程序设计类课程教学改革与计算思维之培养

计算机教育

Computer Education

第 19 期2012 年 10 月 10 日

中图分类号：G642

文章编号：1672-5913(2012)19-0017-03程序设计类课程教学改革与计算思维之培养

乔淑云，黄刚

（徐州工程学院信电工程学院，江苏徐州 221111）

摘要：讨论程序设计类课程与计算思维之间的内在联系，提出在“知识、能力、素质”三位一体人才培养模式下非计算机专业程序设计类课程教学改革与实践，阐述如何构建“课堂+实验+网络”三结合的教学模式，即通过优化教学内容、创新实践方法等一系列举措，将程序设计的思想与方法转化为学生的创新精神和创新能力。

关键词：非计算机专业；程序设计类课程；教学改革；计算思维

1 背景

高校非计算机专业开设的程序设计类课程主要有“C 语言程序设计”、“Visual C++程序设计”、“Visual Basic 程序设计”、“Visual FoxPro 程序设计”等课程（以下简称“程序设计类课程”），对改善大学生的知识结构，培养计算思维、创新精神与创新能力以及提高综合素质起着十分重要的作用。

美国卡内基●梅隆大学的周以真(Jeannette M. Wing)教授认为计算思维(Computational Thinking)是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、理解人类行为等一系列思维活动[1]。计算思维的本质是抽象和自动化，如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，计算思维是人类改造世界的最基本的思维模式[2]。程序设计类课程中的许多知识都为计算思维的培养提供了很好的诠释和生动的案例，以“C 语言程序设计”为例，C 语言具有知识点多、概念复杂、规则繁多、使用灵活、自由度大、抽象度深等特点，而计算思维又涉及计算机语言的编程思路和

基本方法[3]，特别是对问题进行符合逻辑的科学分析，抽象到数学层次上，并进行算法设计、编程与调试时。

2 程序设计类课程教学改革

2.1 教学现状及存在的问题

非计算机专业学生占我校全体学生比例约90%，针对他们的程序设计类课程采取大班上课，学生对程序设计怀着神秘兴奋的心情，但随着程序设计知识点增多，大量的难以理解和记忆的新概念、新术语、新规则出现以后，学生逐渐感觉课程难度大，与后续专业课程结合不密切，所以学习的主动性和自觉性下降，人在课堂，心却不在听课状态，厌学情绪明显，学习效益低下，程序设计类课程逐渐沦为“水”课。为端正学习态度、明确教学目标、提高教学质量，改革势在必行。

2.2 教学模式改革

在“知识、能力、素质”三位一体人才培养

基金项目：江苏省现代教育技术研究课题(2011-R-20006)；徐州工程学院高等教育教学研究重点课题(GJY1110)。作者简介：乔淑云，女，副教授，研究方向为计算机基础教育、计算机应用；黄刚，男，讲师，研究方向为计算机应用。

2012

计算机教育

Computer Education 模式下，将程序设计类课程原有的教师讲、学生听的被动模式转变为以“课堂+实验+网络”三结合的教学模式，如图1所示，实现由以传授知识为主向以培养能力为主转变。

序设计奥妙的网络学习环境，建立课程教学资源网站。

教学网站提供多媒体课件、教学大纲、电子教案、课堂视频等。CAI 课件、动画和教案不仅使学生感到生动有趣、易于理解，而且又能提问、讨论，达到师生互动的效果。教师通过该网

站或QQ 群对学生提出的问题进行辅导答疑，同时还能发现教学中存在的不足，及时调整教学内容和教学策略。学生在线学习并提交作业和实验报告，系统自动从程序的正确性、运行总时间、运行结果等各方面评测代码并返回评测结果。网络辅导将有限的课内时间延续到课外，解决了由于学生理解能力差异带来的课堂效果不佳的问题，有效训练了学生编程能力、自学能力和实践创新能力。

3 计算思维的培养

培养计算思维是目前计算机教育界研究的热点之一。我们采用如下两种方法将计算思维融入到程序设计类课程教学改革和实践中。

3.1 计算思维视角下的课程引入

首先，在引入程序设计类课程之前告诉学生编程能力是计算思维的具体表现。学生不仅要掌握计算机语言的相关知识，而且要能够应用程序设计的思想与方法分析和解决问题。

其次，引入程序设计类课程的目标：借助程序设计的知识载体，学习和掌握基本问题的求解过程和基本算法，培养良好的编程习惯，获得动手操作能力和应用开发能力，提高素质。

最后，介绍以程序设计为主线和计算思维为核心的教学内容。

3.2 基于计算思维的案例教学

针对逻辑推理、枚举法、选择结构、循环结构等重点教学内容，笔者选取日常生活中较有代表性的有趣教学案例予以说明。

案例六位年轻的男嘉宾与一位女嘉宾均已

图1 “课堂+实验+网络”的教学模式

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2.3 梳理教学内容，创新教学方法

笔者在深入研究非计算机专业学生认知规律、思维模式和专业背景后，按照课程知识的内在体系结构梳理教学内容，遵循由易到难、由已知到未知、由部分到整体的教学规则，制订低起点、小坡度、快节奏、高标准的教学策略，淡化繁琐的语法规则，突出重点，增加学科前沿知识，设计丰富的教学实例。笔者在第一堂课中展示经典案例及上届学生的优秀作品，使学生对本课程产生浓厚的兴趣。笔者在后续的课堂教学中不时地构思一些引人入胜的情境，启发同学思考，培养计算思维和创新精神。

在课堂教学中，笔者应用类似江苏卫视《非诚勿扰》节目化教学方法，灵活运用启发式、互动式、讨论式、案例式等多种教学方法。教师通过投影仪给学生演示经典程序案例编写的全过程，并在计算机语言集成开发环境下调试运行程序，消除学生认为程序设计难以掌握的心理，让学生能够直观地看到程序运行的整个过程，并对运行结果进行分析；教师留出充分的时间参与上机实验活动。通过完成大型综合性作业，学生不断提高自身分析问题和解决问题的能力，激发对新知识和新技术的求知欲。

2.4 网络环境下的实践创新

应用现代教育技术和网络技术将真实情境与模拟情境相融通，创设能够激发学生不断探索程

到法定婚龄，来到《非诚勿扰》相亲。假设女嘉宾是美丽的公主伊丽莎白，六位男嘉宾是邻国的六个王子，公主有三位侍女，她们猜测哪位王子会得到公主的芳心。

侍女一说：“我认为公主会嫁给科尔王子，或者是威廉王子。”侍女二说：“我想公主一定不会选择亚瑟王子，因为他的身材实在太矮了。”侍女三说：“不管怎么说，公主肯定不会嫁给菲利普、查理、路易斯三位王子，因为他们的国家正准备和我们打仗。”

事实上，三个侍女中只有一人猜对了。试编写程序，找出哪位王子能与公主喜结良缘。

为了找出伊丽莎白的白马王子，从计算思维的角度进行逻辑推理。首先引入逻辑运算符和逻辑表达式，规定一些符号变换规则，将三个侍女的话分别转换成逻辑表达式，给出综合判断条件，再借助这些符号和规则将逻辑推理过程在形式上变得像代数演算一样。表1定义了6个整型变量——A、B、C、D、E、F分别代表6位男嘉宾，变量取值为0表示不是伊丽莎白的白马王子，为1表示是白马王子。每位男嘉宾都有两种可能：“是（1）”或者“不是（0）”，6位男嘉宾按A、B、C、D、E、F顺序，有64种取值：000000，000001， (111111)

表1 变量定义及取值

变量n A B C D E F

取值0000000 1000001 2000010 (63111111)

对案例题分析的目的是让学生懂得：

1）掌握解题的重要一步是将人的想法转写成计算机能够处理的表达式或操作步骤，要用到关系运算、逻辑运算和算术运算；

2）用计算机解题经常需要从多种可能性中寻找其中的一种或几种，因此，要用“枚举法”，当遇到大量重复计算时，自然就引出了循环结构；

3）分支是计算思维的重要方式。

笔者借助这个案例题把程序设计的基本概念和方法传授给学生，当学生建立起这种认识之后，在潜移默化中也就培养了逻辑思维和计算思维。

学生通过上机实践还可以体会到计算思维的精髓。“程序设计不是听会和看会的，而是自己通过上机练会的[4]”。实践要有目的地训练五种能力：1）分析题目，找到问题，并将其抽象为数学模型；2）构思算法；3）编写程序；4）调试程序；5）分析运行结果，一旦出错，应该仔细认真找出原因，提出改正的意见。

大多数学生对许多问题的看法是在小班实验课的讨论中逐渐清晰和升华，对思想启发、计算思维的培养起到推动作用。依据非计算机专业学生认知的规律，我们设计了生活化、趣味化的实验内容，如表2所示。

表2 实验内容

实验类型具体实验内容

综合、创新型实验

俄罗斯方块游戏

贪吃蛇学英语

旅游管理系统

基本设计型实验

身高、体重、体型判断

国王的许诺

高速公路收费站设计

模仿、验证性实验

常量、变量的定义和使用

算术、关系和逻辑运算

图形的输入和输出……

4 取得的成效

教学模式与教学方法的创新得到了广大同学的认可。问卷调查显示，选择“上课专心听讲时间比重为50%

教师投入大幅度增加，教学质量得到提高。

（下转第23页）

3 结语

在文科生的大学计算机基础课程中强化计算思维的培养是必要的也是可行的，通过精心的课程教学设计，可以让学生初步树立用计算机求解

问题的意识，认识到计算机对于人的优势和局限性，最终自觉地运用计算思维来看问题、思考问题和解决问题。当然，仅通过这一门课来形成计算思维是不够的，但是，作为21世纪人类的必备技能，计算思维的培养势在必行。

参考文献：

[1] Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM, 2006, 49(3): 33-35.[2] 牟琴, 谭良. 计算思维的研究及其进展[J]. 计算机科学, 2011(3): 10-15.[3] 董荣胜, 古天龙. 计算思维与计算机方法论[J]. 计算机科学, 2009(1): 1-4.

[4] 常亮, 徐周波, 古天龙, 等. 离散数学教学中的计算思维培养[J]. 计算机教育, 2011(14): 90-94.

[5] 贾茹, 郝长胜, 裴衣非. Visual Basic 程序设计课程的计算思维教学实践[J]. 电脑知识与技术, 2011(25): 6266-6268.[6] 吴绍兵. 计算思维和程序设计能力的培养[J]. 计算机教育, 2011(16): 11-14.

[7] 于晓强, 赵秀岩, 闫丕涛. 计算机程序设计课程中计算思维能力的培养[J]. 计算机教育, 2011(13): 18-21.[8] 邓家荣. 大众教育背景下的计算思维能力培养研究[J]. 文山学院学报, 2011(3): 52-54.

[9] 陈杰华, 戴丽娟. 以培养计算思维为核心的程序设计实验教学[J]. 实验技术与管理, 2011(1): 125-127.[10] 牟琴, 谭良, 周雄峻. 基于计算思维的任务驱动式教学模式的研究[J]. 现代教育技术, 2011(6): 44-49.

（编辑：孙怡铭）

参考文献：

[1] Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM, 2006, 49(3): 33-35.[2] 周以真. 计算思维[J]. 中国计算机学会通讯, 2007, 3(11): 83-85.

[3] 陈杰华. 程序设计课程中强化计算思维训练的实践探索[J]. 计算机教育, 2009(20): 84-85.

[4]

吴文虎, 王建德. 世界大学生程序设计竞赛(ACM/ICPC) 高级教程(第一册) 程序设计中常用的计算思维方式[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2009(7): 1-3.

（编辑：彭远红）

图3 改革前后听课状态对比

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由于小班实验、网络辅导、讨论答疑等环节的设

计，大量的综合性知识内容被置于课堂外，教师需要提炼教学内容和回应讨论的问题，授课方式

上更趋于启发、引导、互动和课内外互通。

通过程序设计类课程教学改革与实践，非计算机专业学生不仅开阔视野、探索计算机世界的奥妙，而且培养了计算思维、追求真理的精神与实践创新能力。然而，计算思维的培养不是通过一两门课程的教学就能完全实现，而应该始终贯穿于所有与计算思维相关的课程中。

（上接第19页）

《计算思维与人工智能基础》课程标准

《计算思维与人工智能基础》课程标准 “计算思维与人工智能基础”是高校计算机基础教育的第一门公共基础必修课，在培养学生的计算思维水平以及人工智能基础理论方面具有基础性和先导性的重要作用，适用于非计算机专业学生。该课程主要讲述计算机与计算思维、互联网与物联网、计算机求解问题基础、人工智能基础和计算问题案例。通过该课程的学习，使学生对计算思维和人工智能学科有一个整体的认识，掌握计算机软硬件的基础知识，计算机求解问题的基本方法以及人工智能的基本知识，以培养学生的信息素养和计算思维能力，运用计算机解决实际问题的能力，进一步提高学生对人工智能的整体认知和应用水平。一、课程目标通过本课程学习，使学生了解计算机发展趋势，认识计算机在现代社会中的地位和作用，理解计算思维的概念、本质及应用，掌握计算机的基本工作原理，掌握人工智能学科的基本知识，熟悉计算机求解问题的基本方法，熟悉典型的计算机操作环境及工作平台，具备使用常用软件工具处理日常事务的能力。该课程应培养学生利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力，并为学生学习计算机的后续课程打下坚实的基础。二、课程内容、要求及学时分配

三、师资队伍课程负责人：具有计算机专业相关的硕士学位或副教授以上职称的教师。主讲教师配置要求：具有计算机相关专业硕士学位或受聘计算机相关学科中级及以上职称。四、教材及教学参考 1. 建议教材 2.参考书五、教学组织 1．教学构思、教学设计、教学手段针对本课程的特点和教学目标，进行合理的教学设计，结合计算思维能力培养，优化教学内容，改革教学方法，体现以学生为主体、以教师为主导的教育理念。采用启发式教学、案例式教学、研讨式教学等多种教学方法，调动学生学习积极性，提高课程教学质量。课程采用线上线下结合的授课模式。 2．课程服务授课教师除了组织课堂研讨外，周末为学生提供答疑服务。按照教学进度布置课外作业，教师对每次作业批改量达到1/3，并及时对作业进行讲评。六、课程考核本课程考核分为过程考核和期末考试相结合的考核方式。本课程最终成绩由平时成绩(占50%)和期末考试成绩(占50%)按比例合成，成绩采用百分制。平时成绩主要包含课堂考勤，线上章节测试，课堂测试等，期末考试采用上机考试的方式。七、说明 1.本课程标准适用于非计算机专业学生第一学期学习。 2.本课程参考江苏省计算机等级考试大纲要求，全国计算机等级考试大纲要求进行教学。

中小学计算思维培养课程设计与开发研究

中小学计算思维培养课程设计与开发研究随着计算机作为文化形态渗入生活的各个方面,储备计算领域的人才成为世界各国关注的焦点。计算思维应如何培养?课程应如何创新?对应的教育体系该如何变革?随着计算思维往普适能力方向发展,学校教育开始面临新的挑战,中小学阶段的培养目标以及课程设计均需要调整并有所革新。本文主要围绕三个研究问题,一是计算思维培养目标是什么;二是针对目标,计算思维的培养课程应如何设计与开发;三是所设计出的课程是否能够促进学习者计算思维的发展。本研究通过内容分析法构建了计算思维的教育框架和培养路径,从理论层面解构计算思维的本质内涵、教育内容和教学策略;通过德尔菲法确定了计算思维的培养目标体系,并设计和开发了初阶课程;采用基于设计的研究方法,在实验学校应用实践中不断修改和完善课程,以期为学校提供计算思维教育的可行方案,为教师提供实用的课程内容来源、行动路径及指导策略。本研究主要内容分为六章,分别是绪论、理论基础、培养框架构建、目标设计与起点课程开发、课程案例实施与评价以及研究总结与展望。第一章绪论阐明了研究背景,提出研究问题,综述国内外发展和研究现状并说明本研究的主要内容、目的意义、研究计划、研究方法。第二章理论基础主要包括概念界定、内涵剖析和教学设计相关理论说明,系统地分析解释与“计算思维”相关的名词,就计算思维的结构、干预措施、评估方式和已有模型四个方面对相关文献进行内容分析和研究,并详细说明对本研究起指导意义的课程设计理论基础。第三章在理论研究的基础上构建了中小学计算思维培养的教育框架,从本质内涵、教育内容和教学策略三个方面搭建计算思维培养的总体思路并描述培养路径。第四章通过内容分析法重新编码美英澳三个国家关于计算思维培养的有关标准和目标,通过德尔菲法收集专家意见,确定小学阶段的目标体系,并针对目标体系所确定的预期学习结果,设计开发适合零基础学习者的起点课程,为计算思维的培养提供案例参考。第五章检验课程质量并评价学习结果,通过在实验学校的具体实施,检验教学设计是否能够激发学习者的学习兴趣,以及是否能够促进学习者计算思维的发展。最后一章总结研究结论,反思存在的不足,并指出后续的研究方向。研究得出,计算思维从过程角度看,包含抽象归纳、解构分层、算法设计、调试优化、模式识别、泛化迁移六个要素;从行为角度看,计算思维解决问题

MOOC大学计算机计算思维的视角课程考试答案

课程考试 1单选(1分)关于思维，下列说法正确的是（A）。 A.思维是在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。 B.思维是人类与生俱来的，与后天的学习无关。 C.思维是大脑的基本功能，大脑是人体的直接感觉器官。 D.思维是人类凭借知识、经验对客观事物进行的直接和间接反应。 2单选(1分)关于信息技术（Information Technology，IT），下列说法正确的是（C）。 A.信息技术无法对工业社会形成的传统设备进行技术改造，成为智能设备。 B.在信息处理的每一个环节，都必须使用信息技术。 C.现代信息技术是指以微电子技术、计算机技术和通信技术为特征的技术。 D.信息技术就是计算机技术和计算机网络技术。 3单选(1分)二进制是由下列哪位科学家首先提出来的（D）。 A.图灵 B.巴贝奇 C.冯.诺伊曼 D.莱布尼兹 4单选(1分)在计算机中，引入16进制，主要目的是（B）。 A.计算机的内存地址采用16进制编制。 B.简便二进制串的书写。 C.计算机中的数据存储可以采用16进制。 D.计算机中的数据运算可以采用16进制。

5单选(1分)关于计算机字，下列说法正确的是（C）。 A.计算机字的位数为字长，字长是任意的。 B.一个计算机字就是指两个字节。 C.在计算机中，作为一个整体来处理、保存或传送的二进制字串称为计算机字。 D.计算机字都是32比特。 6单选(1分)设计算机字长为16位，一个数的补码为10000，则该数字的值是（D）。 A.-0 B.+0 C.32768 D.-32768 7单选(1分)关于微处理器，下列说法错误的是（C）。 A.微处理器执行CPU控制部件和算术逻辑部件的功能。 B.微处理器不包含内存储器。 C.微处理器就是微机的CPU，由控制器运算器和存储器组成。 D.微处理器与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。 8单选(1分)关于计算机运算速度，下列说法正确的是（C）。 A.每秒钟所执行的加法运算的次数。 B.运算速度即CPU主频。 C.运算速度与CPU主频有关，主频越高，CPU运算速度越快。 D.总线频率。 9单选(1分)关于计算机系统软件，下列说法不正确的是（C）。 A.系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的程序。

信息技术课程中计算思维的培养

信息技术课程中计算思维的培养 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

信息技术课程中计算思维的培养二0一五年十月吕国庆在信息技术课程中培养学生的计算思维，就必须真正的从学科价值、学科思维方式的角度去规划设计课程，从而达到培养学生计算思维的目的。然而，学生在信息技术学科学习的过程中怎样才能经历、感受并形成学科思维方式呢？显然，这是一个漫长的过程。学生需要在每节课上经历发现问题、提出问题、应用学科思维方式解决问题的过程。经过反复的练习之后，在学生的潜意识里就很自然的形成了这种思维方式。这种思维模式一经形成，当学生再遇到相似问题的时候就会很自然的运用这种思维方式去解决问题。这就需要摒弃目前的以每个知识点为主线，按知识点将课程内容划分成模块的教学组织模式，摒弃目前盛行的段落式课堂教学模式。经过不断的归纳、分析和查阅研究，总结出以下几点在信息技术课程中培养学生计算思维的策略。 1．提高信息技术课程地位通过调查研究发现，目前中小学信息技术课程开设情况不太乐观，其主要原因就是课程地位低下。由于高考、中考这种应试型教育制度的执行，从学校到家长、学生只是一味的追求考高分，并不注重学生实际能力的提高和素质的培养。由此，因为信息技术课程与升学没有直接关系，所以其并不被重视。这就直接导致了信息技术教师以及学生表现出对这门学科态度的散漫和积极性的降低。近几年全国大国省市都出现了这样一个问题：在高考、中考中，有很多成绩优异的高分学生，这些学生不可谓不品学兼优，但是在每年的全国青少年信息学奥林匹克获奖名单中，却很少看见这些学生的名字。这就说明，能考高分的学生不一定具备更高的思维能力，不一定具有更好的操作技能。因此，无论是要培养计算思维还是信息素养，要想让学生学到更多的知识和技能，具备更多的一个章节的内容了。对获取信息的过程与方法以及策略与技巧不熟练，那么就不能够准确的获取信息；没有价值的信息也就基本能力就必须提高信息技术课程的地位。没有必要再对其进行加工，更没有必要表这是在信息技术课程中培养学生计算思维最基本的要求。 2．选择合适的教学策略

在学科融合中培养小学生的计算思维.docx

在学科融合中培养小学生的计算思维 ——以一节科学与信息技术融合课为例计算思维作为信息技术的核心素养之一，已经成为中小学信息技术课程培养的重要板块。编程做为计算思维培育的重要载体引起广大信息技术教师的重视，以 scratch 为代表的编程教育已经在各中小学如火如荼的开展。但计算思维的培养只能在信息技术课上培养，只能用编程来作为载体吗？显然是狭隘的。本文想以一节信息技术与科学的融合课例来探讨一下如何在学科融合培养学生的计算思维。计算思维概念简述计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想和方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题，抽象特征，建立结构模型，合理组织数据。李锋在《中小学计算思维教育：STEM 课程的视角》提到“计算思维反映的是个体利用信息技术学科领域思想方法解决问题的一系列思维活动。计算思维教育并不是要把学生培养成“信息技术专家”，而是希望他们像专家那样去思考利用信息技术解决问题的方法与过程。 2011 年，美国国际教育技术协会（InternationalSociety for Technology in Education, ISTE）和计算机教师协会（Computer Science Teacher Association, CSTA）在联合研究的基础上，从操作层面对计算思维进行界定，指出计算思维的特征主要表现在（但不限于）：①能针对具体问题构想出利用计算机或相关工具解决问题的方案；②有逻辑地组织和分析数据；③通过抽象的方式（例如模型或模拟）表示数据；④通过算法形成自动化解决方案；⑤针对达到目标结果的效率和效能，判断、分析和实施可行性方案；⑥将解决问题的过程一般化（generalization），并应用于更宽泛的问题解决中（ISTE & CSTA,2011）。南华大学黄玲玲《计算思维特征分析》又把计算思维分为智能化思维，算法思维，数字化思维，互联网思维，系统思维等。基于以上几种表述，有学者们可以看出，计算思维在整体上更注重培养学生数字化解决问题的能力，有计算思维的学生遇到问题是首要想到的是如何用计算机来解决，不仅知道用什么技术解决，还能够把自然问题抽象成计算机模型，最后合理的使用技术让问题得到解决。学科融合之有学者见在以往有学者们所提的学科融合中大多是教师巧妙利用信息技术改变课堂教与学的模式。而在本文中提到的学科融合与以往有大不相同，它是指学生在教师的指导下利用在信息技术来解决在其他学科中遇到的问题。这样的课程融合优势在于能为学生创造真实的情境，让学生亲历问题提出，建立模型，提取数据，解决问题过程。相比在信息技术课堂上教师创设的情境，它更真实，问题更复杂，它不是为了学习知识去解决问题，而是为了解决真正存在的问题。它对学生和教师的要求都更高，因为问题的解决首要面临的就是需要用什么样的技术去解决问题，接下来才是技术该怎么使用的问题。这正是培养学生“能针对具体问题构想出利用计算机或相关工

浅议小学信息技术课程中计算思维的培养

浅议小学信息技术课程中计算思维的培养摘要：随着计算机科学的普及，计算思维成为当今国内外计算机领域极度关注的一个概念。如何在信息技术课堂中培养学生的计算思维能力显得尤为重要。本文首先论述了计算思维的概念和内涵，接着对信息技术课程中所蕴含的计算思维进行了分析，最后进一步总结出在小学信息技术课程中培养学生计算思维的方法，以便能有效地培养学生的计算思维能力。关键词：计算思维信息素养信息技术随着信息化革命的到来，被定位成操作课、技能课的信息技术教育课程已经不能适应社会需要。立足学生发展，培养学生思维能力，挖掘课程背后的科学思想尤其重要。将计算思维引入信息技术课程中，不仅能够体现信息技术学科的价值，更能够培养出社会需要的具有思维能力的人才。什么是计算思维？目前而言，最具代表性的解释是曾担任美国卡内基·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》杂志上给出的定义。她认为：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。计算思维的本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。如同所有人都具备是非判断、文字读写和进行算术运算一样，计算思维也是一种本质的、所有人都必须具备的思维能力。计算思维应该是每个人具有的基本技能，而不仅仅属于计算机科学家。这一观点得到了广泛认同。学生在信息技术学科学习的过程中怎样才能经历、感受并形成学科思维方式呢？经过长期实践探索，本人总结出以下几点经验：一、加强自身学习，提升专业素养要培养学生的计算思维，信息技术教师自身必须对计算思维有充分的理解，能融会贯通计算机科学知识，分析计算科学思维的过程、方法和方式，并具有较强的将计算科学思维方法的讲解融入计算机课程教学过程中的能力。这就需要信息技术老师必须树立终生学习的理念，不断提升专业素养，努力让自己变得更加专业化。二、整合教材内容，实施项目教学首先，从学科特征与深层价值角度出发，按照课程知识的内在结构重新整合教学内容，使每个完全孤立的知识成为具有一定逻辑关系的相对独立的知识模块。系统性地将知识教授给学生，让学生感受到知识的系统性和逻辑性。再以项目的方式为每个模块设计课堂作业，每个模块完成一个项目任务。这样既可以很好地巩固所学知识，也可以使学生体会到知识的相对独立性和相互依赖关系。三、更新教学观念，灵活选择方法策略在计算思维的培养方面，教师教学方法的选择起到了重要的作用。得当的教法选择，可以使学生在学习的过程中内化计算思维的培养；反之，不恰当的教法选择达不到培养学生计算思维的目的。目前关于信息技术的课程教学方法有很多，例如：讲授法、任务驱动法、基于问题学习的教学法、游戏教学法、自主学习法等等。目前教师选择最多的教学方法为“讲练结合法”和“任务驱动法”。在这些讲课模式下，课堂教学的主要目的是为掌握教材中的某个知识点，即是以学科知识为中心的教学观。而计算思维不仅仅是某个知识点或某项技能的掌握，更重要的是要将计算机的思维不自觉地应用于生活和学习中。要改变以学科知识为中心的教学观，这就

计算机程序设计课程中计算思维能力的培养

计算机程序设计课程中计算思维能力的培养【摘要】进入新世纪以来，我国在计算机程序方面的取得的成就是非常巨大的。学生的计算方面的思维能力如何在计算机程序设计课程教学中得到充分的培养，是当代的计算机基础教学的一项主要的责任。笔者结合自身的计算机程序设计课程教学，简要的探讨了计算机程序设计课程中学生思维能力的培养，供各位计算机教育教学的同仁们参考，以共同提高我国的计算机设计程序课程的教育教学的质量。【关键词】算机程序设计课程思维能力培养一、引言随着我国的新课程改革的不断深入，对于学生的计算机的各个方面的应用能力的要求也越来越高，学生应当在计算机的操作使用方面的能力、各个应用的开放方面的能力以及相关的研究创新的能力有着非常大的提升，学生应该逐步的养成学习解决问题的思路以及方法、并且详细的理解掌握计算机是如何的实现上述算法的，即学生应该能够利用计算机进行一些有效的编程工作。此外，学生应该掌握一定的相关程序的调试能力，让计算机成为一种实用的工具，进而作为一种独特的思维方式去思考相关的问题并

解决相关问题的能力。那么我们应该在计算机程序设计的教学过程中如何的对学生的思维能力进行对应的培养训练呢？这是一个非常值得教育教学工作者深入探讨的问题。二、何为计算思维？大家常说的的计算思维就是指运用一定的计算机科学中—些相关的概念进行相应的计算机问题求解、计算机系统的设计以及一些相关的人类行为理解等等的一系列计算思维活动。这里需要强调就是上述的思维是指人的相关思维，并不是计算机机器的思维，简要的说就是一种概念抽象化的思维方式，并不是一种简简单单的程序化的思维方式。是一种具体的思维理念，并不是一种实际的商品。这种思维的方式并不是某些计算机方面的专家特有的，而应该是作为一种每个人必备的基本技能的方式而存在。最终达到一种以计算机思维方法论的相关角度来讨论解决学科之间的一些问题以及学科的意识形态。三、当前的计算机程序设计课程中的一些相关的问题计算机程序设计课程相对于其他的课程有着非常大的抽象性，这就给相应的课程的教育教学工作带来

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、

基于计算思维的小学机器人教育校本教材开发研究开题报告

基于计算思维的小学机器人教育校本教材开发研究一、选题背景计算思维在当前信息技术教育领域是广为关注的重要内容。作为21世纪学生应具备的关键能力，越来越受到教育者的关注。经济全球化的社会环境下，信息素养既表现在与他人进行信息合作时必要的计算机科学知识储备，也表现为个人应用信息技术工具和方法处理信息、解决问题的能力，计算思维正是这两种能力的综合体现。在寻求问题解决方案以及实现各种问题求解系统的过程中，甚至包括对人类行为的理解，应用计算机科学的基本概念与原理将成为信息时代人们解决问题的一种思维模式或思维习惯。将计算思维融入到机器人教育有助于学生解决实际问题的能力，满足学生的未来发展，提高学生的思维水平。二十一世纪是机器人时代，机器人从来没有像今天这样，与我们的生活如此息息相关且日益紧密。机器人技术正深刻影响着我们的生活，改变着我们的生活。如今，很多学校开设了形式多样的机器人课程，机器人教育正在蓬勃发展。但小学机器人教育的发展，受到机器人教学材料资源等的限制，这为教育工作者提出了进一步的要求。新一轮的“基础教育课程改革”进一步推动了课程管理体制的变革，确立了国家、地方、学校三级课程体系。国家根据教育目标规划课程计划，按照这一计划制定必修课的课程标准，把选修课的决策权交给地方和学校，并颁发了与之相配套的《地方和学校课程开发指南》，旨在建立自上而下和自下而上相结合的管理政策。基础教育课程改革纲要明确提出:"实行国家、地方、学校三级课程管理。"按照新课程计划，学校和地方课程占总课时数的10%至12%，开发校本教材的趋势进一步加快。因此，计算思维是当代信息社会人才思维发展的实际需要；校本教材开发是三级课程管理体系的客观要求；机器人教育更是提高学生未来竞争力的必要趋势。二、研究的目的与意义（一）研究目的本研究基于计算思维的小学机器人教育校本教材内容开发，编写符合学生年

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。一、计算思维是人类科学思维活动固有的组成部分本文中所说的思维都是指科学思维，科学思维是指在人类科学活动中所使用的思维方式。与之相对应的，还有艺术思维，宗教思维等其他思维方式，这些思维不属于科学思维的范畴。人类在认识世界和改造世界的科学活动过程中离不开思维活动。思维的作用不仅是作为个人产生了对于物质世界的理解和洞察，更重要的是思维活动促进了人类之间的交流，从而可以使人类获得了知识交流和传承的能力，这个意义的重要性是不言而喻的。早期人类表达思维结果的方式一定是相当模糊和凌乱的，因此早期人类对于知识的传承是困难和缓慢的。正因为如此，人类对于自身的思维活动很早就开展了研究，并且提出了一些原则，这些原则揭示了思维活动的以下关键特点： 1．思维活动的载体是语言和文字，不通过语言和文字表达出来的思维是无意义的。 2．思维的表达方式必须遵循一定的格式，需要符合一定的语法和语义规则。只有符合语法和语义规则的表达才能被其他人所理解。 3．为了使别人相信自己的思维结论，必须采取合理的表达方式，说明获得结论的理由，以使别人不去重复思维的过程而相信你的结论。这就是思维逻辑。这三条原则对于人类文化传承和知识积累是十分重要的，只有遵从这三条原则，人类文化才可以在一个可靠的背景下发展。人类的知识沟通才可以具备一种相互信任的基础。到目前为止，符合这样三条原则的思维模式大体上

计算导论与程序设计知识点

计算导论与程序设计复习重点一、计算、计算机发展史、计算模型 1、计算与计算思维 (1)什么是计算？转换/变换；广义：计算就是把一个符号串f变换成另一个符号串g。更广义：计算就是对信息的变换。 (2)什么是计算思维？抽象与自动化 2、图灵机的计算模型：组成，计算过程，状态及状态转移。 a.图灵机的组成： (1)一个无限长的纸带 (2)一个读写头（中间那个大盒子） (3)内部状态（盒子上的方块，比如A,B,E,H）， (4)一个程序，用于对这个盒子进行控制。 b.计算过程：从读写头在纸带上读出一个方格的信息，并且根据它的内部状态开始对程序进行查表，得到一个输出动作和下一时刻所转移到的内部状态。 c.状态：可以将事物区分开的一种标识。 d.状态转移：当在某一状态下读入一个字符时，便使状态发生改变，从当前状态转换到后继状态。 3、结合图灵机，什么是程序？理解程序的含义程序是一套控制规则，它可以根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作，并改变内部状态，令机器进入一个新的状态。 4、什么是存储程序的概念？要求程序和数据一样，也必须存储在计算机的主存储器中，这样计算机就能够自动重复地执行程序，而不必每个问题都重新编程，从而大大加快运算进程。二、计算机组成与原理 1、冯诺依曼计算机的组成结构由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。地址总线是控制器向存储器中的地址译码器传送地址编码的通路。数据总线是在输入输出设备和存储器、存储器和CPU之间传送数据的通路。控制总线用来传送控制部件向运算部件、存储器、输入输出设备发出的控制信号。

如何培养小学生数学计算思维能力

如何培养小学生数学计算思维能力涌山小学熊国军目前小学数学计算教学的现状令人堪忧，《数学课程标准》明确指出要学生了解四则运算的意义，掌握必要的运算和估算技能。相比较而言，老课程标准对学生计算的能力提了很多要求，如计算方法、技巧与速度等，而现在却很少提了。由于先进而简便的计算工具日益普及，社会生活对计算技能的要求正在逐步降低，因此，在我们的教学过程中发现学生的计算能力比以前下降了，主要表现在计算正确率下降、速度减慢等等。因此，计算教学决不容忽视。如何提高学生的计算思维能力，让学生“正确、迅速、灵活、合理”地进行计算呢？在教学工作中，针对以上问题，结合自己的教学经验，总结几点心得如下: 一、发现问题，做到对症下药一般地说，学生在练习时产生的错误，都具有相通性，又具有普遍性，在教师指导下，有些比较容易纠正和克服，有些则纠正起来就比较困难，特别是这种错误在头脑中已经生根。所以我在平日教学中善于及时了解、收集笔算中存在的问题，有预见性、有针对性地选择常见的典型错例，与学生一起分析、交流，通过集体“会诊”，达到既“治病”又“防病”的目的；对于那些形近而易错的试题，则组织对比练习，克服思维定势的消极作用，培养学生比较鉴别的能力。纠错题型上的练习我通常这样设计对学生的要求：判断对错→找出错误处→分析错误原因→改正→总结出预防同类错误的方法。在

练习形式上安排有多种形式：可做单项练习，如判断题、找出各题错误处、改错题等练习；也可以做综合练习；可以把各类错题印在作业纸上，课上发给学生改，也可以让学生拿出自己的作业本、错题本，对自己作业中的错题重新分析订正等。二、加强理论、法则学习来提高计算能力正确的运算必须在透彻地理解算理的基础上，学生的头脑中算理清楚，法则记得牢固，做四则计算题时，就可以有条不紊地进行。在整数乘法中出现的错例24×5=100，很典型的反映了学生在学习算理的过程中，没有很透彻地理解乘法算理，过于粗心大意，关于乘法进位的数字该怎么处理学生是比较模糊的。再者除数是小数的除法中的两个错例:1.44÷1.8=8，11.2÷0.05=22.4。再如在用简便方法计算题：967-399=967-400=567也说明了学生对于加法的算理理解不够深刻。要明白的顺序和运算定律的意义，运算顺序是指同级运算从左往右依次演算，在没有括号的算式里，如果有加、减，也有乘、除，要先算乘除，后算加减；有括号的要先算小括号里面的，再算中括号里面的。小学教材中主要讲了加法的交换律、结合律，减法的一个性质：“从一个数里减去两个数的和等于从这个数里依次减去两个加数。”以及乘法的交换律、结合律和分配律。这几个定律对于整数、小数和分数的运算同时适用，用途是很广泛的。两个错例中[427-（27+75）=475 ，87×2÷87×2=1，都说明了学生对于计算法则和运算定律的错误认识。

中小学信息技术课程中计算思维研究现状分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/bd10559921.html, 中小学信息技术课程中计算思维研究现状分析作者：张加莎刘菁来源：《中国信息技术教育》2017年第12期摘要：本文采用内容分析法，从理论、实践两个方面对信息技术课程中计算思维的研究现状进行分析，利用关键词分析法对信息技术课程中有关计算思维的高频关键词进行统计。分析发现，计算思维理论研究占多数，而实践研究较欠缺，且计算思维的培养大多集中在初高中，对小学生的计算思维能力培养关注较少。期望研究结果能够为研究者及一线教师提供借鉴。关键词：信息技术；计算思维；研究现状中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）12-0043-04 ● 引言计算思维是目前国际计算机教育界广为关注的话题之一，自从周以真教授于2006年重新提出并对其进行定义以来，国际上便掀起了一股培养计算思维的热潮。根据周以真教授的定义，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、人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一切思维[1]，具有概念化，不是程序化；根本的，不是刻板的技能；是人的，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，不是人造物；面向所有的人、所有的地方等特征。[2] 目前，我国基础教育和高等教育正在积极探寻学生计算思维培养的问题。基础教育信息技术课程是培养中小学生计算思维能力的主要阵地，为了探寻中小学信息技术课程中计算思维的培养现状，笔者利用国内最大的资源共享平台——中国知网作为信息来源，从理论研究和实践研究两方面对信息技术课程中计算思维培养现状进行了详细分析，发现理论研究占多数，而实践研究较欠缺，并利用关键词分析法对信息技术课程中有关计算思维的高频关键词进行统计，发现计算思维的培养大多集中在初高中，对小学生的计算思维能力培养关注较少，而且Scratch软件是培养计算思维时使用较多的工具，计算思维的出现推动了信息技术课程的教学改革。 ● 研究过程 1.研究目的计算思维是当前国际上重点研究的对象，本研究的目的是通过文献分析探寻我国当前中小学信息技术课程中计算思维的研究现状，以期对计算思维研究者和中小学一线教师提供借鉴。

《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.

计算机思维与文化论文

在中文里，计算思维不是一个新的名词，但它并不不新颖、明确、系统。计算文化一词，国际上已开始有少数学者提起，但还没有与计算思维相联系，也没有达成共识形成趋势。中文目前还没见有人明确提出计算文化的概念，相关却不同的计算机文化课却较为普及。这个概念似乎有些抽象,我的计算思维的理解是这样的:它是一种递归的思维模式.当我们遇到一个非常复杂的问题,用常规方法难以解决时,我们不妨换一个思路——将这个复杂的问题拆解成若干小的并容易解决的问题,各个击破.当这些小的问题被解决了之后,整个大的问题就自然得到了解决.再说的简单一些,就是要多角度的看问题,用理性去解决实际问题.计算思维最根本的内容，即其本质是抽象和自动化。计算思维到底讲了什么。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。它代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，每一个人，不仅仅是计算机科学家，都应热心于它的学习和运用。计算思维的重要性在于它关系到我们对计算机科学的转型与发展之基本认识。计算机最初作为一种计算工具出现到今天，已逾半个世纪，接下来如何进一步发展，是每个信息研究者都应考虑的问题。计算思维建立在计算过程的能力和限制智商，由人由及其执行。计算方法和模型使我们干预去处理那些原本无法由任何个人肚子完成的问题求解和系统设计。最基本的问题是：什么是可计算的？迄今为止我们对这些问题任是一知半解。为了有效地求解这个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就够了，是否可以利用一下随机化。计算思维就是通过约简、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。针对这一特点,在日常生活中,如果遇到某些不知从何下手的问题,可以想一想是否可以将其转化成别的相近的问题取而代之,让问题简单化.同时,在解决问题的时候,要多注重培养自己的理性思维,用模型化,程序化的思维去解决问题.如果不能将问题有效并且合理的转化为简单问题,不妨将其分解成若干的小问题去解决,这样不但效率高而且能解决问题.因此,为了培养自己的计算思维,在解决问题的过程中,我会尝试用多种角度去看待问题,不拘泥于一种解决方法,尽量把问题进行转化,用它物取而代之,从而将一个问题转化为数学问题去解决.

《计算思维与人工智能基础》课程质量标准PDF版进店另有word版或PPT版

《计算思维与人工智能基础》课程教学质量标准 32学时 2学分 “计算思维与人工智能基础”是高校计算机基础教育的第一门公共基础必修课，在培养学生的计算思维水平以及人工智能基础理论方面具有基础性和先导性的重要作用，适用于非计算机专业学生。该课程主要讲述计算机与计算思维、互联网与物联网、计算机求解问题基础、人工智能基础和计算问题案例。通过该课程的学习，使学生对计算思维和人工智能学科有一个整体的认识，掌握计算机软硬件的基础知识，计算机求解问题的基本方法以及人工智能的基本知识，以培养学生的信息素养和计算思维能力，运用计算机解决实际问题的能力，进一步提高学生对人工智能的整体认知和应用水平。一、课程目标通过本课程学习，使学生了解计算机发展趋势，认识计算机在现代社会中的地位和作用，理解计算思维的概念、本质及应用，掌握计算机的基本工作原理，掌握人工智能学科的基本知识，熟悉计算机求解问题的基本方法，熟悉典型的计算机操作环境及工作平台，具备使用常用软件工具处理日常事务的能力。该课程应培养学生利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力，并为学生学习计算机的后续课程打下坚实的基础。二、课程内容、要求及学时分配主要教学内容

5 第5章大数据与云计算 1）理解大数据的特点。 2）了解大数据对于科学研究和思维方式的影响。 3）理解大数据应用案例。 4）理解云计算的概念。 5）了解云计算的关键技术。 6）理解云计算的应用。 2 6 第6章计算机求解问题基础 —算法 1）理解算法的概念。 2）了解如何设计算法。 3）掌握算法的主要描述工具。 4）掌握枚举算法的基本原理。 5）掌握递推算法的基本原理。 6）了解递归算法的基本原理。 7）熟练运用枚举算法和递推算法解决实际问题。 8）理解冒泡排序、选择排序算法。 6 7 第7章人工智能概述1）了解智能、人工智能的概念； 2）了解人工智能的发展历程； 3）理解图灵测试的基本原理； 4）了解人工智能当前主要的应用领域； 5）理解人工智能+的概念； 4

程序设计中常用的计算思维方式

程序设计中常用的计算思维方式算法思维逻辑思维第1章正确认识和处理整体与部分的关系概述： “整体”与“部分”是一对虽然对立、但并非僵化不变的概念。在一定条件下，“部分”可以看作“整体”，“整体”又可以看作是另一个“整体”的“部分”，两者相互依存和影响。“整体”与“部分”又可以相互转化的。“整体”的问题可以分割成“部分”来处理，“部分”的问题也可以通过“整体”来解决。 1.1 整体实现的关键是准确地应用必要条件 A、选择有助于简化问题、变难为易的必要条件这里面就是说我们要在坚持“简化问题、变难为易”的原则下，尽力寻找“精确”的必要条件，以缩小求解范围，提高出解速度。当碰到一道难题时，总是尝试从最简单的特殊情况入手，找出有助于简化问题、变难为易的必要条件，逐渐深入，最终分析归纳出一般规律。 B、合成必要条件，从整体结构上优化在搜索和动态规划中，必要条件有期很好的应用价值。一般地，对于深度优先搜索和广度优先搜索，如何限制搜索范围、减少搜索量最有效的手段是“剪枝”。然而由于问题的错综复杂，所以我们要找最高效的优化条件，来提高程序的效率。所以我们可以尝试从多个侧面分析寻找必要条件，把问题分解，根据各部分的本质联系，将各方面的必要条件综合起来使用。 C、必要条件与原有模型比较、更新算法上面所说的两种优化程序的策略其实是都是在“缩小求解范围”，改进在有算法的基础上进行的，属于局部优化。然而精确选择揭示问题本质的必要条件，与原有的模型比较，小结：必要条件是逻辑推到的理论依据，也是思考过程的一种取向。解题时，若能寻找出精确的必要条件，一方面能帮助我们揭示问题的本质，设计出正确的算法；另一种方面又能“缩小求解范围”，提高算法效率。因此，准确地应用必要条件是整体实现的关键。所以我们要在坚持“具体问题具体分析”的原则，不拘一格，灵活处理；在分析问题时，要勤于思考，善于发现。 1.2 整体思考的一个重要角度是“守恒” A、从具体问题中抽象出守恒量守恒量需要通过联想和化归思维将其抽象出来，从问题本身的结构中抽象出守恒量。 B、根据问题的本质构造守恒量有时候，如果能为每一个元素标一个权值，就可以揭示问题“守恒”规律。在总价值不变的前提下，或许能将整个问题转化成一个简单的、或者是经典的问题。比如构造成Fibonacci数列等。 C、在交互式问题中构造变化中的不变量考虑可能出现的各种情况和最优策略，找变化中的不变量，运用“守恒”法寻找解题的突破口小结：守恒是问题分析问题的一种思维方式一种整体意识和解题方法，通过联想和化归思维将其抽象出来。 1.3 提高整体实现效率的基本途径是“充分利用有效信息”和“压缩冗余信息” A.计算过程中充分利用有效信息：在记忆化搜索和动态规划中充分利用信息，特别指出在动态规划中改变状态的表示含义对优化问题是个很好的策

谷歌计算思维课程(中文版)Final

Google面向教育者的计算思维课程课程目录目录一、计算思维简介 (4) 1-1什么是计算思维？ (4) 1-1-1计算思维（CT：Computational Thinking） (5) 1-1-2计算思维要素 (6) 1-1-3将计算思维应用在未来课堂中 (6) 1-2课程如何运作 (8) 1-2-1课程结构 (8) 1-2-2 其他内容 (9) 二、算法探究 (10) 2-1 概述 (10) 2-1-1 计算机科学：旅行 (11) 2-1-2 人文学科：与时俱进的字词 (14) 2-1-3 数学：元胞自动机 (17) 2-1-4 科学：基因组学 (21) 2-2 课程反思 (24) 三、模式发掘 (26) 3-1概述 (26) 3-1-1 计算机科学：数据压缩 (27) 3-1-2 人文学科：音乐 (32) 3-1-3 数学：小海龟几何 (35) 3-1-4 科学：分类 (40) 3-2 课程反思 (44) 四、算法开发 (46) 4-1概述 (46) 4-1-1计算机科学：汉诺塔 (47) 4-1-2人文学科：聊天机器人 (51) 4-1-3数学：计算器 (54) 4-1-4科学：弹力球 (60) 4-2课程反思 (63)

五、应用计算思维 (66) 5-1项目概要 (66) 5-2 反馈、评估、评分 (66) 5-2-1项目，第一部分 (66) 5-2-2项目，第二部分 (66) 5-3样例项目 (67) 5-4 总结 (68)

课程简介本课程的目标是帮助教育工作者学习计算思维（CT：Computational Thinking），了解它与计算机科学的区别，以及理解如何将其整合到不同的学科中。在课程学习过程中，你将深化对于计算思维的认知，探究计算思维与特定学科相结合的案例，参与将计算思维应用到特定学科领域的综合实践活动，制定一个计划将计算思维整合到你自己的课程中。本课程分为五个单元，每个单元的要点如下： ● 计算思维简介：什么是计算思维，它出现在哪里？它为何需要你的关注？以及它是被如何应用的？ ● 算法探究：课程带你亲历学科领域中的算法实例。认识到算法是一种可以提高学习者做事能力的强大工具，同时认识到技术对于实现算法和完成算法的自动化是非常有用的。 ● 模式发掘：探索学科案例中蕴含的模式例子，通过模式识别形成一套自己独有的、探究问题的流程。 ● 算法开发：增强你在解决问题过程中应用算法过程的信心，并了解算法是如何清晰地表达一个过程或规则。 ● 课程项目：应用计算思维。撰写一份如何将计算思维应用到你的学科中的计划，陈述如何将计算思维整合到你的日常工作和课堂教学中。