为什么需要强调“计算思维”相关能力的培养呢?
在学习计算机的过程中,除了学习计算机的相关理论和操作外,附带的收获就是“计算思维”相关素质的培养。
计算思维(Computational Thinking)是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》杂志上提出来的。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。
2018年7月美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》再次发表了国外教授对计算思维的新的认识。论文指出计算思维除了是孩子必须分析能力以外,还是世界上所有人所必须具备的“方法和能力集”。

为什么会说“计算思维”是非常重要的一种技能或者思维活动呢?我们可以从以下角度来理解。
计算机是人类发明的,用来帮助人类进行科学计算的设备。结合图灵机理论,计算机是装置与指令的集合。可以发现,计算机学科实际上就是人类将社会生活中的工作方式进行总结、“抽象”、提炼、建模,然后得出相关结论,通过让计算机能够“自动化”执行特定的行为,并反过来协助人类的学科。同时,“计算思维”中的相关经验和方法是计算机科学家从现实生活中总结出来的规律和方法,是对现实生活中处理事件的抽象。因此,有人认为“计算思维的提出,将人类认识社会的方式由感性阶段提升到理性阶段”。
其次,计算思维的本质是抽象(Abstract)和自动化(Automation)。计算思维强调分析、总结事物,并且能够从现实生活中“抽象”事物本质的能力;同时,计算思维也强调通过分析和总结相关的学习规律,根据规律来“自动化”协助新的或者相关知识的学习和理解。计算思维能力的培养,能够帮助人类在学习过程中养成总结分析事物的能力,并且能够运用规律指导社会实践。
目前,我国中小学生在校期间受到系统、严格的逻辑思维和实证思维的培养,例如数学、物理、化学、生物等,然而,计算思维相关的教学内容却严重缺失,计算思维的普及远不如美国。尽管,我国中小学也开设了信息技术课程,或者学生也参加了大量社会机构举办的STEAM课程,但是,由于升学导向,以及社会机构教师的专业度问题,我国中小学生,甚至部分刚入学大学生接收到的计算思维培养仍然欠缺或者片面,普遍表现出计算思维能力较差的特点。
自从计算思维提出后,国内外均开展了广泛的研究和实践。自2006年后,美国在中小学全面普及计算思维;计算思维在中国教育界的推广普及已经有好几年了。中国科学院陈国良院士在2011(第八届)CCF中国计算机大会做了题为《计算思维:大学计算教育的振兴科学工程研究的创新》;2017年11月23日在新加坡一个政府的网站上,南洋理工大学的Looi Chee Kit教授提出一个鲜明的观点:“计算思维的教和学是新加坡人为数字世纪做好准备的关键,每个学生需要培养计算思维”;其他的内容举不胜举,在此不再赘述。
可以发现,计算思维能力的培养受到社会各行各业,以及各国政府的关注,也是人类将来必须具备的生存能力之一,是进入未来人机融合世界最根本的品质。因此,中小学生,甚至大学生的计算思维能力培养甚为重要!
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