计算机基础教学中，培养学生的计算思维能力可以从以下几个方面入手：一、建立基础的编程思维编程思维是培养计算思维的基础。
在大学计算机基础教学中，编程课程的教学应该从如何使用编程语言进行代码编写开始。
学生需要掌握计算机语言的基本语法，并能够运用这些语法编写简单的代码。
这个过程中，学生需要学习如何思考和分析问题，并将问题转化为可以编程解决的形式。
二、引导学生进行算法分析算法是计算思维中重要的组成部分。
在大学计算机基础教学中，应该引导学生学习如何分析和设计算法。
通过学习算法，可以帮助学生更好地理解和解决问题，并且能够提高计算效率。
学生需要学习不同的经典算法并实现它们，同时也需要学习如何进行算法分析，来评估不同算法的优劣。
数据结构是计算机科学中的重要概念，它可以对数据进行组织和管理，以便于计算机进行处理。
在大学计算机基础教学中，应该引导学生学习如何使用不同的数据结构来解决问题。
学生需要掌握各种不同的数据结构，包括线性结构、树形结构以及图形结构等，并且需要学习如何对数据结构进行分析和设计。
四、建立实践与应用的桥梁在大学计算机基础教学中，应该更加注重实践性的教学。
学生需要通过实际的案例来学习计算思维的基本概念和原则，并且需要掌握一定的应用技能。
教师应该引导学生进行实际的编程和解决问题，鼓励学生发掘自己的创新精神，并将计算思维与实际问题相结合。
在总体上，大学计算机基础教学应该注重学生的实践操作，同时也要重视教学方法的改进与创新。
只有通过不断的实践和探索，才能够真正提高学生的计算思维能力，让他们更好地适应现代社会的需求。
大学计算机基础教学中的计算思维培养
大学计算机基础教学中的计算思维培养计算思维（Computational Thinking，CT）是指通过将计算机科学的基本思想和技术应用到各种问题中，培养出的一种解决问题的思维方式。
在当今的信息时代，计算思维已经成为一种必备的能力，不仅是计算机科学专业的学生需要掌握的技能，同时各个领域的学生都需要具备这种思维方式，以应对复杂的现实问题。
在大学计算机基础教学中，计算思维的培养应该是一个主要的目标。
具体来说，应该注意以下几个方面：1. 强调算法思维算法是计算思维的核心，它是指解决问题的逐步方法和步骤，包括输入、处理和输出三个基本步骤。
在教学中应该强调算法思维的重要性，并引导学生学习算法的基本思想和编写的技巧。
同时，还应该培养学生设计算法的能力，让他们能够从实际问题出发，根据问题特点选择合适的算法，并进行编写和调试。
2. 鼓励创新思维创新思维是计算思维的重要组成部分，它是指通过创新的方式解决问题，包括发现问题、定义问题、收集数据、分析数据和测试方案等步骤。
在教学中应该鼓励学生运用创新思维解决问题，让他们有机会尝试不同的思路和方法，不断地提高自己的创新能力。
3. 引导系统思维系统思维是指理解系统的功能、结构和过程，并设计和操作系统的能力。
在教学中应该引导学生运用系统思维解决问题，了解计算机软件、硬件和网络之间的关系，理解程序执行过程中的各个环节，掌握控制流和数据流的概念和方法，以及应用数据结构和算法等技术。
4. 建立问题意识问题意识是指发现问题、理解问题、解决问题的重要性，以及把问题转化为可行的解决方案的能力。
在教学中应该引导学生建立问题意识，探讨问题的本质、背景和实际需求，分析问题的复杂性和可行性，使用适当的工具和技术来解决问题。
5. 加强实践能力实践能力是指将所学知识应用于实际场景中，解决实际问题和任务的能力。
在教学中应该加强实践能力培养，让学生通过实践掌握所学技能和知识，提高解决问题的能力。
同时，还应该注重学生的团队合作和沟通能力，在小组中协作完成任务，锻炼领导和合作能力。
大学计算机基础教学中的计算思维培养
大学计算机基础教学中的计算思维培养
计算思维是指通过计算机科学的思维方式和方法来解决问题的能力。
在大学计算机基础教学中，培养学生的计算思维能力是非常重要的，这不仅有助于学生掌握计算机基础知识，更能够培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。
计算思维培养需要从课程设置和教学方法上进行考虑。
大学计算机基础课程应该注重培养学生的计算思维，而不仅仅是机械地讲解基本概念和技术。
可以通过设计一些实际问题和项目，引导学生探索解决问题的方法和思路。
在教授算法和数据结构时，可以设计一些具体的问题让学生进行分析和实现，不断引导他们思考如何设计更高效和优雅的算法。
计算思维培养需要注重实践和动手能力的培养。
单纯的理论知识掌握很难激发学生的计算思维能力。
教学中应该结合实际案例和实验，让学生亲自动手编写代码，实现算法和数据结构，从而加深对这些概念的理解。
也要鼓励学生积极参与编程竞赛和项目开发，通过实践来提升他们的计算思维和解决问题的能力。
计算思维培养也需要注意培养学生的团队合作和沟通能力。
在实际项目开发中，往往需要多个人共同合作完成。
大学计算机基础课程可以设计一些小组项目，让学生在团队中合作完成任务。
还可以鼓励学生在课程论坛或者实验室中相互交流和讨论问题，提高他们的沟通能力和合作能力。
计算思维教案
计算思维教案一、引言计算思维是一种重要的思维方式，它指的是人们运用逻辑和算法来解决问题的能力。
计算思维不仅仅局限于计算机科学领域，它已经渗透到了各个学科和行业中。
作为教育工作者，我们需要培养学生的计算思维能力，使他们能够更好地应对未来的挑战。
本教案旨在介绍如何教授计算思维，以及如何通过各种活动和任务来提高学生的计算思维能力。
二、教学目标1. 了解计算思维的定义和重要性。
2. 掌握计算思维的核心概念和基本原则。
3. 能够应用计算思维解决实际问题。
4. 培养学生的逻辑思维、问题解决和创新能力。
三、教学内容和方法1. 计算思维的定义和重要性（教师讲解）- 什么是计算思维？- 计算思维在现实生活中的应用领域。
- 计算思维的重要性和价值。
2. 计算思维的核心概念和基本原则（教师讲解）- 算法和流程控制- 数据的表示和处理- 问题的抽象和建模- 分析和解决复杂问题3. 计算思维的培养方法和策略（教师讲解）- 学习编程语言和工具- 进行编程实践和项目设计- 参与逻辑思考和问题解决的活动- 学习适应性思维和创新思维4. 案例分析和讨论（小组活动）学生根据教师提供的真实案例，运用计算思维分析和解决问题，形成小组讨论报告。
5. 设计和实施计算思维任务（小组活动）小组选择一个问题，设计和实施计算思维任务，向全班介绍并进行评估。
6. 反馈和总结（整体活动）学生们进行口头和书面反馈，总结本课程的收获和体验，以及如何将计算思维应用于其他学科和实际生活中。
四、教学资源- 计算机设备和网络连接- 编程语言和工具- 教师准备的案例分析材料- 学生设计的计算思维任务五、评估方法1. 小组讨论报告的评估：评估小组对案例的分析和解决问题的能力。
2. 计算思维任务的评估：评估学生在设计和实施任务中的表现和结果。
3. 学生反馈的评估：根据学生的口头和书面反馈，评估他们对计算思维的理解和应用能力。
六、拓展和应用1. 将计算思维引入其他学科的教学中，例如数学、科学和语言艺术。
大学计算机基础教学中的计算思维培养
大学计算机基础教学中的计算思维培养随着信息技术的发展和应用范围的不断扩大，计算机已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
大学计算机基础教学中的计算思维培养显得尤为重要。
计算思维是指一种通过计算机来解决问题的思维方式，它包括了分解问题、模式识别、抽象化、算法设计等一系列与计算相关的思考方式。
在大学计算机基础教学中，培养学生的计算思维能力已经成为教育的重要目标之一。
本文将从计算思维的重要性、培养计算思维的方法以及大学计算机基础教学中的实践经验等方面进行探讨。
一、计算思维的重要性计算思维不仅仅是计算机科学专业学生的专属能力，也是所有学生都应该具备的重要思维方式。
计算思维能够帮助人们更好地理解和分析问题。
现代社会充斥着各种各样的复杂问题，而计算思维能够帮助人们将问题分解成更小的部分进行分析，从而更好地理解问题的本质。
计算思维还能够帮助人们更好地应对现实生活中的各种问题。
在日常生活中，我们经常需要解决一些复杂的时间安排、空间规划等问题，而计算思维可以帮助人们更好地应对这些问题。
计算思维还可以培养人们的创造力和创新能力。
计算思维强调问题的抽象化和模式识别，这些能力对于人们的创造力和创新能力有着重要的促进作用。
二、培养计算思维的方法1. 实践性教学实践性教学是培养学生计算思维的重要手段之一。
在大学计算机基础教学中，学生需要通过大量的实践操作来掌握计算机的基本原理和技能。
在实践操作的过程中，学生需要自己分析问题、设计算法、编写程序、进行调试等一系列操作，这些操作都是培养计算思维的很好的机会。
在实践操作的过程中，教师可以给予学生适当的指导和鼓励，帮助他们更好地理解和掌握计算思维。
2. 多学科交叉计算思维是一种跨学科的思维方式，它不仅仅是计算机科学的专属能力，还可以在其他学科中得到应用。
在大学计算机基础教学中，可以通过多学科交叉的方式培养学生的计算思维。
可以将计算思维与数学、物理、生物、经济等其他学科相结合，通过学科间的相互渗透来培养学生的计算思维。
大学计算机基础教学中的计算思维培养
大学计算机基础教学中的计算思维培养随着信息时代的发展，计算机的应用越来越广泛，计算机科学作为一门基础学科，已经成为现代大学教育的基石之一。
大学计算机基础教学中，计算思维的培养至关重要。
计算思维是指通过计算机科学的方法和原理对问题进行分析、解决和表达的思维方式。
本文将从何谓计算思维、计算思维在大学计算机基础教学中的作用、计算思维的培养策略以及未来计算思维的发展趋势等方面进行探讨。
一、何谓计算思维？计算思维指的是以计算机科学的思维方式和方法解决问题的一种思维方式。
计算思维并不仅仅指的是计算机程序设计或算法设计，更是一种深入思考问题，通过分析、抽象、说明和自动化问题解决过程的思考方式。
计算思维非常重要，因为它能够启发我们更加深入地理解复杂问题的本质，并对我们的思维和行动模式产生积极的影响。
二、计算思维在大学计算机基础教学中的作用计算思维是计算机基础教学中的一个关键的教学目标。
它能够激发学生的创造力和问题解决能力，并且也能够加强他们在计算机领域的自信心。
计算思维能够为学生提供如下的好处：1．问题解决能力的提升计算思维侧重于分析、抽象和创新性的理解，这种思维方式有助于学生更清楚地看到问题的本质以及问题的解决方法。
学生可以通过计算思维认识到问题的不同层次，从而开创新的创意解决方案。
2．培养计算机相关技能计算思维是计算机科学领域的基础，因此它是许多计算机相关技能的基础。
学生可以通过这种思维方式获得计算机组成原理、网络通信、编程以及算法等方面的技能，进而在未来求职和实践中更加出色。
3．提高逻辑思考水平计算思维是一种抽象思维，这种思维可以帮助学生开发更深刻的认识方法，培养学生的逻辑思考和表达能力，提高学生思考问题的层次和质量，积极影响学生在不同领域中的表现。
三、计算思维的培养策略在大学计算机基础教学中，培养计算思维的策略是多种多样的，但下面这些策略是比较重要的。
1．教学目标明确针对计算思维的培养，教师需要明确有关计算思维与课程内容之间的相关性。
计算思维
计算思维一.计算思维的定义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。
进一步地定义为:1.通过约简、嵌入、转化与仿真等方法,把一个瞧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;2.就是一种递归思维,就是一种并行处理,就是一种把代码译成数据又能把数据译成代码,就是一种多维分析推广的类型检查方法;3.就是一种采用抽象与分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法,就是基于关注分离的方法(S oc方法);4.就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;5.就是按照预防、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;6.就是利用启发式推理寻求解答,也即在不确定情况下的规划、学习与调度的思维方法;7.就是利用海量数据来加快计算,在时间与空间之间,在处理能力与存储容量之间进行折衷的思维方法。
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。
二.计算思维的深层次理解1.计算思维的优点计算思维建立在计算过程的能力与限制之上,由人由机器执行。
计算方法与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与系统设计。
2.计算思维的内容计算思维最根本的内容,即其本质(Essence)就是抽象(Abstraction)与自动化(Automation)。
计算思维中的抽象完全超越物理的时空观,并完全用符号来表示,其中,数字抽象只就是一类特例。
与数学与物理科学相比,计算思维中的抽象显得更为丰富,也更为复杂。
数学抽象的最大特点就是抛开现实事物的物理、化学与生物学等特性,而仅保留其量的关系与空间的形式,而计算思维中的抽象却不仅仅如此。
操作模式计算思维建立在计算过程的能力与限制之上,由人由机器执行。
计算思维与大学计算机基础教育课件精品教育文档
① 国家明确定位计算机基础课程是和数学、物理等同地位的基础课程。 ② 计算机不仅为不同专业提供了解决专业问题的有效方法和手段，而且提供了
一种独特的处理问题的思维方式。 ③ 熟悉使用计算机及互联网，为人们终生学习提供了广阔的空间以及良好的学
习工具与环境。
4. 2019年美国NSF的CDI计划
① CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation，计算使能的科学发现和技 术创新）是美国国家科学基金会的一个革命性的、富有独创精神的五年计划， 该计划旨在通过“计算思维”领域的创新和进步来促进自然科学和工程技术 领域产生革命性的成果。
学习过程中，有35-50%的学生中途放弃。另外，不少的学生还通过抄袭或者 是作弊的方式来完成课程。
5
二、大学计算机基础课程教学存在的问题(2)
2. 美国的情况(2)
② 毕业生的工资情况： 2019年11月，美国《Computing Research News》刊登的一篇名为《科学与工程专业
毕业生的工资》的报告： 2019年，在美国科学领域各学科中，计算机与信息科学专业毕业生的平均年工资最高，
11
五、计算思维(1)
1. 计算思维的定义： 计算思维（Computational Thinking，CT）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行为。CT的本质是抽象和自动化。 它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，都必须 具备的思维能力。 2. 计算思维的例子： ① 计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题 阐释成如何求解它的思维方法。 ② 计算思维是一种递归思维，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。 ③ 计算思维是一种采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务或进行巨型 复杂系统的设计，是基于关注点分离的方法（SoC方法）。 ④ 计算思维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。
计算机系统课程教学模块中的计算思维
计算机系统课程教学模块中的计算思维【摘要】本文主要探讨了计算机系统课程教学模块中的计算思维，通过对计算思维的基本概念进行阐述，说明了在计算机系统课程中计算思维的重要性。
随后分析了计算思维的培养方式，并探讨了计算思维与其他学科的关联。
最后通过计算思维案例分析，展示了计算思维在实际问题解决中的重要作用。
通过本文的研究，可以更好地理解计算思维在计算机系统课程中的应用，并为培养学生的计算思维能力提供一定的参考。
结论部分将对上述内容进行总结，并展望未来计算思维在教学中的发展方向。
通过本文的阐述，读者可以深入了解计算思维的重要性及其在计算机系统课程中的应用。
【关键词】计算思维、计算机系统课程、教学模块、重要性、培养方式、关联、案例分析、引言、结论1. 引言1.1 引言计算机系统课程是计算机科学专业中的重要课程，通过学习这门课程，学生能够深入了解计算机系统的原理和结构，掌握计算机系统的基本知识和技能。
在计算机系统课程中，计算思维是一个非常关键的概念，它代表了对问题的分析、解决和抽象能力。
计算思维不仅是计算机科学家和工程师必备的核心素质，也是培养学生逻辑思维和创新能力的重要途径。
本文将从计算思维的基本概念、在计算机系统课程中的重要性、计算思维的培养方式、与其他学科的关联以及案例分析等方面逐一介绍，希望可以为读者提供一个全面的了解和认识。
通过本文的学习，读者将更加深入地理解计算思维在计算机系统课程中的重要作用，以及如何通过不同的方式和方法来培养和提升计算思维能力。
希望本文可以对读者在学习和掌握计算机系统课程中的计算思维起到一定的指导和帮助作用。
2. 正文2.1 计算思维的基本概念计算思维是指一种思考和问题解决方式，侧重于通过逻辑推理、抽象建模、算法设计等方式来解决问题。
计算思维与数学思维、工程思维等不同，其特点是强调运用计算机和信息技术工具辅助思考和解决问题。
计算思维包括几个核心概念，其中最重要的是算法思维。
算法思维指的是将问题抽象为简单的步骤和规则，然后按照这些规则设计解决方法。
计算机系统课程教学模块中的计算思维
计算机系统课程教学模块中的计算思维【摘要】计算思维是一种重要的思维方式，在计算机系统课程中扮演着关键的角色。
本文首先介绍了计算思维的概念和特点，然后探讨了其在计算机系统课程中的重要性和具体应用。
接着提出了培养计算思维的策略，包括多维度的训练和实践操作。
最后讨论了评价计算思维的方法，如项目作业和在线评估。
总结指出了计算思维在课程中的价值，并展望未来发展方向，提出了课程提升的建议，如引入更多实践项目和跨学科合作。
通过本文的研究，旨在促进学生的计算思维能力培养，提升计算机系统课程的教学质量，为未来科技发展做出贡献。
【关键词】计算思维, 计算机系统课程, 教学模块, 概念, 特点, 重要性, 应用, 培养策略, 评价方法, 总结展望, 未来发展方向, 提升建议1. 引言1.1 概述计算机系统课程教学模块中的计算思维是指通过学习计算机系统相关知识和技能，培养学生的逻辑思维能力、问题解决能力和创新能力，使他们具备独立分析和解决问题的能力。
计算思维在计算机系统课程教学中扮演着重要的角色，不仅可以帮助学生更好地理解和运用计算机系统知识，还可以培养学生的批判性思维和创造性思维，为他们未来的学习和工作打下坚实基础。
在当今信息化社会，计算机系统的知识已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分，而计算思维则是应对这一挑战的关键。
通过引入计算思维的概念和方法，可以帮助学生更深入地理解计算机系统的原理和应用，激发他们对计算机科学的兴趣和热情，进而提升他们的综合素质和竞争力。
将计算思维融入计算机系统课程教学中，对于提高教学质量和学生学习效果具有重要意义。
1.2 研究背景计算机系统课程是计算机相关专业中的重要课程之一，旨在培养学生对计算机系统的全面理解和应用能力。
随着信息技术的快速发展和普及，计算机系统课程的教学也面临着新的挑战和机遇。
在这样一个背景下，研究计算思维在计算机系统课程中的应用和意义就显得尤为重要。
在计算机系统课程中，培养学生的计算思维能力可以帮助他们更好地理解和掌握课程内容，提高问题解决的效率和准确性。
计算机系统课程教学模块中的计算思维
计算机系统课程教学模块中的计算思维计算思维在计算机系统课程教学模块中的重要性计算机系统是一个抽象的概念，是由一系列计算机硬件和软件组成的。
在计算机系统课程中的“计算思维”是一个重要的概念，它影响着我们对计算机系统的理解和应用。
本文将从计算思维的概念出发，深入探讨计算思维在计算机系统课程教学模块中的重要性。
一、计算思维的概念计算思维是指使用计算机来处理信息的思维方式，与计算机领域的基本概念和思想密切相关。
计算思维包括了一系列的计算元语言，如算法、数据结构、模拟、抽象化、设计和分析问题的能力。
具有计算思维的人能够通过计算机将问题进行拆解、重组，然后得到解决方案。
这种思维方式是计算机领域工程师、科学家进行研究和创新的基础。
二、计算思维在计算机系统课程教学模块中的重要性在计算机系统课程教学模块中，计算思维是一个重要的教学内容，涉及到很多方面。
它可以帮助学生理解计算机系统的原理、设计和构造，而不是简单的使用。
以下是计算思维在计算机系统课程教学模块中的几个重要方面：1、问题求解问题求解是计算机领域工程师进行研究和创新的基础。
在计算机系统课程中，教授学生如何利用计算思维来解决问题，是非常重要的。
这包括了定义问题、制定算法、实现算法和对问题进行评估等方面。
计算思维中的算法和数据结构，是解决问题的基础，算法复杂度的分析则决定了算法的优劣。
在学习计算思维时，应重点学习算法和数据结构等基础概念，并通过实现不同的算法，逐步提升解决问题的能力。
2、程序设计在计算机系统课程教学模块中，要求学生熟练掌握编程语言，设计高效的算法和程序来解决问题。
计算思维中的程序设计，是实现算法的基础，是学生最终要实现程序的基础。
在学习计算思维时，需要着重学习面向对象编程、函数式编程等不同的编程范式，以及编程语言的语法和运行机制等技术。
这样可以更好地理解程序的运作原理，提升编写程序的效率和质量。
3、系统设计在计算机系统课程中，需要学生掌握系统设计的能力，这是将计算机硬件和软件融合在一起的关键。
计算机教案中的计算思维与程序设计
计算机教案中的计算思维与程序设计随着计算机技术的快速发展，计算机教育也逐渐成为学校教育的重要组成部分。
计算机教案作为计算机教育的重要工具，不仅需要具备科学合理的教学内容和方法，还需要注重培养学生的计算思维和程序设计能力。
计算思维是指通过分解问题、抽象问题、模式识别、算法设计等方式来解决问题的思维方式。
在计算机教案中，培养学生的计算思维能力是非常重要的。
通过编写程序，学生需要将问题分解成更小的子问题，并将其解决方案组合起来，最终得到整体解决方案。
这种分解问题的思维方式可以帮助学生更好地理解问题的本质，提高问题解决的效率和准确性。
在计算机教案中，程序设计是培养学生计算思维的重要手段之一。
程序设计是指通过编写一系列指令，告诉计算机如何执行特定任务的过程。
通过编写程序，学生不仅可以实现自己的想法，还可以锻炼逻辑思维和创造力。
在程序设计中，学生需要学会分析问题、设计算法、选择合适的数据结构和编写代码。
这些过程不仅可以帮助学生解决具体问题，还可以培养学生的逻辑思维和创新能力。
计算机教案中的计算思维和程序设计并不仅仅是为了培养学生成为优秀的程序员，更重要的是培养学生的综合能力。
计算思维和程序设计能够培养学生的逻辑思维、创新思维、问题解决能力和团队合作能力。
在计算机教案中，学生需要通过编写程序解决具体问题，这个过程需要学生不断思考、尝试、调试和改进。
通过这个过程，学生可以培养解决问题的能力，提高自己的学习能力和创新能力。
此外，计算机教案中的计算思维和程序设计还可以培养学生的信息素养。
在计算机教育中，学生需要学会利用计算机和互联网获取、处理和利用信息。
通过编写程序，学生可以更好地理解和应用计算机技术，提高自己的信息素养。
计算机教案中的计算思维和程序设计可以帮助学生更好地理解和应用计算机技术，提高自己的信息素养。
综上所述，计算机教案中的计算思维和程序设计是培养学生综合能力的重要手段。
通过计算思维和程序设计，学生可以培养逻辑思维、创新思维、问题解决能力和团队合作能力。
大学计算机基础课程中的计算思维教学实践
大学计算机基础课程中的计算思维教学实践计算思维是指通过计算和分析问题来解决问题的思维方式，是计算机基础课程中非常重要的一部分。
在大学计算机基础课程中，教学实践需要充分挖掘计算思维的特点，培养学生的计算思维能力，使他们具备解决问题的能力和方法。
本文将结合计算思维的特点和大学计算机基础课程的教学内容，探讨计算思维教学实践的方法和策略。
一、计算思维教学的特点1. 抽象思维：计算思维要求学生具备抽象思维能力，能够将现实问题抽象成计算机可以理解的形式。
在教学实践中，可以通过设计具体的案例和练习，让学生逐渐培养抽象思维能力。
2. 逻辑思维：计算思维需要学生具备严密的逻辑思维能力，能够用逻辑推理和分析解决问题。
教学实践中可以通过引导学生进行问题分析和逻辑推理的练习，以及设计适当的逻辑思维训练项目，培养学生的逻辑思维能力。
1. 案例分析教学法：通过具体的案例分析，引导学生掌握计算思维的具体运用和解决问题的方法。
可以设计一些典型的案例，让学生分析问题、设计算法、编写程序，体验计算思维的实际应用。
2. 项目驱动教学法：设计一些实际的项目任务，让学生在解决问题的过程中不断提升计算思维能力。
通过项目驱动教学，可以让学生在实践中运用计算思维，培养他们的解决问题的能力。
3. 编程实践教学法：计算思维的实践是通过编程实践来进行的，可以设计一些实际的编程练习和项目，让学生通过编程来体验计算思维的魅力，提升他们的算法设计和程序实现能力。
4. 协作学习教学法：计算思维是一种协同工作的能力，可以通过小组合作的方式，让学生在实际项目中通过讨论和合作，培养他们的交流和合作能力。
5. 跨学科整合教学法：计算思维是一种综合能力，可以通过跨学科整合的方式，引入其他学科的知识和技能，让学生在多个领域的知识和能力中综合运用计算思维。
1. 引导问题解决：在教学中，引导学生通过自主思考和探索，解决实际的问题。
可以设计一些具有挑战性的问题，并引导学生从逻辑思维、算法思维、创新思维等方面去解决问题。
计算机系统课程教学模块中的计算思维
计算机系统课程教学模块中的计算思维随着信息技术的快速发展，计算机已经成为了人类社会中不可或缺的一部分，计算机系统的课程不仅仅只是让学生理解计算机的基本构成，更重要的是要让学生建立起计算思维的能力。
计算思维不仅涉及到软件开发编程，也可以应用到日常的生活中，比如解决问题的能力，数据处理的能力等。
计算思维在计算机系统课程教学模块中的意义计算思维的核心就是将复杂的问题拆解成更小的问题，通过这种分解方式来解决整个问题。
这种思考方式更加灵活、高效、准确。
计算机系统的课程在传授学生计算思维能力方面起到了至关重要的作用。
首先，在学习课程的过程中，学生会对计算机系统的各个组成部分进行逐渐的理解，比如学习计算机的硬件构成、操作系统、计算机网络等知识点。
在这个过程中，学生需要将这些琐碎的、困难的细节分解成更小的部分来学习。
这种分解的思维方式让学生逐渐建立起了逐步分解问题的习惯，从而帮助他们更好地应对其他问题。
其次，计算机系统的课程还可以帮助学生掌握数据处理的技巧。
数据处理是计算思维体系中非常重要的一种能力，数据的处理涉及到不同方面的技巧，包括数据的加工、数据的分割、数据的传递等等。
通过计算机系统课程的学习，学生可以了解到数据处理的基本原理，掌握基本的数据处理技能，并且在具体的编程实践过程中不断提高自己的数据处理能力。
最后，计算机系统的课程可以帮助学生提高解决问题的能力。
由于计算机系统课程常常伴随着编程实践，学生不仅需要掌握计算机系统理论，更重要的是需要在实践环境中解决各种问题。
在这个过程中，学生可以建立一种新的思维模式来解决问题，作为学生的思维习惯，这种模式可以帮助他们在日常生活和日后的工作中更好地应对问题。
计算思维在计算机系统课程中的应用计算思维的应用不仅仅止于计算机领域，它还可以应用到日常生活中。
比如，当我们需要解决一个任务时，就可以采用数据分解、分析问题等思考模式来一步步解决问题，还可以应用算法分析的思想解决日常时空问题。
中职计算机教学中的计算思维培养
中职计算机教学中的计算思维培养随着信息技术的飞速发展，计算机技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
在这样的背景下，中职计算机教学的重要性愈发凸显。
在中职计算机教学中，不仅仅需要传授技术知识，更需要培养学生的计算思维。
计算思维是一种重要的思维方式，它不仅仅可以帮助学生在技术领域取得成功，更可以帮助他们在日常生活和职业生涯中做出更好的决策。
中职计算机教学中的计算思维培养是至关重要的。
本文将从培养计算思维的意义、方法和实践等方面对中职计算机教学中的计算思维培养进行探讨。
一、培养计算思维的意义1. 增强问题解决能力计算思维是一种解决问题的方式，它让学生很快地分析问题，并找到解决方案。
在计算机教学中，学生需要通过编程和算法设计等方式来解决问题，这样的实践不仅能够增强学生的问题解决能力，还能让他们更快地适应现代社会中的技术挑战。
2. 提高创新能力计算思维强调的是从数据中发现规律，建立模型，进而解决问题的能力。
这种能力不仅能够帮助学生更好地理解问题本质，还能够帮助他们更好地进行创新。
在现代社会中，创新能力是非常重要的，培养计算思维可以有效地提高学生的创新能力。
3. 提升逻辑思维能力计算思维是一种注重逻辑的思维方式，它要求学生通过逻辑推理来解决问题。
在计算机教学中，学生需要通过编程来实现所需的功能，这样的实践有利于提升他们的逻辑思维能力，使他们在日常生活和职业生涯中更加聪明地思考问题。
1. 强化基础知识教学计算思维的培养首先需要有扎实的基础知识作为支撑。
在中职计算机教学中，教师应该通过系统的教学计划来强化基础知识的教学，让学生掌握计算机的基本原理、常用算法、数据结构等知识。
只有这样，学生才能够在实际应用中更好地运用计算思维。
2. 引导学生进行实践操作在计算机教学中，实践操作是非常重要的。
教师可以设计一些实际的项目，引导学生进行实践操作。
这样的实践不仅能够帮助学生更好地理解知识，还能够培养他们的计算思维，让他们在实际问题处理中更加得心应手。
计算思维能力在计算机基础教学中的培养
计算思维能力在计算机基础教学中的培养计算思维能力是指通过逻辑思维和推理能力，解决问题和分析数据的能力。
在当今科技快速发展的时代，计算思维能力已经成为了一种十分重要的能力。
而在计算机基础教学中，培养学生的计算思维能力尤为重要。
本文将从计算思维能力的重要性、培养计算思维能力的方法以及计算思维能力在计算机基础教学中的应用等方面进行探讨。
一、计算思维能力的重要性计算思维能力是人们在处理问题、分析数据、解决矛盾和利用信息等活动中所表现出来的一种思维方式。
具备计算思维能力可以帮助人们更好地理解问题的本质和规律，提高问题解决的效率和准确率。
尤其在计算机领域，计算思维能力更是必不可少的。
它不仅是编程、算法设计的基础，还是在日常工作和生活中进行信息处理、分析和验证的重要能力。
培养计算思维能力可以使学生不断提高思维的逻辑性、分析能力和判断能力。
不论是在学术研究中还是在工作生活中，都能更好地发现问题、分析问题并解决问题。
从而对于提高学生的综合素质和就业能力具有十分重要的意义。
1. 强化逻辑思维训练逻辑思维是计算思维的重要组成部分，也是计算思维能力的基本要求。
教师可以通过逻辑思维游戏、逻辑推理练习等方式来训练学生的逻辑思维能力，提高其对问题的分析和解决能力。
2. 开展编程训练编程是培养计算思维能力的一个重要方法，通过学习编程语言，学生可以逐步理解问题的抽象和数学计算的基本原理，提高计算问题的能力。
3. 提供资源和实践机会教师可以为学生提供足够的学习资源，并鼓励学生在实践中探索解决问题的方法，提高他们的计算思维和创造力。
4. 培养团队合作培养计算思维能力不仅仅是个人的思维训练，团队合作也是必不可少的。
通过分析和解决实际问题的过程，可以培养学生的合作精神，提高他们在团队中解决问题的能力。
2. 提高学生的问题分析能力在计算机基础教学中，经常会遇到一些复杂的问题，需要学生通过逻辑思维和计算思维来进行分析和解决。
通过这些问题的训练，可以提高学生对问题的分析和解决能力。
大学计算机基础课程中的计算思维
第7期
教育与教学研究
151
力的培养刻不容缓，亟待加强。首当其冲，需要 明确计算思维培养的内容。在文献 [6] 的基础上， 笔者结合个人理解，认为计算思维的培养由 3 部 分构成。 1.1 计算思维意识的培养
计算思维是伴随人类计算工具的出现自然而 然形成的，是自古有之的一种思维方法，也是每 一个人都具有的一种技能 [5]。然而，人们的计算 思维活动通常是朦胧的、无意识的和自发的，在 培养大学生计算思维意识的过程中应消除学生对 计算思维的神秘感，注重因势利导，将大学生的 计算思维由无意识的形态激活为有意识的形态， 由自发的意识转变为自觉的意识。对于应用型本 科院校，主要是培养学生运用计算技术和计算机 去解决各专业领域生产实际中问题的能力的思维 意识。 1.2 计算思维方法的培养
计算思维方法是计算思维培养的核心内容。 人类使用的计算工具不同，相应的计算思维方法 就会有所不同和侧重。这正如著名的计算机科学 家、图灵奖得主 Edsger Wybe Dijkstra 所说，“我 们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习 惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力。”为 了学生能较好地理解和运用这些方法，在实际的 教学中可采用程序流程图并结合案例来讲解，如 可以借助计算机强大的运算能力，用穷举法破解 位数较少且组成单一的密码。 1.3 计算思维能力的培养
基金项目：南昌工程学院教学改革研究课题“融入计算思维的大学计算机基础课程教学及其评估方法研究——以 南昌工程学院为例”（2018JG054）；江西省教育厅科研项目“计算机程序设计基础 C 语言资源共享课”（赣教高字 [2015]49 号）；江西省教育厅高等学校教学改革研究课题“大学计算机基础慕课建设与应用研究”（JXJG-18-18-9）。 第一作者简介：王磊，男，副教授，研究方向为粗糙集、粒计算，ezhoulei@。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机系统课程教学模块中的计算思维1 背景教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会在《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》中给出了计算机基础课程教学的4个教学模块，即①系统平台与计算环境，包括信息与社会、计算机系统以及计算机网络；②算法基础与程序设计；③数据管理与信息处理；④系统开发与行业应用[1]。
尽管如此，大学计算机基础课程的教学内容到底应该包括哪些模块仍然莫衷一是。
然而，无论哪所大学，无论从事计算机基础课程教学的教师秉持何种教学观念，计算机系统和算法基础与程序设计已是计算机基础课程教学中两个最主要的教学模块，这一点已经达成共识。
另一个共识是在大学计算机基础课程教学中要注重探索和培养学生的计算思维。
目前，计算机基础教学中对计算思维探索与培养的侧重点基本放在基于问题求解的“算法基础与程序设计”教学模块上，在“计算机系统”教学模块中则体现较少，究其原因是算法、程序设计等软件教学方面的内容，与计算及问题求解的关系更为密切。
若要将计算思维作为思维模式进行培养，则应将其贯穿于课程教学的全过程，那么，计算机系统教学模块也概莫能外――这句话可以从两方面进行解释，一是计算机系统教学模块内部要体现计算思维，二是计算机系统教学模块中的计算思维作为完整的计算思维过程链中的一环，甚至是最基础的一环，要为全过程、全方位的计算思维培养提供原理支撑。
我们对计算机系统教学模块中的计算思维进行研究。
2 计算机系统教学模块中的计算思维框架模型?算思维贯穿计算机系统模块教学的始终。
计算思维应该是一条线，将计算机系统的核心知识点像串珍珠一样串起来，培养学生从机器本身和计算机科学家这两个思维角度理解计算机系统的底层运作机制；在此基础上，计算机是实现问题求解的手段，计算思维则是人类求解现实问题的一条途径[2]，是一种解决客观世界各种可计算问题的思维方法。
基于以上思路，我们将计算机系统教学的核心知识点概括为计算思维框架模型，如图1所示。
结合该框架模型，我们对计算机系统中计算思维的本质和3种重要的计算思维进行归纳。
3 计算机系统教学模块中计算思维的本质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行为的一系列思维活动的统称[2]，其本质是抽象和自动化，即在不同层面进行抽象并将这些抽象机器化或自动化。
对于客观世界中的某个可计算问题，要映射到计算机世界去求解，通常需要两个步骤：一是将待求解问题抽象为可计算的概念模型；二是对于概念世界中的概念模型，用物理的计算机世界来实现与求解。
前者体现计算思维的本质之一――抽象化，后者反映计算思维的本质之二――自动化。
抽象是一种很好的管理复杂性事物的思维方法。
好的抽象可以把一个几乎不可能管理的任务划分为两个可管理的部分：第一部分是有关抽象的定义和实现；第二部分是随时用这些抽象解决问题[3]。
“抽象的定义和实现”可以理解为领域内的、深刻反映外部世界的一些通用概念，在计算机系统教学中，就是指学生通过学习各个知识点来理解计算机系统的底层运作机制；“用这些抽象解决问题”意味着学生不能以客观世界的事物为起点开展思维，而应该以计算机系统中的抽象概念为起点分析待求解问题，包括用抽象概念代表待求解对象，用概念间的关系来代表待求解对象之间的关系。
到此时，具体而复杂的现实问题被抽象为一个可计算问题，现实世界在抽象的计算机概念世界中得到再现。
“随时用这些抽象解决问题”意味着计算机要将抽象概念机器化、自动化。
虽然计算机的计算能力日益强大，应用范围日益广泛，但是从本质上来说，计算机的基本功能很简单，即通过执行程序进行信息处理[4]。
信息处理包含两方面的意思：一是构造求解问题的算法和程序；二是程序在机器层面的自动执行，即自动化。
抽象和自动化这两种重要的研究思维模式，对于用计算手段求解现实问题是非常有效的，能为其他的计算思维奠定基础，因此，教师在教学中要注重培养这两种思维模式。
本质上来说，现实问题的计算和问题求解是不同层面的抽象以及抽象之后的自动化，这种抽象和自动化通过二进制思维、指令自动执行思维、程序自动运行思维3方面得以体现。
4 3种计算思维4.1 二进制思维要将待解决问题表示成可计算的对象，就是要将该问题抽象为可描述的数学模型，并将可计算对象及其特性符号化，符号可以是数字、文本、图形图像、声音、视频等，统称为该对象的数据信息（包含数值性和非数值性）。
计算机本质上是二进制（0、1）的世界，即可计算对象的数据信息都要表示成计算机可以处理的符号――0、1。
在二进制的世界里，所有的二进制运算都可以用逻辑运算代替，而香农在题为《继电器和开关电路的符号分析》的论文中指出“由继电器、晶体管等电子元件组成的逻辑电路可以实现所有的逻辑运算；然后，再通过集成各种复杂的逻辑电路得到不同功能的硬件――处理器、内存储器、I/O设备，最后，在一定的体系结构下将这些硬件结合在一起，实现计算机的信息处理功能”。
由此可见，从客观世界到计算机世界的纽带就是二进制（0、1）。
二进制思维是一种将客观事物符号化、符号二进制化、二进制电子化和电子集成化的思维过程，是一种非常重要的计算思维。
教师在教学中要培养学生多从机器的思维（客观事物二进制化的抽象思维）和计算机科学家的思维（怎么实现二进制化，即二进制电子化和电子集成化的自动化思维）这两个角度学习及思考，这种代入感对于学生掌握计算机系统运行原理和培养学生的计算思维都有事半功倍的效果。
在教学实践中，为了培养学生的二进制抽象思维，可以采用事物编码的方法。
第一步，利用二进制方式对事物进行编码，若用0001表示计算机类，则可用000101表示微型计算机类；第二步，利用编码方式表达事物之间的静态联系，如整体与部分的关系，若用0001010001表示一台微型计算机，则可用000101000110表示该计算机的第二颗CPU，由此，学生可利用二进制编码逐渐建立出一个符号化的静态世界；第三步，利用二进制编码方式表达事物之间的动态关系，如前述的“微型计算机第二颗CPU开始运行”这个概念，可以使用 01 000101000110表达，前面两位数“01”表示“开始运行”的操作码，后面12位数“000101000110”是操作数，由此，学生可以利用二进制符号化、抽象化地表达世间万物及其之间的关系，同时也能为后续计算机指令的表达方式作铺垫。
这些步骤可以让学生深入理解机器是如何理解和表现世界的，从而切实了解机器思维。
在将现实世界抽象为符号世界的基础上，我们继续探讨了计算机科学家们是如何从抽象的符号世界走向物理的电子世界的。
4.2 指令自动执行思维将待求解问题表示成可计算对象后，怎么基于计算手段来求解呢？问题的求解方案可以抽象为基本动作以及基本动作的各种组合所构成的动作序列，因此，我们将基于计算手段的求解方案的实现转换为对抽象的定义和抽象定义的自动化实现：①定义这些基本动作；②实现控制这些基本动作并按次序执行的机构。
对这些基本动作的控制就是指令，为求解问题而将指令按一定次序进行组合就构成程序。
程序（指令序列）经输入设备输入并存储在内存储器中，处理器从存储器中一条接一条地顺序读取并执行这些指令，以实现信息处理的功能。
由此可见，计算机系统是根据程序来自动控制这些基本动作的执行，从而完成问题求解。
人的任务是编制程序――将待求解问题转换为程序，通过程序运行达到解决问题的目的。
指令自动执行思维体现的是指令如何被表示、如何被存储以及如何被CPU（控制器和运算器）执行的基本思维。
教学实践中，通过二进制思维的培养，学生掌握了指令二进制表达方式的基础。
在此基础上，一方面，教师可以通过图示、动作分解、寄存器状态再现、I/O分时动作等方法，重点分析指令表达及其存储、指令的自动执行等知识点，增强对学生指令自动执行思维的培养；另一方面，教师可以让学生利用DEBUG命令实验验证计算机指令的存储、执行以及结果，让学生切身体会指令自动执行的过程和效果。
4.3 程序自动运行思维指令自动执行思维是从微观角度思考指令与硬件的交互，再通过拓宽思维，从宏观角度思考程序借助操作系统与硬件的交互和自动运行。
操作系统是程序和硬件之间的接口，负责向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而原理各异的底层硬件设备[5]。
这个简单一致的机制就是“抽象”，也是计算机管理硬件的关键。
这些抽象主要包括文件、地址空间和进程，其中，文件是对I/O设备的抽象表示，它为程序创造了一个抽象的永久存储设备；地址空间是对内存和I/O设备的抽象表示，该概念为程序创造了一个抽象的独立的内存；进程则是对处理器、内存和I/O设备的抽象表示，进程概念创造了一个抽象的独占的处理器以运行程序。
在此基础上，程序和硬件之间的交互以及自动运行主要是利用操作系统提供的、比实际硬件更方便使用的抽象来实现，包括程序及其数据被合并成一个文件并保存在I/O设备上，程序运行时，处理器将这个文件加载到“独立的”地址空间，然后该进程被“独立的”处理器执行。
程序自动运行思维体现的是在操作系统的协助下程序被硬件自动运行的思维。
在教学实践中，我们一方面补充讲解计算机操作系统的必要内容，如文件系统管理、内存管理、进程管理等相关知识；另一方面?t结合生活中的实际问题进行实验，如批处理文件的编写、文件I/O操作与NTFS文件系统的关系等。
通过这些与日常学习生活非常贴近的知识和实验，学生不仅对操作系统和计算机硬件系统之间的协作有了更深入的理解，同时也培养了他们的程序自动执行思维。
指令自动执行和程序自动运行思维是一种构造性的问题求解思维，即一个问题的求解可以通过构造其算法和程序来解决，因此这两种思维对于培养学生利用算法和程序手段求解客观现实问题具有重要的意义。
5 结语计算机系统教学模块中计算思维的本质以及二进制思维、指令自动执行思维、程序自动运行思维3种计算思维可以让学生逐步理解计算机系统，并且让学生能够进行这些知识背后的思维训练，为学生形成抽象和应用自动化手段求解问题的思维模式提供重要支撑。
我们所在的计算机系统教学组已经将这些计算思维应用到实际教学中，并编写了支撑计算思维教学的教材，即将由清华大学出版社出版。
计算思维作为一种解决客观世界各种可计算问题的思维方法，在计算学科中还有很多应用。
教师要挖掘并传授这些思维，学生则要掌握这些思维并将这些思维与自己的专业研究对象结合起来，从而形成一种应用计算手段求解问题的创新性思维，这种思维的培养也必将对专业人才在未来进行创造性研究产生深远影响。