计算思维_概念与挑战_李廉

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计算思维——概念与挑战

计算思维——概念与挑战计算思维——概念与挑战计算思维，是指通过运用计算机科学的基本原理和思维方法，结合人类的思考方式，解决问题、辅助决策或实现创新的一种思维方式。

它强调运用计算机科学的技术和思维来解决各种复杂的问题，促使我们能够更好地分析、理解和解决实际的困难。

计算思维的概念与挑战涉及多个方面。

首先，计算思维是一个多学科综合体。

它结合了计算机科学、信息技术、数学、逻辑学、统计学等多个学科的知识，使我们能够更好地应对复杂的问题。

其次，计算思维是一种跨学科的思维模式。

它将计算机科学与其他学科的思维方式进行结合，促进信息的分析和理解。

它不仅涉及到问题的分解和抽象，还需要我们能够进行模式识别、数据验证和算法设计。

此外，计算思维还需要我们具备创新思维和合作意识。

在解决问题的过程中，我们需要形成创新的思维方式，发展自己的创新能力。

同时，计算思维也需要我们具备团队合作的能力，与他人共同解决问题。

然而，计算思维也面临着一些挑战。

首先，计算思维需要我们具备一定的数学基础。

在解决问题的过程中，我们需要进行数据的分析和计算，这就需要我们具备一定的数学知识。

其次，计算思维需要我们具备信息处理和数据分析的能力。

在信息时代，我们面对的是海量的信息，如何从中准确地提取和分析有效的信息，对我们的计算思维提出了挑战。

此外，计算思维还需要我们具备创造性思维能力。

在日常生活和学习中，我们经常面临各种复杂的问题，通过计算思维来解决这些问题需要我们具备创造性思维，能够从不同角度思考问题，提出新的解决方案。

为了培养和提高计算思维，我们可以采取一些相应的措施。

首先，我们可以借助计算机进行实践操作。

通过实际操作，我们才能更好地理解和掌握计算思维的概念和方法。

其次，我们可以参与计算思维的相关活动。

比如，参与数学竞赛、编程比赛、科学实验等活动，从中锻炼和提高自己的计算思维能力。

此外，我们还可以借助互联网资源进行学习。

如今，互联网提供了各种各样的学习资源，我们可以通过搜索引擎查找相关资料、参与在线课程等，来提高自己的计算思维能力。

IRIS_模式促进STEAM_教学区域均衡发展

S小学科学cienceIRIS模式，即引言（Introduction），阅读（Reading），探究（Inquiry），分享（Sharing），是一种全新的信息科技学科STEAM教学流程和方式。

在农村小学的STEAM教育中，学生通常面临着真实、复杂且多阶段的问题。

这些问题有的与学生实际生活中可能遇到的问题相似，有的问题则往往结构不良，包含许多未知、模糊的成分。

解决这些问题需要学生具备一系列的知识和技能，例如观察、推理、搜集、整理、分析信息等。

同时，这些问题也具有多阶段性，在学科教材中都没有给出需要的全部信息，学生需要进行研究、发现新的材料，并根据已知信息做出判断和决策。

学生往往需要花费一个星期或更长时间来解决这些问题。

通过这样的问题解决过程，学生在实践中不断发现问题、解决问题，从而实现创新，提升创新素养。

地处农村的信息科技STEAM教学，存在着许多实际问题。

农村小学在实际工作中受专业师资、学校管理等因素的影响，并不能发挥相关教学技术装备的最大效用，需要提高各种装备的适用性，造成STEAM教学的区域均衡发展困难。

基于此，本文探讨了基于IRIS的农村信息科技STEAM教学区域均衡发展策略。

一、IRIS模式助推STEAM教学IRIS模式是一种全新的教学设计和教学操作流程，旨在帮助教师更加高效地进行教学。

通过这种方法，教师能够更好地规划课程、组织课堂活动，并且将重点放在学生的学习过程上。

因此，IRIS模式被认为是教师进行教学设计和教学具体操作中的一种创新方式。

由于农村学生远离城区，对当下最新的信息科技知识了解较少，学习起点相对较低，采用这种方式可以帮助农村学生更好地理解理论知识，并且将知识应用到实际操作中，提高学习效果。

引入相关理论知识。

教师通过简单地讲解或展示，介绍相关的理论知识，由学生阅读理解形成初步认知。

例如，对机器人运作原理的介绍、对3D打印技术的简单解释等等。

这有助于学生理解实践过程中需要经过哪些步骤，以及为什么要这样做。

计算思维的概念、特征、应用的内容

计算思维的概念、特征、应用的内容
计算思维是指一种通过分析、归纳和抽象等思维方式，将问题划归为可被计算机和算法解决的形式，以达到解决问题的目的。

计算思维具有以下特征：
1. 抽象化：能够将实际问题抽象成计算机可以处理的形式，通过建立模型和概念来理解和解决问题。

2. 自动化：借助计算机和算法等工具，能够将问题分解成一系列简单的计算步骤，并自动执行，以提高问题解决的效率和准确性。

3. 算法化：更注重使用算法来解决问题，即将问题划分为一系列具体的计算步骤，以得到最优的解决方案。

4. 规范化：强调使用规范的语言和符号来描述问题，以确保问题描述的准确性和可理解性。

计算思维在各个领域都有着广泛的应用，包括但不限于：
1. 计算机科学与编程：计算思维是计算机科学与编程的基础，能够帮助人们理解和解决各种复杂的计算问题。

2. 信息科学与数据分析：计算思维有助于将大量的信息和数据进行分析和处理，从而可以发现其中的模式、趋势和规律，从而做出有意义的推断和决策。

3. 工程与设计：计算思维可以帮助工程师和设计师快速而准确地解决各种工程设计和优化问题，提高产品和系统的性能。

4. 自然科学与社会科学：计算思维可以应用于自然科学和社会科学领域，帮助科学家们理解和模拟各种现象和系统，以及进行数据分析和实验设计。

总之，计算思维在现代社会中无处不在，它能够提供一种系统而高效的思维方式，使问题的解决更加科学和智能化。

计算思维

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计算思维
计算思维的概念
计算思维的特性
计算思维的数据分析
计算思维的概念

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）。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。

通过简约、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，也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法；是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行折衷的思维方法。

jsj第4次作业-测控1302-马天奥-U201310852-计算思维论文

jsj第4次作业-测控1302-马天奥-U201310852-计算思维论文华中科技大学《论大学生与计算机思维》——大学生计算机基础第4次作业班级测控（精密）1302班学号 U201310852姓名马天奥指导教师黄晓涛2013年11月27日星期三目录一．摘要·3二．正文1.关于计算思维的思考 (3)2.计算机教学应当培养学生的三种能力 (4)三．结束语 (6)四．参考文献 (7)摘要：计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节。

本文分析了当前计算机基础教学的新形势以及计算思维与大学生结合的重要性，重点讨论大学生计算思维的培养。

关键字：计算思维大学生能力培养关于计算思维的思考李廉教授指出：计算思维是人类科学思维固有的组成部分，以可行和构造为特征。

计算思维表达构造和操作，因为对于人的集体行为，需要一个群体的共同理解，因此要具有以下的特征，有限性（可表述性）、确定性（无歧义性）、机械性（不因人而异）[5]。

Richard m. carp教授提出的“计算透镜”（computational lens）理念也提出要将计算作为一种通用的思维方式 [6] ，通过这种广义的计算（涉及信息处理、执行算法、关注复杂度）来描述各类自然过程和社会过程，从而解决各个学科的问题。

这一理念试图将计算机科学由最初的数值计算工具、仿真与可视化技术以及后来基于网络、面向多学科的e-science平台，变成普遍适用于自然和社会领域的通用思维模式。

计算科学是一门正在兴起的综合性学科，它依赖于先进的计算机及计算技术对理论科学、大型实验、观测数据、应用科学、国防以及社会科学进行模型化、模拟与仿真、计算等。

特别是对极复杂系统进行模型与程序化，然后利用计算机给出严格理论及实验无法达到的过程数据或者直接模拟出整个复杂过程的演变或者预测过程的发展趋势。

对基础科学、应用科学、国防科学、社会科学以及工程技术等的发展有着不可估量的科学作用与经济效益。

计算思维概念知识点总结

计算思维概念知识点总结计算思维概念知识点总结计算思维是一种关于解决问题和处理信息的思维方式，强调运用信息技术和计算方法来分析和解决问题。

随着智能时代的到来，计算思维的重要性日益凸显，对于培养创新能力和解决实际问题具有重要意义。

本文将综述计算思维的相关概念和知识点，包括算法思维、抽象思维、系统思维、逻辑思维、创新思维等。

一、算法思维算法思维是指从问题到解决方案的过程中，通过设计和运用算法的思维方式。

算法思维强调问题的分解和解决方案的设计，需要具备分析问题的能力和设计解决方案的能力。

对于初学者而言，可以通过学习和实践编程来培养算法思维，掌握常见的算法和数据结构。

二、抽象思维抽象思维是将事物或问题的共性和关键特征抽取出来，形成概念和模型的思维方式。

抽象思维能够帮助我们理清事物之间的关系和逻辑，从而更好地分析和解决问题。

在计算思维中，抽象思维常见于问题建模、问题转化和解决方案的设计过程中。

三、系统思维系统思维是指从整体和结构的角度来看待问题，考虑事物之间的相互关系和影响。

系统思维能够帮助我们发现问题的本质和内在规律，从而提出更好的解决方案。

在计算思维中，系统思维常见于设计复杂系统和优化方案的过程中。

四、逻辑思维逻辑思维是指按照严谨的逻辑和推理方式来分析和解决问题的思维方式。

逻辑思维能够帮助我们通过推理和演绎来验证和证明问题的正确性，从而提高问题解决的准确性和效率。

在计算思维中，逻辑思维常见于设计算法和程序的过程中。

五、创新思维创新思维是指突破传统思维模式，寻找新的解决方案和方法的思维方式。

创新思维能够帮助我们发现和解决问题的新角度和新思路，从而提出更具创新性和独特性的解决方案。

在计算思维中，创新思维常见于设计新的算法和应用的过程中。

六、综合运用在实际问题解决中，计算思维的不同思维方式往往需要综合运用。

例如，在解决一个复杂问题时，可以先通过系统思维分析问题的整体结构和关键因素，然后运用抽象思维和算法思维进行问题建模和解决方案的设计，最后运用逻辑思维验证解决方案的正确性。

VB程序设计教学中对计算思维能力培养实践的探讨

VB程序设计教学中对计算思维能力培养实践的探讨一、计算思维的背景介绍2006年3月周以真教授在美国计算机权威期刊Communications of the CAM首次提出并定义了计算思维。

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。

它是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像阅读、写字、算术一样，成为人们最基本、最普遍、最适用和不可缺少的基本思维方式。

它涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动，最根本的内容是抽象和自动化。

近年来，计算思维的培养已成为国内外研究的热点，计算思维能力将成为21世纪每个人的基本能力。

2010年《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》的核心要点也强调“需要把培养学生的‘计算思维’能力作为计算机基础教学的核心任务”。

2012年李廉教授从现代科学思维体系的角度阐述了计算思维的内涵与概念、发展历史及与实证思维、逻辑思维之间的关系，提出了计算思维是构成现代科学大厦的最基本的思维模式之一，并指出了基于计算思维培养的新的教学体系建设是计算机基础课程教育今后改革的取向和挑战。

二、VB程序设计课程内容及发展现状在VB程序设计课程教学内容上，不同学校不同专业所提出的任务和要求也不同。

仅以我校自动化专业学生为研究对象，根据《VB程序设计》教学大纲的要求，主要讲授如下内容：VB集成开发环境、可视化编程基础、语言基础、三大基本控制结构、数组和自定义类型、用户界面设计（包括常用控件、菜单、通用对话框、多重窗体等）、文件及图形操作等基础知识和操作。

课程的培养目标是要求学生掌握使用VB开发Windows应用程序的能力，培养学生学习程序设计的兴趣，为学生终身学习以及更好地使用计算机及相关技术解决本专业领域问题奠定基础。

近年来，随着计算机技术、网络及电子产品等的广泛普及和应用，学生计算机应用技能不断提高，VB程序设计课程的教学也出现了一些问题，如被列入非主干课程学生不重视、学生学习兴趣不高、逃课率增加、上课玩手机、上机找百度等。

简述计算思维的概念

简述计算思维的概念计算思维是一种高级思维活动，它利用计算机和计算系统实现对复杂问题的抽象建模、系统建模、结构性分析和解决、知识发现和重复应用的能力。

它是在新一代教育理论和实践中出现的一种有效的思维，它是以计算机为主要工具实现“探索和发现知识”、“解决问题并模拟实际世界”的思维模式。

计算思维的核心内容是分析性思维，它强调以一种逻辑的方式解决问题，运用计算机模拟实际问题的情境、流程、结构和算法，深入研究问题的本质，重新构造与传统思维完全不同的解决方案。

计算思维的核心理念是从若干方面去分析和研究问题，比一般思维模式更深入及系统，运用计算机技术把数据、运算、模型和算法等层次有机地结合起来，从而最大限度地提高解决问题的效率，提高学习者的分析能力。

另外，计算思维还强调将知识转化为可以使用的信息，把学习结果转化为可操作的算法，结合现实世界中的对象实体，通过模拟这些对象实体，为解决实践问题提供一种有效的思维方法。

有计算思维的支持，解决复杂的甚至是抽象的问题，可以构建出实用的解决方案，让学习者迅速地获得学习成果。

计算思维的核心概念是“以计算为实现手段，以信息技术为基础”，强调以系统化的、综合的方式分析解决问题，让学习者用计算机实现深入研究和复杂的应用技术，引入信息技术的各种新工具来实现实际的解决方案。

计算思维着重处理复杂性、应用技术实现解决方案以及重新设计知识，这意味着计算思维具有高级技术、高级分析、高级决策能力和应用能力，它能够有效助力学习者获得科学思维能力，培养学生探索发现、分析解决问题的能力。

总之，计算思维旨在帮助学习者用更科学、更系统的方式去抽象思考，分析和解决复杂的问题，让学习者通过信息技术的运用，达到最优的学习成果。

它是一种具有未来意义的思维模式，能够帮助学生从信息技术中发掘潜在能力，让他们在学习和生活中更有效地应用技术，发挥实际作用。

计算思维的国内研究现状

计算思维的国内研究现状（1）计算思维理论方面的研究在国内，近十年计算思维的相关研究增长迅猛，国内学者在广泛的吸收国外学者研究成果之后，创造性地提出各自的理解。

国内对计算思维理论方面的研究广泛聚焦于概念、特征等方面。

李廉创新地从思维体系的方向入手，总结计算思维的发展历史，在分析计算思维概念与内涵的基础上，系统论证了实证、计算以及逻辑思维的区别。

李艺与钟柏昌利用计算思维为指导进行信息技术课程内涵的搭建，此举可以帮助教师克服“侠义工具论”的弊端，也可以使计算思维能够彰显基本学科素养与基础教育价值。

在分析前人研究的基础上，任友群、李锋与隋丰蔚将计算思维定义为：使用计算机科学的基本思路、方法实现问题解决的过程。

李廉分析了计算思维发展史后，对其内涵的理解更为深刻，任友群等人同样关注的是计算思维的内涵方面。

国内学者对计算思维内涵和特征剖析的研究，为后续该领域的研究人员提供了理论上的参考，为进一步实现在人工智能教育中培养学生计算思维创造了条件。

（2）计算思维培养实践方面的研究计算思维是指通过信息处理代理的方式来识别问题与解决方案，并清楚、系统地表述解决问题的思维过程。

计算思维的开展不仅可以使学生的信息技术学科知识与技能得以提升，还可以培养学生系统运用知识化解问题的能力，从而实现学生创新能力与内驱力的提升。

众多研究者通过编程教育的实验得出，编程教育可以有效促进计算思维的提升。

通过对相关文献梳理可知，无论在基础教育阶段还是高等教育阶段，计算思维的培养大多以Java、C语言、Python、App Inventor、VB、Scratch等编程类语言课程为依托。

谢忠新基于信息技术学科提出计算思维培养的途径和方案。

刘光容以C语言为依托，在高等教育中实施计算思维培养的实验，他在C语言教学融入计算思维方法，并使学生在上机操作中，计算思维得以培养。

郭守超、周睿认为教师作为教学中的设计、引导和组织者对学生计算思维的培养发挥重要作用，因此其利用App Inventor课程的实例，来论证教师教法可有效地培养学生计算思维，发展学生学习兴趣，为后续教师提供参考。

以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革_李廉

中国大学教学 2013年第4期7李廉，合肥工业大学党委书记、教授，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会副主任委员。

以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革李廉摘要：本文根据当前正在进行的以计算思维为导向的大学计算机课程改革思路，讨论了这次改革的动因、改革的基础以及改革的内容。

结合大数据和云计算的时代特征，阐述了改革的特点和目标。

同时对于改革最重要的任务，即教学体系建设以及教材编写，提出了一些看法与建议。

关键词：计算思维；大学计算机课程；改革；教学体系一、改革的动因自从20世纪80年代我国各大学普遍开设计算机基础课程以来，计算机基础课程教学在整个高等教育发展过程中，经历了不断的改革与调整，教学理论和教学目标也在经历着不断深入的发展与变化。

其中有两次重大的改革[1]：第一次改革是在1997年。

教育部高教司发布了《加强非计算机专业计算机基础教学工作的几点意见》（即155号文件），确立了计算机基础教学的“计算机文化基础－计算机技术基础－计算机应用基础”3个层次的课程体系，同时规划了“计算机文化基础”、“程序设计语言”、“计算机软件技术基础”、“计算机硬件技术基础”和“数据库应用基础”5门课程及教学基本要求。

提出了教学手段、方法改革要求，建立了计算机基础教学归口领导的教学组织并加强了教学条件建设。

这次改革确立了计算机基础课程的地位，并对课程体系作了规范化整合。

第二次改革起始于2004年。

在《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》中，明确提出了进一步加强计算机基础教学的若干建议，确立了“4领域×3层次”计算机基础教学内容知识结构的总体构架，构建了“1+X ”的课程设置方案，并将“大学计算机基础”作为第一门课程。

此项改革促进了计算机基础教学不断向科学、规范、成熟的方向发展。

在这两次改革的背后，实际上反映了对于计算机基础课程定位和开设目标的与时俱进。

从早期对于计算机课程的技能培养的目标，逐步过渡到对于计算机应用能力的培养。

简述计算、思维、计算思维的概念

简述计算、思维、计算思维的概念计算、思维和计算思维是当今科技发展的三个基本要素，它们在今后的科技革新中扮演着重要的角色。

计算是一种数学和计算机科学技术，通过有效地解决问题来提高效率，而思维则是一种更抽象的过程，涉及到个体如何认知世界，从而得出决策和行动。

计算思维是将这两者结合起来，利用计算机及其相关技术来解决解决复杂问题的方法。

计算是计算机科学的基础。

它可以为计算机系统提供可重复的算法，用于解决有困难的问题。

计算机可以通过定义输入数据、操作和运行算法，来对实际问题进行分析和解决。

计算机系统和计算机软件为人们提供了一些方便快捷的工具，可以有效地搜集和处理大量数据，从而被广泛应用于现代社会的各个领域，如财经、技术和教育。

思维是人脑的一种功能，涉及到识别视觉图像、理解人类语言、抽象问题、判断和推理、归纳和演绎等等。

它也在更大的层面上涉及到理解和解决复杂问题的过程，以及运用逻辑和创造性思维来解决实际问题的能力。

人们运用思维，不仅可以明白社会和世界，而且可以更快地适应新的环境和逆境。

计算思维是将计算和思维结合在一起，通过计算机和关联技术来解决复杂问题的方法。

这种思维方式既可以以抽象的方式思考问题，又可以以实际的方式发现最佳解决方案。

一个计算思维的框架由数据和计算机数据组成，通过足够的工具和技术，可以实现真正的计算思维。

计算思维的发展给当今的社会带来了革命性的变化，有助于人们在复杂的社会环境和棘手的问题中快速解决问题，并且能够更加有效、准确和安全地分析、提出和实现更佳解决方案。

此外，计算思维利用计算机自动处理大量数据，有助于提升系统的可视化和可操作性，有助于将复杂的数据变得更加容易理解。

计算思维还可以为解决实际问题提供有效的解决方案，使我们能够更好地面对挑战，并从中受益。

综上所述，计算、思维和计算思维是科技领域基础性概念，它们以不同的形式存在，但是在联系起来后，则可以实现复杂问题的更为有效和精准的解决。

它们不仅可以为人们解决各种实际问题提供方便，而且可以为未来的科技发展提供宝贵的资源。

计算思维知识点总结

计算思维知识点总结一、概述计算思维是人类在解决问题和决策时，采用逻辑分析和数学方法进行思考的能力。

计算思维不仅仅是一种数学思维，而是一种更广泛的思维方式。

在日常生活和工作中，我们需要不断地进行数据分析、推理和决策，这就需要具备良好的计算思维能力。

在当今信息化和数字化的时代，计算思维已经成为一种必备的能力。

二、计算思维的基本概念1. 逻辑思维2. 数学思维3. 数据分析4. 推理和决策三、计算思维的基本原则1. 精确性：计算思维要求分析问题和决策时，必须严谨、精确，不能马虎从事。

2. 逻辑性：计算思维强调逻辑思维，要求推理和论证时要有严密的逻辑链条。

3. 综合性：计算思维需要综合运用数学、统计学、逻辑学等多种方法和技巧，全面分析问题。

4. 创新性：计算思维要求在解决问题和决策时，善于创新，寻求新的思路和方法。

5. 实用性：计算思维重视实际应用，注重解决问题和决策的实际效果。

四、计算思维的应用领域1. 科学研究2. 工程技术3. 经济管理4. 社会发展五、发展计算思维的方法1. 培养数学思维2. 加强逻辑推理训练3. 提高数据分析能力4. 培养创新意识5. 培养实践能力六、计算思维的优势1. 提高问题解决能力2. 加强逻辑思维能力3. 促进创新思维4. 提高决策效率5. 增强个人竞争力七、计算思维的发展趋势1. 人工智能和大数据技术的发展，将进一步提升计算思维的重要性；2. 计算思维将成为一种跨学科的综合能力，不再仅限于数学领域；3. 计算思维在教育领域将得到重视，培养学生的计算思维能力将成为教育改革的重点。

八、结语计算思维作为一种综合性的思维方式，为人们解决问题和决策提供了重要的方法和工具。

随着信息化和数字化的发展，计算思维的重要性也日益凸显。

因此，我们应该不断积累和提高计算思维能力，以应对日益复杂的社会和发展需求。

同时，教育机构和学校也应该加强对学生计算思维的培养，以适应未来社会的发展需求。

基于计算思维的大学计算机基础教学改革探讨

本栏目责任编辑：王力计算机教学与教育信息化基于计算思维的大学计算机基础教学改革探讨徐新(南京工业大学浦江学院，江苏南京211222)摘要：近些年来，继合肥工业大学计算机系李廉教授首次提出培养学生计算思维之后，国内众多的专家以及相关学者开始对计算机课程改革思路、改革内容以及改革基础等进行了研究和讨论。

经过不懈的努力，当代高校计算机课程的地位不仅得到了巨大的肯定，其改革方向也逐步成熟。

该文就当代高校计算思维的定义、特征以及改革方法进行了阐述，希望能为当代高校教育做出自己的一些贡献。

关键词：高校教育；计算思维；培养方式；改革理念中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)15-0158-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：培养学生计算思维，有效提升当代学生综合素质，促进当代高校教育发展不仅是当代高校教育的重要内容，更是当代国家与社会对于计算机人才培养的直接需求。

改革计算机教学模式，有效提升学生的计算思维，既是当代素质教育的必然发展过程与要求，更是人才未来发展与成长的必然过程。

因此，当代大学计算机教学中一定要注重学生计算思维的培养，从而通过科学的改革以及有效的突破来保证学生的培养效果，最终达到有效提升学生计算思维以及综合素质的最终目的。

1当代计算思维的产生、发展及其显著特征2006年3月，美国权威期刊上发表了一篇名为《计算思维》的学术论文，文中首次正式对计算思维的概念以及延伸进行了严谨科学的定义，在国内，2010年11月，我国陈国良院士在其文章中，首次对计算机基础教学内容改革提出了一定的具体建议。

理念提出的第2年7月，在西安交通大学，教育部相关人员与各大高校举办了比较全面严谨的一次研讨会，会上通过专家教授的详尽分析和研究，首次确立了计算机改革的具体核心方向以及当前各高校的改革任务。

计算思维最广泛的概念是指学生在生活或者工作中，科学利用计算机基础概念对遇到的实际问题或者案例进行求解，从而获得科学的突破以及有效的解决，其不仅包含着计算机基础理论中的深度，还必须具备一定的广度。

简述计算思维的概念

简述计算思维的概念计算思维是指运用计算机科学原理和方法，以逻辑思维为基础，利用计算机和信息技术解决问题的一种思维方式。

计算思维强调通过分析、抽象、建模和算法设计等方法，将问题分解为一系列可计算的步骤，从而寻求解决问题的有效策略。

计算思维具有广泛的应用领域，不仅仅局限于计算机科学领域，适用于各个学科和领域。

计算思维的核心是分析和抽象能力。

分析能力是指将复杂问题分解为简单的子问题，以便于逐步解决。

抽象能力是指将问题抽象成通用的模型或概念，以便进行问题的建模和算法设计。

在计算思维中，分析和抽象相辅相成，帮助我们更好地理解问题的本质和结构，并找到解决问题的方法和策略。

计算思维还强调算法设计能力。

算法是一系列解决特定问题的步骤和规则，可以用来实现其中一种功能或达到一些目标。

通过学习和掌握算法设计的基本思想和技巧，我们可以更好地解决各种实际和抽象的问题。

算法设计能力涉及到问题的建模、选择合适的数据结构和算法、考虑边界条件和复杂度等方面，是计算思维中的重要组成部分。

在计算思维中，还有一项重要的概念是信息处理。

信息处理是指利用计算机和信息技术来处理和管理信息，包括获取、存储、传输和分析等方面。

计算机作为信息处理的工具，可以帮助我们更好地处理和利用大量的信息，提高工作效率和决策质量。

信息处理能力是计算思维中必不可少的一项技能，对于解决实际问题和提高工作效率具有重要意义。

计算思维的培养与发展是一个系统的过程。

在教育领域，计算思维已成为一个重要的教学目标。

通过系统的计算思维教育，可以培养学生的逻辑思维、创造力、问题解决能力和合作精神等综合素质。

同时，计算思维的培养也需要结合具体的学科和领域，将计算思维与学科知识相结合，形成综合的学习和应用能力。

计算思维的应用广泛，适用于各个领域和学科。

在自然科学领域，计算思维可以帮助科学家进行数据分析、模拟实验和建立模型，推动科学研究的进展。

在工程领域，计算思维可以用于设计和优化复杂系统、解决实际工程问题，提高工程项目的效率和质量。

计算思维驱动下的大学计算机基础教育探究

一
为真正的科学，计算机教育及就业面临前所未有的危机。面对质疑，教育工作者有必要重新思考教学模式的改革，进而引发了以下问题的探索：计算机教育的核心价值是什么？如何培养科学的思维能力？如何运用科学思维分析和解决问题？
一
、
计算思维的本质
１９３６年图灵（ＡｌａｎＴｕｉｆｎｇ）的经典文章（ＯｎＣｏｍｐｕｔ－
ａｂｌｅＮｕｍｂｅｒｓ，ｗｉｔｈｉｆｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｔｈｅＥｎｔｓｃｈｅｉｄｕｎｇｓｐｒｏ－
错误观点，淡化了计算机科学的意义。从计算思维的本质出发，分析了计算思维的培养策略，并提出了计算思维
驱动下的大学计算机基础教育课程改革的路径及需要进一步解决的问题。
关键词：计算思维；计算机基础教育；大学
中图分类号：Ｇ６４２．３文献标识码：Ａ文章编号：１００２ — ４１０７（２０１４）０３ — ００３９ — ０３
收稿日期：２０１３ — ０６ — ２９
ｂｌｅｍ））界定了可计算函数。图灵的分析为理解古代计算技术提供了一种独到而深刻的见解，计算的概念远不止于算数和代数计算，其更多的是可以指一种处理事物的规则。计算机的出现催生了智能化的思维方式，借助判断和推理反映客观现实的理性认识过程的逻辑思维、具备抽象化和自动化特征的计算思维和以观察和归纳自然规律为特征的实证思维一起构成了人类的三大科学思维方式。目前，计算思维是什么？它有什么作用？对大学教育有多大的影响？研究者对这些问题的看法存在分歧，有些问题还需要进一步商榷。（一）计算思维概念的内涵计算思维是一种新颖的思维方式，有助于培养人们的抽象思维和逻辑思维以及解决问题的能力。ＪｅａｎｎｅｔｔｅＷｉｎｇ认为计算思维贯穿于所有学科并被广泛应用，并且在计算机权威杂志（（ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｔｅＡＣＭ））上发表文章定义了计算思维（ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＴｈｉｎｋｉｎｇ）［￣。李廉教授认为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［６１。理查德・卡普（ＲｉｃｈａｒｄＭ．Ｋａｒｐ）教授提出的“ 计算透镜 ” （ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｌａＬｅｎｓ）理念，将计算作为一种通用的思维方式，通过这种广义的计算来描述各类自然过程和社会过程，从而解决各个学科的问题。

计算思维2.0与新工科

计算机教育Computer Education30第 6 期2020 年 6 月 10 日计算思维2.0与新工科李廉（合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥 230009）摘要：结合国内外计算思维研究和实践近10多年的发展，探讨对于计算思维内涵、意义以及应用范围的新见解与认知，提出具有浓厚计算思维特色的3个核心内容，强调在计算思维培养过程中，应该十分注重各个学科的“计算化”趋势，构建适应本学科问题的计算模型，推进交互迭代的学习方式，以提升通过计算手段解决复杂问题的能力，目的是更好地认识计算思维和在教学中落实。

关键词：计算思维；计算模型；可行性；不精确性；交互性；面向学科的“计算化”作者简介：李廉，合肥工业大学教授，曾经在兰州大学学习和任教，担任过兰州大学计算机科学系主任、信息科学与工程学院院长。

2013—2018年任教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会主任，2014—2019年任计算机学会理论计算机专业委员会主任。

2014年，参加“能力培养课程改革总体规划”方面的工作获国家教学成果二等奖。

2018年，参加“计算思维教学改革”方面的工作获安徽省教学成果一等奖。

在教学方面关注计算思维的理论研究和在教学实践中的推进，新工科建设教学体系以及教学形态的改革和创新。

在科学研究方面主要兴趣是大数据分析与计算理论、机器学习、因果推理等领域。

llian@。

文章编号：1672-5913(2020)06-0030-05中图分类号：G642权威看台0 引言在新工科专业建设和教育改革中，很自然地提出了对于学生科学思维能力的培养。

思维能力培养处于人才培养的顶端，是决定学生看待问题和处理问题的基本思路和方法论，也在一定程度上决定学生的世界观和价值论，因此在面向信息社会的教育教学改革中，计算思维顺理成章地成为新工科建设重点内容与核心观念。

计算思维既作为基本的科学对象，同时又具有学科的横向价值；在当前面向信息时代的新工科建设中，计算思维能力的培养与数学和物理学的思维能力一样，在人才培养中都具有中心的价值。

计算思维_概念与挑战_李廉

中国大学教学 2012年第1期7李廉，合肥工业大学党委书记、教授，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会副主任委员。

计算思维——概念与挑战李廉摘要：本文从现代科学思维体系的角度，阐述了计算思维的内涵与概念、发展历史以及与实证思维、逻辑思维之间的关系。

提出了计算思维是构成现代科学大厦的最基本的思维模式之一。

在此基础上，本文分析了计算机基础课程教育今后改革的取向和挑战，这个挑战的主要内容是基于计算思维培养的新的教学体系建设，本文建议以循序渐进的方式推进这一计算机课程的重大改革。

关键词：科学思维；计算思维；抽象；自动化；计算机课程改革；计算思维课程体系计算思维是当前一个颇受关注的涉及计算机科学本质问题和未来走向的基础性概念。

这一概念最早是由麻省理工学院（MIT ）的Seymour Papert 教授在1996年提出的[1]，但是把这一个概念提到前台来，成为现在受到广泛关注的代表人物是美国卡内基梅隆大学（CMU ）的周以真教授（Jeannette M. Wing ）[2]。

计算思维提出了面向问题解决的系列观点和方法，这些观点和方法有助于人们更加深刻地理解计算的本质和计算机求解问题的核心思想。

特别是有利于解决计算机科学家与领域专家之间的知识鸿沟所带来的困惑。

图灵奖获得者Karp 认为[3]，自然问题和社会问题自身的内部就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的变换，能量的变换以及信息的变换。

因此正确提取这些信息变换，并通过恰当的方式表达出来，使之成为能够利用计算机处理的形式，这就是基于计算思维概念的解决自然问题和社会问题的基本原理论和方法论。

计算机不能解决物质变换或者能量变换这样的问题，但是可以借助抽象的符号变换来计算，模拟甚至预测自然系统和社会系统的演化。

本文就计算思维的一些概念和对于计算机教育方面的挑战进行一些讨论，以期引起对于这一问题的充分关注。

这些讨论针对以下的问题：1．什么是计算思维？计算思维有什么特征？与计算机是什么关系？2．计算思维是随着计算机出现才出现的，还是早已存在于人类思维模式之中？3．计算思维与物理学的思维方式，数学的思维方式有什么区别，有什么联系？4．计算思维对于计算机科学研究以及计算机教育的启示。

国内外计算思维研究与发展综述

国内外计算思维研究与发展综述本文由《远程教育杂志》授权发布作者：范文翔、张一春、李艺摘要计算思维作为计算时代的新产物，是一种可以灵活运用计算工具与方法求解问题的思维活动，对促进人的整体和终身发展具有不可替代的重要作用。

为了更好地了解计算思维领域的研究现状，特运用内容分析法分别对国内外计算思维相关文献进行分析。

研究发现：当前国内计算思维研究还处于初级阶段，理论研究主要关注计算思维的概念、内涵、特征与价值，应用研究层次主要集中在高等教育阶段，主要聚焦于对计算思维培养策略、计算思维教学模式和计算思维支持系统的设计与开发三个方面。

国外计算思维研究已处于成熟的早期阶段，理论研究主要关注对计算思维的解读，应用研究的层次主要集中在K-12阶段，主要关注计算思维的教学问题、促进计算思维教育的工具以及计算思维的评价。

为此建议，今后国内计算思维的研究应高度重视基础教育阶段的计算思维教育，不仅要以编程语言进课堂为契机探索计算思维的有效培养，还应尝试利用计算工具构建有效的计算思维学习环境。

此外，还应重点关注计算思维评价体系的建立与培养效果的检验。

关键词：计算思维；内容分析法；编程语言；计算机科学；信息技术；计算思维教育；编程教育；Python一、引言计算思维（Computational Thinking）的历史至少可追溯至20世纪50年代[1]，1980年，在麻省理工学院（MIT）的西摩·帕尔特（Seymour Papert）教授的《头脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》storms：Children，Computers，and Powerful Ideas）—书中首次被提及[2]，1996年，西摩·帕尔特教授在发表的文章中再次提及计算思维，他希望运用计算思维来帮助构建具有“阐述性”的几何理论，但他并未对计算思维进行界定[3]。

2006年，美国卡内基.梅隆大学（CMU）的周以真（Jeannette M. Wing）教授，为了帮助人们更好地认识机器智能的不解之谜，发表了题为Computational Thinking的文章，提出了一种建立在计算机处理能力及其局限性基础之上的思维方式一一计算思维。

计算思维——概念与挑战

计算思维——概念与挑战
李廉
【期刊名称】《中国大学教学》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】本文从现代科学思维体系的角度,阐述了计算思维的内涵与概念、发展历史以及与实证思维、逻辑思维之间的关系.提出了计算思维是构成现代科学大厦的最基本的思维模式之一.在此基础上,本文分析了计算机基础课程教育今后改革的取向和挑战,这个挑战的主要内容是基于计算思维培养的新的教学体系建设,本文建议以循序渐进的方式推进这一计算机课程的重大改革.
【总页数】6页(P7-12)
【作者】李廉
【作者单位】合肥工业大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.计算思维教育:概念演变与面临的挑战
2.计算思维评价:概念取向、要素框架与测量方法
——以Scratch编程课为例3.从热点概念导向信息技术教学中的计算思维培养——以数据和计算为例4.基于核心大概念培养学生计算思维的教学设计5.从日常概念到朴素理论——维果茨基关于日常概念与科学概念的理论及其挑战
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