计算思维课程标准

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《计算思维》课程标准

一、课程性质、定位与设计思路

（一）课程性质

计算思维是计算机软件的专业基础必修课程，课程代码为。课程学时为48课时，其中理论课32学时，上机16学时。该课程的后续课程为C#程序设计、操作系统、数据库程序设计、数据结构。本课程采用教材为：郭艳华，马海燕主编的《计算机与计算思维导论》，电子工业出版社出版。

（二）课程定位

大学计算思维课程是面向大学一年级学生开设的，与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。本课程为计算机相关专业技术人员提供必要的专业基础知识和技能训练。通过本课程的学习，使学生能够了解计算机发展历程、基础知识、宏观与微观的计算机系统、信息存储的基本概念、网络世界的信息共享与计算以及计算思维问题求解思想，对计算机的历史、发展现状、未来发展趋势均获得一定了解，为后续的计算机相关课程奠定一定的基础。对于培养学生的独立思考能力、分析和解决问题的能力都起到十分重要的作用。

（三）课程设计思路

本课程标准从计算机软件技术专业的视角出发，以满足本专业就业岗位所必须具备的计算机专业基础为目标，教学内容设计通过岗位工作目标与任务分析，分解完成工作任务所必备的知识和能力，采用并列和流程相结合的教学结构，构建教学内容的任务和达到工作任务要求而组建的各项目，以及教学要求和参考教学课时数。通过实践操作、案例分析，培养学生的综合职业能力。

（四）本课程对应的职业岗位标准

本课程主要针对计算机软件行业、电子商务、信息家电、工业企业等部门，从事软件设计、开发测试、移动应用开发、数据库管理与开发等岗位的的技术技能型人才。主要工作岗位有软件开发工程师、数据库管理员、软件测试人员以及系统维护员等所有与计算机相关的岗位。

二、课程目标

（一）总目标

本课程旨在提高学生的信息素养，使同学在了解计算机相关历史、原理、发展的同时，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯。计算思维要求学生能够对获取的各种信息通过自己的思维进行进一步的加工和处理，从而产生新信息。因此，在大学里推进“计算思维”这一基本理念的教育和传播工作是十分必要的，计算思维在一定程度上像是教学生“怎么像计算机科学家一样思维”，这应当作为计算机基础教学的主要任务。

（二）具体目标

1、能力目标

（1）专业能力：通过本课程学习，学生了解计算机的发展历程、计算机信息存储的理论、宏观与微观的计算机系统、网络世界的信息共享与计算、计算思维的问题求解思想、计算机发展新技术等内容。从宏观角度对这门学科有全面的了解

（2）方法能力：本门课程主要强调学生思维能力的训练，培养学生科学的认知能力，让学生理解和建立“信息、计算、智能”这三大核心科学概念，围绕计算思维的精髓培养学生掌握以“合理抽象、高效实现”为特征的构造性过程的能力；让学生了解学科发展，展示计算之美。

（3）社会能力：培养学生严谨的工作态度、团队合作精神和创新创业能力，为学生深入学习和运用专业知识与技能奠定基础，同时使毕业生在工作岗位上，表现出很强的适应性，实现学生就业与岗位的零距离。

2、知识目标

(1)了解计算机的发展历程、掌握计算机能做什么，了解什么是计算思维；

(2)了解为什么计算机内部只能用0与1来表示，了解二进制如何来呈现数字世界、文字世界以及声色世界；

(3) 了解计算机的硬件系统、软件系统、操作系统、计算机软件应用、个人电脑等概念；

(4)理解计算机的存储体系，包括内存储系统、外存储系统、数据库系统；

(5)掌握信息的传输平台网络、互联网、网络安全、物联网、云计算等；

(6)了解如何用计算思维来求解问题以及什么是算法。

3、素质目标（体现教书育人、培养素质的理念）

培养科学的认知理念、认知方法和实事求是、勇于实践的学习态度；培养科学、独立的思考和辨识能力；培养学生爱岗敬业，细心踏实、勇于创新的职业精神。

三、内容标准

（一）内容标准

1、内容设计

（二）能力（技能）训练项目设计

（三）教学模式和方法设计

1教学模式

《计算思维》采用理实一体化的启发式的教学模式，理论讲解的同时，不断启发同学进行深层次的思考，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯。将案例分析、知识拓展、启发思维及实践训练融入到日常教学过程中，引导学生独立思考、拓宽学生的知识面，优化教学过程，增强教学的实践性以及针对性。

2教学方法

本课程采用多媒体演示、教师讲解、教师演示操作、学生上机实践、交互讨论、总结问题等多种方法进行教学，针对不同的知识点，根据其特性组合使用讲解、引导、互动、示范操作和实践进行教学，将任务驱动、启发式思考融入教学过程中，注重锻炼学生实际操作能力的提高。

分层的教学方法，本门课程可以对学生进行三个层次的训练，第一层培养计算机使用能力。即基本的使用计算机和应用程序的能力，例如使用word编辑器，读写文件以及使用浏览器等。第二层培养计算机系统认知能力。这是一种较高水平的理解和应用计算机的能力，主要包含在深入了解计算机软件、硬件系统知识和原理，第三层培养学生的计算思维能力。计算思维反映了计算机学科最本质的特征和最核心的解决问题方法。计算思维旨在提高学生的信息素养，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯。根据每个同学的基础、理解能力以及学习态度可以对同学做不同层次的要求，使每位同学都能学有所得。

四、考核方案

（一）考核目的

考察学生的出勤情况、作业完成情况、实践项目参与情况、理论掌握情况等。（二）考核方式

（三）考核标准

1过程性考核标准

2实践技能考核标准

计算思维共有4次上机实验，学生必须完成其中2项实验。

3终结性考核标准（主要知识点、重点、要求和分值比例）

五、实施保障

（一）师资保障

1课程负责人及主讲教师（说明相关任职要求）

（1）具有相关专业知识背景，熟练掌握计算机相关基础知识；

（2）对计算机的发展历程有相当了解；

（3）对计算机的硬件构造、软件体体系较深认识；

（4）掌握物联网的相关专业知识

（5）对云计算有一定的理解和认识；

（6）有一定的算法基础，能独立设计完成较为复杂的算法。

2课程实训指导教师（说明相关任职要求）

（1）具有相关专业知识背景，熟练掌握计算机相关基础知识；

（2）能够独立设计、完成较复杂的算法；

（3）能够熟练安装操作系统

（4）能熟练安装及使用常用软件

（5）有丰富的实践能力，拥有独立的项目设计、编码、测试、调试以及实施能力；

3双师素质教学团队（说明相关双师素质教师任职要求）

(1)熟悉操作系统的安装、开发平台的安装配置与调试

(2)熟悉应用软件的安装使用；

(3)能独立进行算法设计、编码、测试、调试以及实施能力；

(4)有一定的工作经验。

（二）教学方法和手段保障

本课程采用多媒体演示、教师讲解、教师演示操作、学生上机实践、交互讨论、总结问题等多种方法进行教学，针对不同的知识点，根据其特性组合使用讲解、引导、互动、示范操作和实践进行教学，将任务驱动、项目驱动、启发式教学融入教学过程中，注重培养学生对获取的各种信息通过自己的思维进行深层次的加工和处理，从而产生新信息。提高学生的信息素养，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯。

（三）教学资源保障

1、充分利用现代化多媒体手段进行教学，制作多媒体教学资料，使枯燥的内容形象化、生动化，从而提高教学质量和单位时间的教学容量，多媒体教学率达100%。

2、运用现代教育技术和虚拟现实技术，组将形象化教学、实训项目开发、项目式管理等多种功能融于一体，提高了学生的学习兴趣和学习效果。

3、建设立体化网络教学平台，包括各类教学实训平台、资源库（教学标准、教学内容、课件、案例等）、素材库、资源下载平台等。通过网络平台、教师博客、QQ等信息技术手段进行师生交流与互动，达到良好效果。

4、结合本课程的教学目标，借鉴网络上的优秀的精品课件、录像等教学资源。

5、利用校企合作条件，安排企业工程师讲授工作经历以及与本课程尽力联系的实用案例。

（四）实验实训教学条件保障

1、硬件条件：软件工程教研室拥有2个专业实验室，基于云平台的软件基础实验室学院A305（共有50台可用台式机），软件开发综合实验室学院A301（共有台式机器60台），1个校企合作校外实训基地。

各功能实训室内均安装有烟雾报警传感器、红外监控，且配备有灭火器。各功能实训室外部均配有监控摄像装置，充分保障了实训人员生命安全和固定资产安全。

2、师资条件：本课程授课教师除了具备理论知识的讲授能力外，还应有一定的C#应用程序开发经验，具有较强的实际操作能力，能够解决学生操作过程中遇到的各种问题。另外，定期聘请企业专业来校进行讲座。

六、教学实施建议

（一）以学生为主体，培养学生综合应用能力

教学设计应遵循学生认知规律，教师通过实施项目教学、案例教学、情景教学、工作过程导向教学，广泛运用启发式、探究式、讨论式、参与式教学，力求满足不同类型和不同层次学生的需要，激发学生的学习兴趣、探究兴趣和职业兴趣，推动教学方法改革，加强培养学生数据组织、存储、操作、算法分析、程序设计的综合应用能力，使每个学生得到发展。

（二）注重学生的情感教育，促进教学相长

教师在教学中应尊重每一个学生，始终关注学生的情感，保护他们的自尊心和积极性，努力营造宽松、和谐的教学氛围，把课程教学与情感教育有机地结合起来，建立融洽、民主的师生交流渠道，经常和学生一起反思教学过程和学习效果，做到教学相长。

（三）针对岗位需求精选教学内容，突出职业性和实践性

教师要根据岗位能力需求精选教学内容，确实把应知应会的知识和技能传授给学生，聘请行业企业专家、工程技术人员或能工巧匠担任实践教学指导教师，教学过程要突出职业性和实践性。

（四）利用现代教育技术，提升学生学习的兴趣

教师要充分利用现代教育技术，加强教学资源建设，制作内容丰富、效果明显的多媒体教学课件，以提升学生的学习兴趣。

（五）加强对学生学习方法的指导，提高学生自主学习能力

使学生养成良好的学习习惯和形成有效的学习方法是课程教学的重要任务之一，教师应做到引导学生运用观察、发现、归纳和实践等方法，以及引导学生进行技术革新，促进学生实践能力和创新思维的发展，提高学生自主学习能力。

七、课程标准编制团队

基于计算思维培养的Scratch教学三步曲 教育文档

基于计算思维培养的Scratch教学三步曲当前，以Scratch为代表的可视化图块式编程工具，以其低门槛、高界限、阔空间的特点，受到了广大信息技术教师和中小学生的青睐，也就是说，Scratch容易入门，并且有机会制作较为复杂的项目，逐步进入中小学信息技术课程。如何搞好Scratch 的普及教学，是我们面临的新课题。如果采用传统的程序设计教学观念和教学法，让学生先学会各种命令，然后，再进行编程设计，难以达到理想的教学效果。学习程序设计并不一定学习所有功能，而是要根据项目的需要找到相应的方法来解决问题。我们可以变“教学生用计算机”为“让学生教计算机”，在项目设计过程中，学生对真实世界中的现象提出假设，并在计算机中进行测试，教计算机按照自己的思路去做，达到学会设计的目的。 计算思维是近年来信息技术教育领域普遍关注的热点话题，为了更好地表征和评价学生学习程序设计的活动及其学习结果，我们引入计算思维三维框架，即计算概念、计算实践、计算观念。计算概念是设计者在编程时频繁接触，并在熟练运用中不断加深理解的一组概念，在Scratch中主要有顺序、循环、并行、事件、条件、运算符、数据等；计算实践关注学生的学习过程和问题解决策略，也就是关注学生如何学，包括递增和重复、测试和调试、再利用和再创作以及抽象和模块化；计算观念是学生除概念、实践外的人格塑造，包括表达、联系和质疑，也是作为技术生产者．

自信表现。 从循序渐进的角度出发，可以将Scratch学习分为故事创编、个性游戏、项目设计三个层次进行，每个层次制作1-2个作品，打破零散概念的教学，学生从项目中学习，更容易整体掌握。在教学过程中，注重学生的自主探索，逐步发展计算概念和计算实践的熟悉度和流畅性，从而培养学生的计算观念，最终达到培养学生创新能力的目标。 一、故事创编，走进Scratch Scratch采用模块化的指令集，学生比较容易上手，在故事创编层次中，学生通过创建包括角色、场景来讲故事，接触了包括顺序、事件、循环、并行等计算概念。顺序概念有助于学生将一系列任务表达为计算机执行的指令序列。事件概念可以让学生设计多种触发动作的情境，如：“当绿旗被点击，那么……；当对象被点击，那么……；当空格（或者其他键）被按下，那么……”初步体会互动媒体的本质。循环概念可以让学生明白重复执行相同代码序列的机制。并行概念可以让学生设计不同对象间同时执行的多个脚本。 在故事创编过程中，教师引导学生逐步完善故事情节。首先，从单角色入手，学生利用顺序结构，让角色和观众打个招呼，从中学会字幕、声音的制作。接着，学生可以尝试给故事选择合适的场景，分清角色和背景的异同。在制作脚本时，部分学生提出背景和角色的控件不完全一致，强调要遵循先选择后操作的规．

计算思维课程标准 (2)

《计算思维》课程标准 一、课程性质、定位与设计思路 （一）课程性质 计算思维是计算机软件的专业基础必修课程，课程代码为。课程学时为48课时，其中理论课32学时，上机16学时。该课程的后续课程为C#程序设计、操作系统、数据库程序设计、数据结构。本课程采用教材为：郭艳华，马海燕主编的《计算机与计算思维导论》，电子工业出版社出版。 （二）课程定位 大学计算思维课程是面向大学一年级学生开设的，与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。本课程为计算机相关专业技术人员提供必要的专业基础知识和技能训练。通过本课程的学习，使学生能够了解计算机发展历程、基础知识、宏观与微观的计算机系统、信息存储的基本概念、网络世界的信息共享与计算以及计算思维问题求解思想，对计算机的历史、发展现状、未来发展趋势均获得一定了解，为后续的计算机相关课程奠定一定的基础。对于培养学生的独立思考能力、分析和解决问题的能力都起到十分重要的作用。 （三）课程设计思路 本课程标准从计算机软件技术专业的视角出发，以满足本专业就业岗位所必须具备的计算机专业基础为目标，教学内容设计通过岗位工作目标与任务分析，分解完成工作任务所必备的知识和能力，采用并列和流程相结合的教学结构，构建教学内容的任务和达到工作任务要求而组建的各项目，以及教学要求和参考教学课时数。通过实践操作、案例分析，培养学生的综合职业能力。

（四）本课程对应的职业岗位标准 本课程主要针对计算机软件行业、电子商务、信息家电、工业企业等部门，从事软件设计、开发测试、移动应用开发、数据库管理与开发等岗位的的技术技能型人才。主要工作岗位有软件开发工程师、数据库管理员、软件测试人员以及系统维护员等所有与计算机相关的岗位。 二、课程目标 （一）总目标 本课程旨在提高学生的信息素养，使同学在了解计算机相关历史、原理、发展的同时，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯。计算思维要求学生能够对获取的各种信息通过自己的思维进行进一步的加工和处理，从而产生新信息。因此，在大学里推进“计算思维”这一基本理念的教育和传播工作是十分必要的，计算思维在一定程度上像是教学生“怎么像计算机科学家一样思维”，这应当作为计算机基础教学的主要任务。 （二）具体目标 1、能力目标 （1）专业能力：通过本课程学习，学生了解计算机的发展历程、计算机信息存储的理论、宏观与微观的计算机系统、网络世界的信息共享与计算、计算思维的问题求解思想、计算机发展新技术等内容。从宏观角度对这门学科有全面的了解 （2）方法能力：本门课程主要强调学生思维能力的训练，培养学生科学的认知能力，让学生理解和建立“信息、计算、智能”这三大核心科学概念，围绕计算思维的精髓培养学生掌握以“合理抽象、高效实现”为特征的构造性过程的能力；让学生了解学科发展，展示计算之美。 （3）社会能力：培养学生严谨的工作态度、团队合作精神和创新创业能力，为学生深入学习和运用专业知识与技能奠定基础，同时使毕业生在工作岗位上，表现出很强的适应性，实现学生就业与岗位的零距离。 2、知识目标 (1)了解计算机的发展历程、掌握计算机能做什么，了解什么是计算思维； (2)了解为什么计算机内部只能用0与1来表示，了解二进制如何来呈现数字世界、

跨学科计算思维教学的认识与实践浅谈

跨学科计算思维教学的认识与实践浅谈 摘要：本文介绍了一门跨学科课程的内容与教学实践的体会，该课程以网络为中心，以社会学与经济学的若干经典问题为背景，以应用数学和计算机科学的基本概念为语言，向学生展示了一种交叉学科尤其是计算思维在社会科学中运用的广阔图景。同时，作者也对当下开展跨学科与计算思维教学活动的背景和意义以及开展这类教学活动实践的可行性提出了认识与思考。 关键词：跨学科；计算思维；社会科学；本科生课程；认识；实践 一、“跨学科”与“计算思维” 近年来，在我所处的工作环境中，能感到有两股思潮：一是“跨学科”，二是“计算思维”。有关呼吁或者宣示在许多场合都能听到，人们愿意用这样两个词语描述他们的想法和工作，国内外都是如此。这种氛围，10年前体验不多，20年前感受更少，也就是近几年才浮现起来的。尽管现在看得见摸得着的东西似乎还不多，也有些人表示疑惑，但我体会其所代表的方向性和潮流感是明显的。 我相信这两个观念。这种信念的准确来源难以说清楚，但触发在于一次某国外大学董事会代表团访问北京大学，我参与接待，其中一位著名大学前校长在听完了我们学校的情况例行介绍后问了这样一个问题：How Peking University is addressing the critical challenges our mankind is facing？我立刻感觉这是一个好问题，这后面有个潜台词，那就是大学的教育不能不关注人类发展所面临的重大共性问题。在这样的发问下，简单报告一个大学有多少学科、多少经费、多少成果等等就显得比较苍白了。 人类现在面临什么重大问题？换言之，现在面临的问题与以前有什么显著不同？从第一次工业革命算起，过去二百多年来，人类经济社会发展的主旋律是追求不断提高的生产效率，是要以最少的成本生产最多的产品，是GDP。然而，近几十年来这种情形发生了变化，虽然这个地球上一些地方依然有贫困与饥饿，但从人类已经创造出来的生产力来看，现在面临的主要挑战已不再是吃饭穿衣的困难，而是自然资源消耗过快、全球变暖、环境污染、医疗保障、非传统安全、老龄化、贫富差距过大等严峻问题。 从我熟悉的角度来看，我认为解决这些问题有两个共同的要求，一是多学科交叉，二是离不开计算。这里所说的多学科交叉，不同于在传统学科划分基础上的协作，而是不同学科的思想在方法论层面的融合；这里所说的计算，不仅是用计算机作为工具来提高解决问题的效率，更是计算思维在理解问题本身、寻求解决问题途径中的作用。图灵奖获得者，加州大学伯克利分校Richard Karp教授去年发表过一篇文章Understanding Science Through the Computational Lens，讲的就是计算思维在推动其他科学门类的发展中会发挥日益重要与深刻的作用。

计算思维作业

计算思维作业 1、试阐述思维的关键内容。结合本学期所学关于计算思维知识，结合自身专业 领域或日常学习与生活中的体会，讨论有哪些计算思维内容得以实际运用，它们是如何改变人们身边的现状？ 答：计算思维应当成为所有学校所有课堂教学采用的一种工具。计算思维不仅仅是计算机专业学生所拥有的思维方式，其实它慢慢地与学生的读写算能力一样，会成为人类最基本的思维方式，成为每个人拥有的最基本的能力。许多人认为计算科学就是计算机编程，就只能和计算机打交道，而计算思维也只有计算机专业的学生需要掌握。其实并非如此，恰恰相反，计算思维是一个可以引导着所有努力奋斗的人去实现自己梦想的思维模式，它不仅可以帮助你成功，而且可以让你非常明确自己需要奋斗的目标并为之努力奋斗。因此我们就知道，学计算机专业的学生并不一定将来就非得在计算机领域发展，要让学生在学习的过程中有个良好的心态，毕业找工作有个正确的定位，即使学生将来真正从事了与计算机无关的职业，也要明白绝对不是几年的学白上了、几年的专业知识白学了，学习过程中教会的并不都是些专业的理论知识，更多的是遇见问题如何分析处理以及你为人处事的能力。 2、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 为理解等一系列思维活动。是三大科学思维（逻辑思维、实证思维、计算思维）之一。试从计算思维的本质讨论大学生如何培育和提高自身的计算思维素养。 答：计算机科学从本质上源自工程思维,因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统[2]。目前,计算机应用已经深入到各行各业,融入人类活动的整体,解决了大

量计算时代之前不敢解决的问题。实践是指计算机学科的设计过程,基础的技能是每位学生未来适应社会、为社会服务所必须掌握的。学生的应用能力一般是指编程能力和系统开发能力,它是要通过实验教学环节不断加深和加强。在这其中,不断拓展对计算思维的理解和认识是非常重要的。在这样的思维指导下,我们可以采用多样化的学习方式。例如,在计算机专业课程的学习中,教师可在给定范围后,让学生上机自由操作,支持和鼓励学生提出问题并自行解决问题,鼓励学生进行科技创业活动。这样做将有利于发挥我们的想象能力,培养我们的创造性思维。 3、关注点分离思维和系统观都是典型的计算思维，结合自身专业领域生活体 会，讨论关注点分离和系统观的运用。 答:作为最重要的基石思维之一，关注点分离式计算机科学在长期实践中确立的一项方法论原则。关注点分离是日常生活和生产中广泛使用的解决复杂问题的一种系统思维方法。大体思路是,先将复杂问题做合理的分解,再分别仔细研究问题的不同侧面(关注点),最后综合各方面的结果,合成整体的解决方案。在概念上分割整体以使实体个体化的观点。例如ｗｅｂ设计中体现了关注点分离的思想。网页中２的内容比较庞杂，ＨＴＭＬ标记语言既要标记文档的结构又要标记文档的格式，或者说是展现。最初的ＨＴＭＬ不仅标记结构也标记网页如何展现。因此，就出现了如＜Ｐ＞这样的表示结构元素混杂的局面。人们发现应该把ＨＴＭＬ进行一番清理，是ＨＴＭＬ只表示结构，而把如何展现的责任完全分离出来。ＣＳＳ就是这样产生的。系统观是指以系统的观点看自然界，系统是自然界物质的普遍存在形式，提出了系统和要素，结构与功能等新的范畴，揭示了自然界物质系统的整体性、关联性、层次性、开放性和动态性、自组织性。

《计算思维与实践》课程教学大纲

《计算思维与实践》课程教学大纲 英文：《Computational Thinking and Practice》 一、课程基本信息 课程代码：/ 课程名称：计算思维与实践 课程类别：通识课 理论课学时：8学时/16学时 实验课学时：8学时/16学时 总学时：16/32 学分：1/2 适用对象:非计算机类各学科本科学生 考核方式：课程设计 二、课程简介 中文简介 计算思维是运用计算学科的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解的思维活动，计算思维是的培养是信息时代对人的基本要求，因此在大学本科阶段开设这门课程是十分重要和必要的。《计算思维与实践》课程是一门计算机类通识型课程，也是高等学校计算机基础教学公共课程之一。该课程从培养学生科学认知能力出发，让学生理解和建立“信息、计算、智能”这三大核心科学概念；围绕计算思维的精髓培养学生掌握以“合理抽象、高效实现”为特征的构造性过程的能力；让学生了解学科发展，展示计算之美。初步达到传承计算文化、弘扬计算之美、培养计算思维的目的。 英文简介 This course of computational thinking and practice is about computational disciplines of basic concepts of problem solving, system design, and human behavior understanding of thinking activity, computational thinking is the training is basic requirements of the information age to, therefore in the undergraduate stage opened this course is very important and necessary.

基于计算思维的教学模式探索 文档

基于计算思维的教学模式探索 美国心理学和教育学家Robert J.Sternberg指出：思维教学的核心理念是培养聪明的学习者，教员不仅要教会学员如何解决问题，也要教会他们发现值得解决的问题。教员要为学员提供足够的思维空间，设法激励和引导学员自主学习，发现问题所在继而解决问题[1]。思维教学要以所教授的学员为核心，以培养思维能力为目的，使学员既在思维活动中学习知识，也能够学习思维的方法，达到“鱼”“渔”同授的目的，培养学员良好的思维能力。 1 计算思维 计算思维最早是在2006年，由曾任美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任的周以真（Jeannette M.Wing）教授提出的，他指出：“计算思维代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，每一个人，而不仅仅是计算机科学家，都应热心于它的学习和应用。计算思维是每个人的基本技能，不仅仅是计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术，还要学会计算思维。[2]” 中国科学院计算所李国杰院士也指出：“计算思维是运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统和理解人类行为，它选择合适的方式陈述一个问题、对一个问题的相关方面建模，并用最有效的办法实现问题求解。[3]”

因此，对计算思维的认识我们可以这样来理解：计算思维是运用计算机科学的基础概念来进行问题的求解，它是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像读书、写字一样，成为人们基础的、不可缺少的思维方式。我们要准备会议，把开会所需的东西放进公文包，这就是“预置和缓存”；当你弄丢了自己的手机，沿着走过的路线去寻找，这就叫“回推”；在食堂排队去买饭时，站在哪一队更快呢？这就是“多服务器系统”的性能模型。这些都是计算思维在我们生活中的运用。学会计算思维，是在信息社会中创新的需要。要培养出创新型人才，教育在思想和方法上就必须摆脱传统教学的偏见，让学员运用高效的思维去思考。 2 基于计算思维的教学模式探索 计算思维是当前教育系统十分关注的一个问题，该文研究的基于计算思维的教学模式，就是综合利用计算思维的教学策略，构建以教员为主导，以学员为主体、以能力培养为目标的思维教学模式。通过任务引领和问题探究，让学员在不断的探索研究过程中启发思考、总结规律、掌握科学方法，培养学员的创新能力和科学精神，提高独立思考和解决问题的能力。 教员在教学过程中创设提出问题的实际情境，刺激学员发现问题，提出高质量的问题，然后不断引导和启发学员采用转化、约简、递归、仿真、启发式推理等方式进行问题的思考和研究解。在此过程中，学员对所学知识进行重构，对新旧[4]决的方法．知识进行意义建构的过程就是计算思维能力培养的过程。通过这

基于计算思维的Excel案例教学研究 教育文档

基于计算思维的Excel案例教学研究 计算思维是由美国卡内基.梅隆大学计算机系主任周以真教授在2006年提出的教育理念。周以真教授对计算思维的定义：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，它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。信息社会中计算思维应该和阅读、写作、算术一样，成为每个人必须具备的基本技能。必须正确认识大学计算机基础教学的重要地位，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。 为了落实大学计算机课程教学中计算思维能力培养的目标，教师应充分考虑学科专业特色，针对不同类别的专业，制定不同的教学内容和教学方案。Excel作为最流行的数据处理和统计分析软件，广泛应用于管理、统计、财经、金融等领域。Excel教学是大学计算机基础教学的重要组成部分，也是经管专业学生的必修内容，很多高校也开设了Excel相关的公共选修课程。Excel 教学是大学培养文科学生计算思维能力的重要手段。 1 Excel课程教学现状分析 Excel的应用非常广泛，只要涉及到数据处理，就可以选择使用Excel来解决。目前的Excel课程教学中存在着几个主要问题：教学过程，很多教师把Excel狭义工具论。目前，在1.1 Excel仅仅作为数据处理工具介绍，着重讲解Excel的操作细节。

教学场景往往是：一边教师先简单介绍Excel菜单功能，再详细演示操作过程；另一边，学生被动接受传授的知识，然后依照教师讲解重复操作。这种“软件培训式”的教学使学生认为学习Excel就是学会如何使用Excel工具，使学生缺乏自主思考和独立解决问题的能力。 1.2 教学内容缺乏针对性和灵活性。不同专业学生的Excel课程采用相同的教学大纲、教学内容和教学案例。使得学生认为Excel课程和本专业的其他课程没有关联，缺乏对Excel课程学习的兴趣和动力，对课程的学习没有给予足够重视。 1.3 教学模式落后。目前，多媒体教学技术已经得到了广泛应用，多媒体教学丰富了教学内容，投影演示等手段使讲解内容更加直观形象。但在Excel课程的实践教学中，多媒体的教学手段并没有改变传统的授课方式，还是以教师课堂上讲，学生在下面听的填鸭式教学模式为主，学生学习的积极性没有充分调动起来。 近年来，大学积极推进计算机基础课程教学改革，把培养学生“计算思维”能力作为计算机基础课程教学的核心任务。教学实践中，程序设计类课程教学作为“计算思维”能力培养重要途径。Excel具有强大的数据处理和数据分析功能，需要学生具有较强的逻辑思维能力和数学知识，如果要实现自动处理功能，还教学能够提高学生计算思维能力Excel需具有一定的编程能力。． 和创新实践能力。 2 基于计算思维的Excel案例教学

简谈计算机教学的计算思维教育理念

简谈计算机教学的计算思维教育理念 摘要：针对计算学科在跨学科领域的教学问题，分析计算学科的本质、现状及其在跨学科方面的应用，结合参加国内首次跨学科计算思维的学术活动的心得体会，阐述计算学科在跨学科计算思维方面的内容、思路与方法。 关键词：计算学科；跨学科；计算思维；创新思维能力；计算机教育 文章编号：1672-5913（2012）01-0014-04 2012年7月22-28日，北京大学李晓明教授主持了面向全国师资的一次传播跨学科计算思维的课程培训活动。跨学科教育是社会发展的需要，是高效率人才培养的需要，计算思维是在课程整合和专业调整之上的一个更前卫的全新理念。跨学科教育、计算思维是继计算学科规范发展、专业内涵建设、突出专业特色办学后又一提升教育质量的突破点。 1 计算学科的本质 计算学科诞生于20世纪40年代初，它作为现代技术的标志，已成为世界各国经济增长的主要动力，是现代科学体系的主要基石之一，计算机科学、量子力学、相对论、宇宙大爆炸模型、DNA双螺旋结构、板块构造理论等六大科学一起确立了现代科学体系的基本结构。 计算学科作为一门新兴学科，以数学和电子科学为基础，将理论和实践相结合。学科发展的动力来自于科学理论和工程技术发展的驱动，具有自身发展的深度和广度，尤其是应用需求的牵引推动了学科持续高速的发展，并且具有很强的开放性、包容性和吸纳性，其应用广泛普及且与其他学科相互渗透，呈现多学科的交叉和融合，跨学科、跨方向的创新与应用形成计算学科发展的新形态，同时还具有促进其他学科发展的作用。作为一门独立的学科，计算机技术不但与数理化天地生等平行，而且逐渐演变成一种横向的科学技术，并已经成为如数学一样的典型通用技术，兼具理科和工科的双重特性。而从20世纪80年代开始，面对集成电路芯片设计的特约和深入研究所遇到的问题，人们开始认识到学科需要走向深化和普适化。 1.1计算学科的问题与要求 目前计算机的教育和应用存在一些严重的问题，如把计算机简单地作为工具使用的“狭义工具论”，或持“计算机就是编程”的错误认识。对计算学科认识的淡化，不利于对计算机科学的核心思想与基础概念的掌握，无法体验计算的愉悦。从工具使用到初步编程、从零碎的知识掌握到系统级内涵式设计、从跟踪模仿到计算思维的养成，这些积累和应用能很好地激发学生的创新能力和独立思考能力。将计算思维转变成一种普适思维，即一切皆可计算，从物理世界模拟到人类社会模拟，再到智能活动，都是计算的某种形式，包括形式化、模型化描述和抽象思维与逻辑思维能力。

中国大学MOOC《大学计算机——计算思维的视角》概述题答案

概述题 第一单元 什么是信息素养？信息素养包括哪些方面？ 信息素养是指人们利用网络和各种软件工具通过确定、查找、评估、组织和有效地生产、使用、交流信息，来解决实际问题或进行信息创造的能力。 信息素养包括四个方面，分别是：信息意识；信息知识；信息能力；信息道德。 什么是信息社会？信息社会有哪些主要特征？ 信息社会是指以信息技术为基础，以信息产业为支柱，以信息价值的生产为中心，以信息产品为标志的社会；信息社会是指信息产业高度发展并在产业结构中占优势的社会。 信息社会的主要特征： 1、经济领域的特征 （1）在信息社会中，信息、知识成为重要的生产力要素，和物质、能量一起构成社会赖以生存的三大资源；（2）在信息社会，劳动者的知识成为基本要求，劳动力结构出现根本性的变化，从事信息职业的人数与其它部门职业的人数相比已占绝对优势； （3）信息社会是以信息经济、知识经济为主导的经济，它有别于农业社会是以农业经济为主导，工业社会是以工业经济为主导的经济。在国民经济总产值中，信息经济所创产值与其它经济部门所创产值相比已占绝对优势； （4）能源消耗少，污染得以控制。 2、社会、文化、生活方面的特征 （1）社会生活的计算机化、自动化； （2）拥有覆盖面极广的远程快速通讯网络系统以各类远程存取快捷、方便的数据中心；（3）生活模式、文化模式的多样化、个性化的加强； （4）可供个人自由支配的时间和活动的空间都有较大幅度的增加； （5）科技与人文在信息、知识的作用下更加紧密的结合起来。 3、社会观念上的特征 （1）尊重知识的价值观念成为社会之风尚； （2）社会中人具有更积极地创造未来的意识倾向； （3）人类生活不断趋向和谐，社会可持续发展。 在哲学和逻辑学上，将思维分为形象思维与逻辑思维两种主要的思维形态，对于计算思维，你如何理解？ 计算思维又叫构造思维，以设计和构造为特征，以计算机学科为代表的。它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。其本质是抽象和自动化，通过约简、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怎样解决的问题，如同“读、写、算”能力一样，计算思维也是我们每个人都必须具备的思维能力。 大体来说计算思维有以下几个特点： （1）计算思维是一种递归思维。它是并行处理。它是把代码译成数据又把数据译成代码。对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。对于间接寻址和程

基于计算思维的项目教学法的与实践

一、计算思维与项目教学法 １．计算思维。周以真教授认为，计算思维是一种以计算科学为核心，运用计算科学的基本概念进行问题求解、系统设计和行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。这种思维在不久的将来，将如同人人都具备的“读、写、算”（简称“3R ”）能力一样，成为每一个人的技能组合。计算思维和理论思维、实验思维一起被称为推动人类社会文明进步和科技发展的三大科学思维。 ２．项目教学法。项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行教学活动的教学方法，目前被广泛应用于教学实践中。项目教学法建立在建构主义、多元智能理论等现代教育思想、教学理论和学习理论的基础之上，有别于传统教学方法。它强调教学活动以学生为主体，学生在教师的帮助和指导下，通过探索和协作获得知识，而教师的主要任务更侧重于设计教学情境，营造学习氛围，组织和引导教学过程；它把学生引入真实的工作情景，利用“项目工程”驱动学生自主地应用已有知识和汲取新的知识去破解项目“难题”，使学生在项目计划的实施过程中发现知识、应用知识、提高技能；它允许学生在一定时间范围内自行组织和安排自己的学习行为，并且有明确而具体的成果，能够满足学生自我实现的需要。毋庸置疑，项目教学法“教、学、做”合一，“寓教于做”，尊重学生的价值，是一种能够有效激发学生的学习主动性和创造性，提高学生实践能力的先进教学方法。项目教学法的整个教学过程可以粗略地分为三个阶段：开始阶段、主体阶段和结尾阶段。在开始阶段，学生与教师一起确定项目任务，制订工作计划；在主体阶段，学生根据各自在小组中的分工以及合作形式，按照已确立的工作步骤和程序开展工作；在结尾阶段，全班同学共同分享并获得评价。 学会计算思维，是信息社会中创新的需要，是大学生创新性思维培养的重要组成部分。项目教学法采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习、自主发展，且具有较为稳定、具体 的教学活动进程，这些特点使得项目教学法具备了培养学生思维能力的良好基础。 二、基于计算思维的项目教学法需注意的问题 基于计算思维的项目教学法是指在项目教学法的相关环节中融入计算思维的训练，通过训练使学生领悟计算思维的概念，习得计算思维能力，并在计算思维的指导下更好地完成项目任务。基于计算思维的项目教学法是一种渗透式教学，它使思维训练和学科教学相统一，知识随着思维的讲解而展开，思维随着知识的贯通而形成，最终使能力随着思维的理解和训练而提高。这样的项目教学法虽然过程没有发生变化，但是内涵却更丰富了。基于计算思维的项目教学法要做到以下几点： １．使学生了解计算思维的原理和方法。适量而准确的知识有助于将无意识的习得化为有意识的学得，有助于将混沌的内隐能力转化为明晰的外显能力，从而提高学习效率。比如，关注点分离是计算思维的重要原则之一，教师可以给学生事先讲解关注点分离的概念，并举例说明作为一种普适的处理复杂问题的系统思维方法和原则，如何在完成一项复杂任务时获得恰如其分的分离视角以及简明优雅的合成策略。这样学生在接到复杂的项目任务时，就能够有意识地运用这种思维方法，把复杂项目转化成几个简单的能够完成的子项目。通过这些训练，把类似的计算思维能力内化到学生的能力结构中，使学生能够自如地应用。 ２．创设良好的计算思维环境。计算思维不是靠教师简单地传授计算思维知识和方法就能形成的，而是在某种情境中，包括思维者所处的内部环境（知识、经验、情感）和外部环境，以及内外环境相互作用下产生的。作为教师，要为计算思维的形成创设合适的思维环境。比如，通过各种载体为学生提供丰富的实例，让学生在模仿中逐渐形成计算思维能力；把学生引入真实的工作情景，激发其自觉运用计算思维的方法原则；营造宽松、和谐、民主的氛围，鼓励学生独立思考，提出问题，激发学生高涨的 ［摘要］文章提出了基于计算思维的项目教学法，认为该方法应用中需要注意计算思维知识传授、计算思维环境创设、师生的思维沟通、多元评价体系建立的问题。同时，以“ＶＦＰ程序设计”课程为例，按照项目教学法的基本流程，即项目设计、计划制订、计划实施、小组自评、展示交流和综合评价六个步骤，将基于计算思维的项目教学法在实际教学中进行了实践。 ［关键词］计算思维项目教学法 教学实践 ［作者简介］薛磊（１９６９－），女，山东青岛人，常州大学信息科学与工程学院，副教授，研究方向为数据挖掘；孙玉强（１９５６－），男，河南郑州人，常州大学数理学院院长，教授，博士，研究方向为并行计算；顾晓清（１９８１－），女，江苏常州人，常州大学信息科学与工程学院，讲师，研究方向为计算机网络、信息安全。（江苏常州 ２１３１６４） ［基金项目］本文系２０１１年常州大学教育教学研究课题“‘大工程观’下大学计算机公共基础课程改革的研究与实践”的研究 成果。 ［中图分类号］Ｇ６４２．４ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００４－３９８５（２０１２）３２－０１４８－０２ 基于计算思维的项目教学法的研究与实践 薛磊孙玉强顾晓清

计算思维与项目教学法

计算思维与项目教学法 1.1计算思维 周以真教授认为,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。计算思维和理论思维、实验思维一起被称为推动人类社会文明进步和科技发展的三大科学思维。 进一步地定义为:通过约简、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。 1.2项目教学法 项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理。对C++项目式教学法还包括:人员的组织与管理、软件度量、软件项目计划、风险管理、软件质量保证、软件过程能力评估、软件配置管理等都由学生自己负责,学生通过项目的训练,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。 计算思维是信息社会中创新的需要,是大学生创新性思维培养的重要组成部分。C++项目式教学不能仅限于软件工程指导下的C++语言基础的综合训练,还应该在软件项目管理原则下的培养创新性思维。 2C++项目的教学实践

计算思维在项目式学习中的养成

计算思维在项目式学习中的养成 “计算思维”从陌生到熟识，再进入课堂，我从茫然无知向有点头绪转型，个人的计算思维过程不断明朗化，计算思维在各类教学中的尝试在逐渐展开。课堂中，当我教得大汗淋漓时，我就想把学习知识的思考过程教给学生。于是，立足项目式学习，我不断修改教案，体现思维的过程，践行一次“懒人革命”。 标签：PBL、真实情境、驱动问题、错误、建立、优化、迭代 在教育的过程中重视学生的学习与探究，同时进行与真实社会链接的学习，这就是项目式学习的理念。根植于建构主义理论的项目式学习（Project based learning，简称PBL）是目前各学校教育争相探讨的一种有效的学习方式。我构思着：尝试让PBL落地课堂，以PBL理念指导课堂，期望学生的计算思维在PBL 中快速滋长。 一、链接真实情境。在建立中培养计算思维 情境是学生在进行学习活动时所处的学习环境。从课程性质来看，学生身边处处是情境。而开展项目式学习时，学生需要真实情境，因为真实情境蕴含创造性与生命力，它能唤醒学生真实的学习。从真实的生活情境转变成有效的真实情境，这就是建立的过程。 学习浙江省义务教育教科书信息技术七年级下《第七课奇妙的图层》时，学校大队部正在开展“目标树”的墙报评比活动。为了在活动中一展风采，七年级学生在信息技术课堂中热烈讨论着。他们想到：首先要做的事情是抽象，把目标树的形状、个人照片的张贴等提炼出来；目标树的形状讨论确定后，可由班级统一购置。再提炼出个人照片的呈现形式，呈现形式需要学生在课堂学习使用Photoshop设计并完成打印。应目标树的张贴需求，个人照片的呈现形式各不相同。如：简洁的爱心树上，个人照片躲藏在爱心之中；招展的橡树上，个人照片制作在不同相框中悬挂等。这是建模的过程，输出的是学生照片呈现的样式。而构造的过程正是认识图层的过程：相框图层放置在照片图层之上；文字图层在相框图层之上。构造完成后，学生进行自动化操作：先打开相框文件，复制自己的照片到相框文件中，再使用“图层”面板调整相框与照片的图层顺序，最后添加励志文字的图层。 课堂中，学生起初还羞答答地展示着照片，但处理照片的过程中使的是前所未有的认真劲。搜罗自己的课堂，这类真实情境在课堂真当不少，建立的过程十分热闹，建立的结果可操作性强，学生成就感爆棚。八年级教学中也有典型事件，有同学想以“家门口的河”为主题制作环保网站。起初，他们想用河流的图片、整治河道的举措文字记录河的变化等。但这些内容变更速度慢，几星期还是老样子。建立情境时，一学生忽然想到：大婶大叔在河流中清洗物在变化。从拖把到被单、青菜等清洗物的变化太明显了，课堂顿时沸腾起来。这些学习情境来自于学生的真实世界，连接真实世界与学科世界的过程就是学生建立有效学习情境的过程，

计算思维四种思维方式的举例

Decomposition 分层思维 Decomposition is the process of breaking large problems into smaller parts. These smaller parts are easier to understand, making the problem easier to solve. 分层思维是将一个大问题拆解成许多小的部分。这些小部分更容易理解，让问题更加容易解决。 How do we make a hamburger? 怎样制作汉堡包？ We can break it down to its ingredients: 我们可以将汉堡包分成几个部分 Upper bun 最上层的圆面包 Lettuce 生菜 Tomato 西红柿 Cheese 奶酪 Beef patty 牛肉馅饼 Lower bun 下层的圆面包 Pattern Recognition 模式识别 Pattern recognition is the process of identifying patterns and trends among the parts of a problem. You can find patterns from previous experiences and apply them to other problems as well! 模式识别是识别不同问题中的模式和趋势（共同点）的过程。你能从以往的经验中得到规律并且举一反三将它运用到其他的问题中。

Sequential patterns are when you arrange items in sequence: 顺序模式是按顺序排列项目（所有物品） Grouping patterns are when you group items that are similar: 分组模式是将相似的项目(物品)分成一个组 Algorithmic Thinking 流程建设 Algorithmic Thinking is the process of solving a problem step by step. When you get ready for school, tie your shoelaces...you’re using it in daily li fe without realising! 流程建设是一步步解决问题的过程。当你准备去学校，系好了鞋带….你却没有意识到你已经在日常生活中使用流程建设了 We can plan a schedule for the day with it: 我们可以用它来计划一天的日程安排7.00 早上7.00 Wake up 起床 9.00 上午九点 School 去学校 15.00 下午三点 Practice sports 做运动 21.00晚上九点 Sleep 睡觉

计算思维导论教学大纲

《计算思维导论》教学大纲课程代码K100100220 计算思维导论 课程名称 An Introduction of Computational Thinking 课程性质 计算思维导论是分级教学中面向理工科二级起点本科生开设的通识教育类中计算机类模块的课程。 学分/学时 2 学分 / 32 学时，其中：实验学时12 开课学期一（1） 开课单位计算机科学与信息工程学院 适用专业理工科专业 教学语言演示文稿、讲解、作业、试卷均采用中文，术语采用中英文对照先修课程无 后续课程服务于后续专业课程学习 计算思维与计算机导论 教材及参考 书大学计算机-计算思维导论 课程简介 本课程的教学目的是学生树立计算思维的理论体系，培养使用计算思维的方法解决实际问题的能力，为进一步学习其他课程打下坚实基础，与各学科的专业知识融合进行研究和创新。 主要内容包括计算思维和计算，计算机系统思维，硬件有关思维，软件有关思维，问题求解有关思维，网络有关思维，信息安全有关思维，数据库有关思维，高级排版技术有关思维、电子表格数据处理方法。 平时作业，实验结果，报告，出勤合计30% 考核方式 期末考试 70% 实验教学上机教学（12学时）与课程同步进行，实验内容与课程相衔接。 ①本课程的教学目的是学生树立计算思维的理论体系； 专业培养能 力 ②培养使用计算思维的方法解决实际问题的能力，为进一步学习其他课程打下坚实基础，与各学科的专业知识融合进行研究和创新。 （1）使学生理解和掌握计算思维和计算的基本概念和知识。[①②] （2）掌握计算机系统、计算机硬件和计算机软件有关的思维方法。[①②] （3）通过问题求解，使得学生掌握分析问题、算法设计的思维方法。[①②] （4）掌握网络的基本概念，掌握网络有关的思维，掌握互联网+创业和创新的思维方法。[①②] （5）通过学习信息息安全有关知识，掌握信息安全有关的思维。[①②] （6）通过关系运算和SQL语言，掌握关系数据库的思维方法。[①②] 课程培养学 生的能力 （7）掌握高级排版有关思维和方法，掌握电子表格数据处理技术。[①②] 教学内容与学时分配一、教学内容 （一）计算思维和计算（课内学时2） 计算思维概述，计算思维与与各学科的关系。计算与自动计算，计算工具发展史。

小学阶段计算思维教学的四要素分析 2019年精选文档

小学阶段“计算思维”教学的四要素分析“计算思维”是信息技术学科的核心素养之一，它是21世纪高素质人才的必备素养。美国卡梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）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。当前最新最热门的高科技大部分都是借助于计算思维发展起来的，比如人工神经网络、深度学习、人工智能、语音识别、机器人技术……所以我们很有必要从小学开始就进行计算思维的渗透学习。 计算思维的学习建立在人理解计算机运行方式的基础上，学会运用这样的方法对数据进行一系列的映射，从而得到我们想要的结果。但它的学习过程并不一定要用到计算机，为此笔者开设了主题为“不开机学习计算思维”的兴趣课程，让学生不用计算机也能学到高深的计算机知识。以下是一些相关的做法： 一、计算思维教材――追溯信息技术的根源 计算思维是一个新鲜概念，2006年3月周以真教授首次提出这一概念，它也是计算机科学高度发展的必然结果。笔者认为“二进制”“程序思维”“递归思想”“数据映射”是它的核心，为此编写了校本教材《小学计算思维教程》，该教程一共有26课，目录如下： 第一课：从卡片到二进制数；第二课：不同的二进制数；第

三课：二进制数的特点；第四课：十进制数转为二进制；第五课：读心小魔术；第六课：用二进制表示字母；第七课：用其他方法表示二进制；第八课：用二进制表示图像；第九课：压缩文字信息；第十课：奇偶校验（1）；第十一课：奇偶校验（2）；第十二课：哈希校验；第十三课：信息的多少；第十四课：决策树；第十五课：线性搜索；第十六课：二分搜索；第十七课：哈希搜索；第十八课：选择排序；第十九课：插入排序和冒泡排序；第二十课：快速排序；第二十一课：归并排序；第二十二课：并行排序；第二十三课：网络；第二十四课：路由与死锁；第二十五课：处理输入；第二十六课：使用FAS处理输入。 按这个教程切实开展教学，就能让学生进入奇妙的信息技术科学殿堂，理解计算机的工作原理。学生学会的不仅仅是计算机知识，还有相应的思维方法和思考技巧，这将对学生的未来产生极大的影响。 笔者尽量使用儿童化的语言来描述计算机世界，比如在二进制学习的第一课作如下描述： 当前，所有电子计算机的数据都是以二进制的形式来储存和传输的。如果我们可以钻进计算机内部，就会看到下面这样的图形。理解了二进制数的工作原理也就意味着理解了计算机是怎样处 理信息的，计算机的神秘面纱也将会被揭开。 很神奇吧，计算机中全部信息都只用两个数值来表示：0和在计算机内存中以晶体管的开、关来表示（“开”代1和0。1．

人工智能教学与计算思维培养

人工智能教学与计算思维培养 摘要:计算机专业教育要选择适当的知识为载体,来进行能力培养和素质教育。首先分析人工智能的基本教学内容和计算思维能力间的联系,然后给出了人工智能教学中计算思维能力的培养方法,并进行了总结。 关键词:人工智能;计算思维;创新思维 教育理应摆脱单一的知识和技能传授功能,着重唤醒学生自身的潜能,培养其自我性,主动、抽象能力和理解能力。从计算机专业教育的角度看,就是要处理好专业知识、能力和素质间的关系。知识是基础和载体,是表现形式。能力是技能化的知识,是知识的综合体现,它把知识运用的综合性、灵活性和探索性作为自己的重要内容。素质是知识和能力的升华,素质教育就是在知识和能力的基础上全面提高学生的基本素质,尊重其主体作用和主动精神,开发其潜能,进而培养其健全的人格[1]1。 在人工智能的教学过程中,将一般的课本知识和内容传授给学生的同时,还要挖掘深层次的内容,传授典型的问题求解思路和方法,重视科学的世界观和方法论。这样的教育过程将知识、能力和素质贯通,以人工智能的具体知识为载体,进行专业能力培养和专业素质教育,并强调创新意识的建立和

培养。 笔者首先概述计算思维的内涵,然后分析人工智能课程内容与计算思维间的联系,最后论述如何通过人工智能的知识传授培养学生的计算思维能力,进而培养学生的专业素质和创新能力。 1计算思维 计算思维(Computational Thinking)于2006年由美国卡内基•梅隆大学的周以真(J.M. Wing)教授提出[2],其定义为:运用计算机科学的基础概念(即思想和方法)去求解问题,设计系统和理解人类行为。它的特征可描述为:是概念化而不是程序化;是根本的而不是刻板的技能;是人的而不是计算机的思维方式;是数学和工程思维的互补与融合;是思想而不是人造物;是面向所有的人、所有的地方。计算思维的本质是抽象和自动化。抽象体现在完全使用符号系统甚至形式化语言;自动化体现在算法实现最终是机械地按步骤自动执行。计算思维是一种形式规整的、问题求解的和人机共存的思维。典型的计算思维包括一系列广泛的计算机科学的思维方法:递归、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复,利用启发式推理来寻求解答,在不确定情况下的规划、学习和调度等。 计算思维的概念一经提出,就引起了国内外很多研究者