计算思维能力的培养途径范文1
关键词：计算思维；计算机基础教学；核心任务
作为大学计算机基础教学的核心任务，培养学生计算思维已成为引领计算机基础教学健康发展的航标。因此探索出一套培养学生计算思维的有效方法和途径，对于进一步落实核心任务，提升学生处理问题（特别是解决各种专业问题）的能力，以及创新人才的培养都将产生重大而深遠的影响。
1.大学计算机基础教学目标及现状
在教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会颁布的《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》中明确指出：大学计算机基础课程的目标是“使学生在各自的专业中能够有意识地借鉴、引入计算机科学中的一些概念、技术和方法……利用计算机认识并处理计算机应用中可能出现的问题”。然而在具体实施过程中，由于学科、专业存在差异以及人们认识上的偏差，在大学计算机基础教学中暴露出很多问题。例如，在教学中，仍以介绍技能性的知识、原理和结论为主，内容多是晦涩的符号、表达式以及抽象难懂的定义。没有按照专业的不同需求分类分层组织教学，这就导致一方面学生学习积极性不够、求知兴趣下降；另一方面，学生又缺乏运用计算机知识和技术处理各种实际问题的能力。究其原因在于，在计算机基础教学中忽视了对学生思维意识、发现和处理问题能力的培养和训练。因此，积极探索在计算机基础教学中计算思维的培养途径，全面展示计算机学科独有的思维魅力已迫在眉睫。
2.计算思维的提出
2006年，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授在美国计算机权威期刊Communication of the ACM撰文提出计算思维概念。她指出：“计算思维就是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等，它涵盖了计算机科学广度的一系列思维活动”。周教授认为：计算思维是人类求解问题的一条有效途径，是人人必须具备的一种基本能力，其本质是抽象和自动化。研究这些内涵对于教师尽快将计算思维融人到计算机基础教学中，培养学生计算思维意识、掌握处理问题的方法以及提升运用计算机基本思想处理实际问题的能力都有十分重要的意义。为此，在《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》中，第一次把培养计算思维能力作为计算机基础教学的一项重要的、长期和复杂的核心任务。
3.培养学生计算思维的有效途径
为了在大学计算机基础教学中培养学生的计算思维能力，落实核心任务，笔者认为首先应全面深入理解计算思维的本质和内涵；其次应积极探索计算思维的培养途径，引导学生最终将计算思维有效运用于各种实际问题的处理中。
3.1重点突出计算思维意识的培养
大学计算机基础课程是计算思维培养的重要平台，对于学生从萌生到逐步认识和掌握计算思维发挥着重要的作用。为强化计算思维的培养，结合各校及我校计算机基础教学现状，我们尝试以整合教学内容、改进教学方法等作为突破点组织教学。首先在教学内容的选取上，将不同的知识点归纳为不同的知识单元，并系统梳理各单元所蕴含的可见、可实现思维；其次，改变或摒弃传统的教学方法，从可行性、确定性角度以各知识单元为线索，重点讲解知识内部蕴含的思维以及实现具体操作所运用的思维思想，着重培养学生的思维方式，逐步实现由知识传授向基于知识的思维培养过渡。如在讲解数据结构知识时，以描述数据的两种存储结构为线索，讲解具有线性、树型结构的数据在实现实时存储以及实现对二叉树数据的遍历口’所运用的思维；再如在讲授操作系统中进程、线程等知识时，可以一个程序执行过程为例，借助多媒体技术或图示形式阐述系统在不同时间段内所完成的不同操作（通过进程实现）以及不同进程的切换（通过线程实现），通过此举不仅可帮助学生对进程和线程等重点知识有所认识，更为重要的是掌握了研习这些知识所应具备的思维方式，了解这种处理技术所采用的思维方法。
3.2着力培养学生将计算思维运用于专业实践的意识
对于非计算机专业的学生而言，研学计算机基础课程的目的在于探寻计算机科学和专业应用的结合点，并能运用计算思维及计算机技术开拓性地解决各种专业问题。本着这一宗旨和原则，在教学中教师可选择一些既能反映计算思维处理思想又能体现各专业普遍需要的典型案例，通过对这些案例所运用的可见思维的讲授，引导学生逐步建立将计算思维思想运用于专业实践的意识。如：在讲解网络知识时，可运用关注点分离（SOC）法将教学重点定位到网络的组成及应用等知识点上，集中探讨和学习3种常见网络的连接及各种应用实例。由于连接范围、连接方式以及应用的不同，自然就涉及各种网络协议的使用以及这些协议所运用的思维。通过这些内容的系统讲解，不仅使学生掌握了网络的基本知识及所蕴含的思维，更能拓展他们的思维空间，激发学生将这种思维运用于专业实际的强烈欲望并能实地探索各种实现方法。
3.3通过实验教学，不断提升运用计算思维处理问题的综合能力
作为大学计算机基础教学的重要组成部分，实验教学在培养学生综合运用计算思维及计算机技术处理问题的能力等方面发挥着越来越重要的作用。因此，必须破除实验教学依附于理论教学的传统思想，树立实验教学与理论教学相互统筹协调的现代教学理念，充分有效地利用这一平台，逐步提升学生运用计算思维处理问题的综合能力。
首先，在基础规范性试验中全面体现计算思维思想，这类实验通常用于帮助学生通过具体操作验证基本知识点。可在现有内容中增加基于知识的思维性内容，帮助学生从实践中领悟计算思维在实验教学中的引领作用。
其次，通过构造性试验，有意识地培养学生运用抽象思维方式构建常用数学模型的方法，借此了解运用计算思维方法处理问题的过程（如：具体问题的提出模型构造结果的获得）。
最后，为不断培养和提升学生的创新意识及创新能力，应适当增加一些具有研究探索性的综合实验。该实验在内容的取材上既要反映各学科对计算机技术的实际需要，又能涵盖计算思维思想。同时实验结果要具有一定的不确定性、实现手段要有多样性。通过学生的亲自参与和探索在更大范围内拓展创新意识，增强动手操作能力、科学研究能力及创新能力。
3.4进一步整合和完善利于计算思维培养的教学资源平台
为了给学生提供更多的有益于思维培养与能力拓展的空间，需进一步整合和完善教学资源。要充分利用现代信息技术及网络技术的优势，为学生营造一个便于自我发展和满足个性需要的全新、开放型的学习环境，可将以往分散、无序、富于多样性的各种教学资源科学有效地融合衔接起来，构成一个门类齐全、内容丰富、便于使用的教学支持体系，使之成为师生获取知识及信息的重要来源、培养学生思维及拓展创新能力的舞台。具体可通过构建结合专业需要的教学网站、教学资源共享平台、精品课程平台、各类学习支持系统等途径实现。通过这些共享平台可实现师生实时互动、实时交流，以此满足师生的各种需求。这样的平台不仅利于学生个性化培养，更主要的是为学生认识事物本质及其发展规律、强化计算思维意识、提升处理问题的能力提供更为广阔的发展空间。
3.5积极实施有效的考核形式及结果评定方法
经过多年的教学实践和探索，大学计算机基础课程的考核形式已基本实现了机考或机考+笔试。从考核内容或效果来看基本达到了教学大纲所规定的要求，它对于学生计算机应用能力的提升及推动教学改革都起到了积极的作用。然而，为进一步落实核心任务以及适应创新人才培养战略的需要，有必要在现有格局的基础上进一步完善和充实这种考核方式。
1）改革和完善考核内容。
目前大部分机考是围绕着单选、填空、实际操作和打字等题型安排内容，这些题型在以往考核中发挥了重要作用，但也暴露出一些问题。如：知识面比较狭窄、过于机械、反映的思维有限等弊端。针对这些问题，我们作了以下的探索和尝试。
其一，将单选题拓展为多选题，或增加多选题的比重，这样既有利于对知识的全面考察，还可为学生提供更为宽广的思维空间。通过大量蕴含益于思维培养的考题进一步帮助和带动学生对计算机知识的系统掌握；其二，针对填空题型，将考核重点逐渐定位到思维与知识的结合点上，以涵盖思维的知识点作为问题提出，以处理问题所运用的思维作为填充内容，以此构成知识与思维的完美组合。此外，对于综合操作题型的内容，可在涵盖知识点的基础上向更能体现思维且与专业应用相结合的方向倾斜，如：针对管理类专业而言，可以综合操作题的形式考核学生运用所学知识管理一个微小企业的设计思想，回答问题方式可以文字和动画的形式。
计算思维能力的培养途径范文2
关键词：数形结合 优化 解题 途径
【中图分类号】G633.6
小学生形象思维占主导地位，逻辑思维能力需要着力培养，数形结合不仅能扬其长，并能补其短。教师只有在平时的教学中扎扎实实落实“数形结合”的思想，学生才能真正做到见数思形、见形想数、以形助数、以数辅形。
我国著名数学家华罗庚曾说过：“数形结合百般好，隔裂分家万事非。”“数”与“形”反映了事物两个方面的属性。我们认为，数形结合，主要指的是数与形之间的一一对应关系。数形结合就是把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来，通过“以形助数”或“以数解形”即通过抽象思维与形象思维的结合，可以使复杂问题简单化，抽象问题具体化，从而起到优化解题途径的目的。数形结合是数学解题中常用的思想方法，数形结合的思想可以使某些抽象的数学问题直观化、生动化，能够变抽象思维为形象思维，不仅直观易发现解题途径，而且能避免复杂的计算与推理，大大简化了解题过程，有助于把握数学问题的本质；另外，由于使用了数形结合的方法，很多问题便迎刃而解，且解法简捷。要注意培养学生的这种思想意识，要争取胸中有图，见数想图，以开拓自己的思维视野。
那么在小学数学教学中如何去挖掘并适时地加以渗透呢？ 一、在理解算理的过程中渗透数形结合的思想。 小学数学知识内容中，有相当部分的内容是计算问题，计算教学要引导学生理解算理。但在教学中经常忽视了引导学生理解算理，尤其在课改之后，更加注重了算法的多样化，在计算方法的研究上下了很大功夫，却忽视了对于算理的理解。我们应该意识到，算理就是计算方法的道理，学生不明白道理又怎么能更好的掌握计算方法呢？在教学时，教师应以清晰的理论指导学生理解算理，在理解算理的基础上掌握计算方法，正所谓“知其然、知其所以然。” 根据教学内容的不同，引导学生理解算理的策略也是不同的，所以数形结合是帮助学生理解算理的一种很好的方式。 例如教学“有余数除法”时，为了帮助学生理解算理，创设这样的情境。
9根小棒，能搭出几个正方形？用除法算式表示搭正方形的过程。
总之，在小学数学教学中，数形结合能不失时机地为学生提供恰当的形象材料，可以将抽象的数量关系具体化，把无形的解题思路形象化，不仅有利于学生顺利的、高效率的学好数学知识，更有利于学生学习兴趣的培养、智力的开发、能力的增强，使教学收到事半功倍的效果。最关键的一点是，能使抽象枯燥的数学知识形象化、具体化，使得数学学习充满乐趣。相信巧妙地运用数形结合，一定会引导学生由怕数学变成爱数学。
参考文献
[1]吕凤祥，中学数学解题方法，哈尔滨工业大学出版社2003.10期
[2]赵振城、章士藻，初等代数研究，华东师大出版社1994.5
[3]汤服成、祝炳宏、喻平编，中学数学解题思想方法，广西师大出版社1998.7
[4]赵小云、奥林匹克数学方法与解题研究，科学出版社2005.7
计算思维能力的培养途径范文3
关键词：计算机基础课程；计算思维；医药专业；教学改革
医药类高等院校的计算机基础教学在很大程度上决定着未来的医药卫生人才掌握信息化技术的程度。经过近30年的发展，大学计算机基础课程已经成为医药院校的公共必修基础课，也是医药专业本科生通识教育的重要组成部分，是培养学生信息素养、综合素质及计算机应用能力不可或缺的重要环节。但是近年来，医药院校的计算机基础教学也遇到了一些新问题，如随着计算机技术的飞速发展和日益普及，刚进入高校的新生对在大学计算机基础课程中能学到什么有困惑，任课教师对在大学计算机基础课程中教什么、怎么教也有疑惑；同时，随着医学技术的发展以及国家对医师资格和队伍管理的日益加强，医学相关课程的内容及学时量大为增加，使得部分医药院校不得不压缩公共课程包括计算机基础课程的学时数，但是医疗机构信息化进程的不断深入和计算机在医学临床及基础研究中的广泛应用，又对从业人员的信息素养和计算机应用能力提出了更高要求。上述各种因素，都使得目前医药院校的计算机基础课程教学面临很大挑战。
本文结合国内外教育界对大学计算机教学的新认识和新要求，对开展以计算思维培养为核心的医药院校计算机基础课程教学改革的必要性进行深入探讨，并阐述了对医药院校计算机基础课程进行教学改革的主要思路。
一、国内外计算机教学的新发展
近年来，随着计算机技术的飞速发展和计算科学跨学科交融的深入，计算学科促进其他学科发展的作用日益凸显。国内外教育界对计算科学的重要性有了进一步
的认识和体会，并将与计算科学对应的计算思维的培养提到了新高度。所谓计算思维（Computational Thinking），按照美国卡内基·梅隆大学周以真教授2006年给出的定义是“运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”，其“本质是抽象和自动化”[1，2]。为确保美国在计算科学领域的竞争力，2007年美国科学基金会（NSF）启动了“大学计算教育振兴的途径”（CPATH）计划，旨在改革本科生的计算教育，提升学生对计算科学的兴趣。而在项目实践过程中，计算思维的作用日益凸显。为此，NSF进一步启动了一个重大基础研究计划“计算使能的科学发现与技术创新”（CDI），内容涉及所有学科，并以计算思维培养为核心。2011年，NSF又启动了CE21（The Computing Education for the 21st Century）计划，目的是提高中小学生和大学一、二年级学生及老师的计算思维能力[1，3]。
计算思维在国外计算机教育中的兴起也引起了我国计算机教育界的高度重视。在教育部高等教育司的领导下，计算机基础课程教学指导委员会逐步确立了以计算思维培养为导向的计算机基础课程教学改革方向[4]，并组织了一系列的计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会，以推进国内教育界对计算思维的理解及相关教学改革的开展。特别是在计算机基础课程教学指导委员会的推动下，教育部高等教育司于2012年底批准的以计算思维培养为导向的大学计算机课程改革项目，其主要目标和内容包括：（1）从理论层面研究计算思维的内涵、表达形式以及对大学计算机教学的影响；（2）从系统层面科学规划大学计算机课程的知识结构和课程体系；（3）从操作层面将大学计算机课程建设成为培养计算思维能力的有效途径，并建设一批教学资源；（4）从实践层面推动一批高校按照不同层次培养目标、不同专业应用需求开展大学计算机课程改革探索[3]。包括理、工、文、农、医等在内超过百所高校参加的这一批项目的启动，标志着我国高校计算机基础教学改革进入了新的篇章。
二、对医药院校计算机基础教学的重新定位
计算机应用能力的培养一直是医药院校计算机基础教学的重点。在2011版《高等学校医药类计算机基础课程教学基本要求》中，将课程的能力培养目标归纳为四点：对计算机的认知能力、应用计算机解决问题的能力、依托信息技术的共处能力及基于网络的学习能力。但在实际教学过程中，许多教学管理者、任课教师和学生都受计算机“狭义工具论”思想的影响，将计算机基础教学的重点放在系统操作、应用软件的使用和在医学中的具体应用上。
随着计算科学的发展以及与自然和社会各个学科结合的日益紧密，它已从最初的数值计算工具、仿真技术以及基于网络的E-Service平台等，变成普遍适用于自然和社会领域的通用思维模式。在医学领域，计算科学也已从最初的生理系统仿真建模、医院信息管理系统、数字医院的应用逐步发展到计算医学、计算生物学、生物信息学、电子病历系统、虚拟人、健康物联网等新型交叉学科以及更广泛深入的应用，并在医学发展和研究中发挥出越来越重要的作用。作为培养医学生掌握先进计算技术的第一门课——大学计算机基础课程，能否在其中发挥应有的作用，就显得至关重要。医学生能否具有计算思维并掌握利用先进计算技术来分析解决医学相关问题的能力，成为医药院校计算机基础教学面临的重大挑战。
作为基本思维方式，计算思维不仅具有通识教育应有的特征，且在医学基础研究及临床实践，特别是整合医学中具有独特优势。因此，无论是作为大学通识教育的重要内容，还是作为提高医药专业本科生综合素质的有效途径，在医药院校计算机基础教学中引入计算思维培养，是计算机教学向深层次发展的必由之路和必然选择。面对计算机基础教学面临的新问题和新挑战，通过改变传统教学方式，使计算思维成为大学计算机基础教学所体现的主要思想，从更高层面定位医药院校的计算机基础教学，并成为改革的主要目标。这一次的教学改革，并不是完全现有的教学模式和内容，而是一种更新和提升，是以本科医学教育的国际标准和国家标准为指导，再结合医药专业人才培养要求和医学应用特色，以计算思维能力培养为导向，实现对医学生应用能力、信息素养和思维能力的综合培养。
三、医药院校计算机基础课程改革的思路
面向计算思维培养的医药院校计算机基础课程改革应在促进教学观念转变的基础上，以计算思维能力的培养为核心及主线，结合医药专业培养目标和《高等学校医药类计算机基础课程教学基本要求及实施方案》，开展计算机基础核心课程的教学改革研究，重点围绕课程的教学内容、教学方法改革、课程资源建设及实验平台建设等四个方面展开。目的是在对医学生进行计算机文化、信息素养教育和计算机应用能力培养的基础上，进一步突出计算思维能力的训练与培养，使大学计算机基础教学的核心课程能够成为开发和培养医学生计算思维能力的重要途径，使医学生对计算及计算机科学的思维形式有更深刻的理解，具有应用计算思维解决医学及临床问题的习惯。
鉴于医学基础及临床研究与实践的特点，长期以来，医学生的培养主要以实验科学和实证思维为主，计算科学和计算思维则相对缺乏。计算机基础课程教学中也更重视计算机操作和工具应用，较少涉及计算思维能力的培养。因此，在课程改革中，需要从医学应用的角度加强学生对抽象、设计等计算思维基本要素的理解。通过对医学生计算思维能力的训练，培养他们对人体复杂生理、病理、生化、药理等过程及临床复杂问题进行分解、提炼归纳、系统设计的能力，从而提高医学生利用计算技术分析解决医学基础和临床实际问题的思维能力和应用能力。
下图是开展面向计算思维培养的医药院校计算机基础课程教学改革的总体框架。通过教学改革研究，力争探索出适合医药专业本科生计算思维培养的计算机基础课程教学实施方案，精选出能适应改革要求的课程内容，总结出适合计算思维培养的教学设计、教学方法、实践实验环节，并积累一批能深度融合和体现计算思维的医学教学案例、应用实例、教学片段等教学资源库，建设相应的实验教学平台和实验案例库，编写出具备计算思维核心要素、体现计算思维方法训练、医学案例和应用丰富的全新课程教材。通过面向计算思维培养的教学改革，把目前医药院校大学计算机课程“工具论”式的教学，提升到对文化素养、应用能力和思维能力的综合培养。
在上述框架中，进行教改的关键是在计算机文化教育、信息素养教育、计算机应用能力培养目标之上，对医药院校计算机基础核心课程教学内容的建设。通过对原有教学内容进行精炼、更新和提升，去掉那些已掌握及可自学的基础知识和操作技能，增加能体现计算思维和计算理论的相关内容，特别是与解决医学问题相关的表达和方法；对课程核心内容进行梳理，对与计算思维概念、理论及问题求解方法等相关的知识单元/知识点/实验单元予以加强；突出医学特点和专业应用。在此基础上，再按照计算思维体系对内容进行优化重组，建立知识单元和知识点等与计算思维表达体系间的映射关系，体现思维方法，初步实现计算思维从“科学”层面到医药院校计算机基础课程“教学”层面的转换。在教学改革实施过程中，针对计算思维能力的培养目标，精选能够体现计算思维方法和过程并与医学应用结合的教学片段/案例、临床数据、实验项目，是资源建设的关键。基于医学数据管理、统计分析、信息处理等应用实例，展示应用计算思维进行求解的过程，特别是核心问题的抽象建模、算法化描述、自动化处理等，可极大促进医学生计算思维和解决问题能力的培养和锻炼。教学改革的另一个关键是通过对教学方式和教学设计的改变，在教学中突出计算思维的过程和基于不同层次计算环境的医学问题求解思路。
相较理工科院校针对计算思维的培养已在前期开展了较多的理论和实践探索，医药院校计算机基础课程教学在相关方面的改革才刚刚起步，因此应该采取系统展
开、循序渐进、分步实施的策略，可以先在小专业、小班中试点，再逐步推广。同时，考虑到基础医学、临床医学、药学等各医学专业对计算机应用能力和工具技术的要求有所不同，对计算思维能力培养的要求也应逐步提高。
计算思维的引入为医药院校计算机教学的改革打开了一扇新的窗户。将计算思维的培养融入医药院校计算机基础课程的教学改革，能够为计算机教育提供更深层次的内涵和更高的目标，体现了计算科学的新发展和计算机教育理念的进步。通过从计算思维培养涉及的不同层次上进行改革探索，为构建医药院校以计算思维能力培养为核心的计算机基础课程教学体系提供经验和参考。
参考文献：
[1] 陈国良，董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学，2011（1）：7-11，32.
[2] J. M Wing. Computational Thinking[J]. Communications of ACM，2006， 49（3）： 33-35.
计算思维能力的培养途径范文4
（湖南工业大学 计算机与通信学院，湖南 株洲412000）
摘?要：针对目前大学计算机专业培养局限在基础知识与理论学习的现状，提出以产学研一体化为基本理念、以理论联系实践为主要原则的计算机专业大学生创新教育与创新思维能力培养的基本思路和培养体系。
关键词 ：创新思维；创新教育；产学研一体化；理论与实践结合
基金项目：国家自然科学基金项目“黎曼流形上基于均值偏移的逆半调研究”(61170102)； 基于过程挖掘的网络化软件运行时行为分析方法（61350011）；2013年湖南工业大学教学改革项目 “基于移动互联网的网络教学资源建设与成效研究”（2013B11）；湖南省教育科学“十二五”规划2013年度立项课题 “基于省级创新训练平台培养大学生创新创业能力的研究”(XJK013BGD057) ；湖南工业大学2011年重点教研项目（2011B02）。
第一作者简介：曾志高，男，副教授，研究方向为数据分析与处理、智能计算与模式识别、计算机视频，zzgzzg99@163.com。
0 引 言
创新是科技进步的动力，是民族兴旺的源泉，而培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才则是高等教育责无旁贷的使命[1]。创新思维是一种能以新的、创造性的方式来分析问题并解决问题的思维过程。它是思维的高级形式，也是一个人的知识、能力等综合素质的集中体现[2-3]。
目前，许多高等院校计算机专业的创新教育水平还比较低，学生的创新意识非常淡薄，创新思维能力欠缺。在社会实践中，许多学生只能循规蹈矩地做些简单的工作，不具备创业的潜力。出现这种状况的主要原因是学校的课程设置陈旧，教师在课堂教学中大多只满足于基础知识和理论的灌输，很少注重学生的思维培养。
1 培养创新思维能力的基本思路
1.1 树立创新型教育教学理念
一个优秀的大学教师，不能只满足于基础知识和理论的传授，而应把学生创新思维培养整合到从教学到考核、从课内到课外的各个环节中去。在教学过程中，应多鼓励学生树立勇于质疑、敢于批判的精神，提出问题是创新思维能力的一个重要素质[4-5]。
计算机专业大学生的创新培养模式要注意“纵横向结合”。“纵”就是要深入计算机本专业知识的学习；“横”就是要注意横向拓宽知识结构，对于相关专业领域也要适当地涉猎。如果只是局限于本专业领域的一个狭小空间，那么将不利于学生创新思维的迸发。因此，具备跨学科跨专业的知识架构，是培养学生创新能力的一个重要途径。
1.2 兴趣激发创新思维
兴趣是最好的老师，能否在教学过程中有效地激发学生的学习兴趣，是激发其思维潜能的关键。目前，在计算机教学中培养兴趣的基本途径主要有如下两个：①以知识的有用性来激发学生的学习兴趣。如在上课时，教师可以多举一些利用计算机理论知识来解决生活和工作中的一些实际问题的实例，让学生体会到所学知识的价值，从而有助于激发他的学习兴趣。②以知识的趣味性来吸引学生的兴趣。例如，在编程训练中，可以选用具有游戏性质的实例，寓教于乐。
1.3 产学研一体化的教育模式拉动创新教育
产学研一体化的教育模式是培养创新人才的有效途径，为此，可以将学校、科研机构和企业三者有机地结合起来，使它们形成如图1所示的能相互合作、相互促进的稳定的三角形关系。
三者中，学校是人才培养的主体，学校的人才培养目标、课程设置、教学大纲及培养方案应该与科研机构的研究课题和企业的需求直接挂钩。科研机构可以通过定期开展学术讲座、组建学术团队、开设学术论坛、开设创新实验室等一系列途经，为学校孕育创新型人才创造良好的氛围。科研机构还可以与企业沟通，解决企业的工程应用问题。
学校与企业的合作形式也是丰富多样的：①企业为学校提供见习、实训、实习的基地；②企业根据最新的社会需求，定期以研讨会的形式，参与校方的专业课程设置、培养方案的制订；③企业为学校提供专业技术人员做兼职教师，为学校提供更加全面化的师资力量。
2 创新思维能力培养体系
学生创新思维能力的培养是一个复杂的系统工程，须遵循“课内与课外相结合，理论与实践相结合”的原则。课内主要是通过改进或优化课程设置、课程内容、教学方法、课程考核等措施，为创新思维能力的培养奠定坚实的基础；课外主要是通过论坛、专业培训、研讨会、选修、讲座、各种学习社团、科技竞赛、职业培训等途经，为创新思维能力的培养营造氛围；实践主要是通过校内实训、企业见习、实验课、校外实习、毕业设计等方法或措施来丰富创新思维。
图2所示是一个包括课内、课外与实践的三维创新思维能力培养体系示意图。
2.1 合理规划创新教育课程
课内教学是学生创新教育的主要载体，在教学过程中，必须渗透和贯穿创新思维能力的培养。
2.1.1 课程设置
创新思维是建立在系统的知识学习基础之上的高级思维形式，创新思维教育需要落实到具体的课程中。因此，计算机专业的课程设置要遵循如下3个原则：①由于计算机领域知识更新快，计算机专业课程必须与时俱进，要毫不犹豫地抛弃那些过时的、意义不大的课程，及时地跟进科技前沿；②充分考虑社会的需求，通过校企沟通，让企业参与课程培养方案的制订；③要在厚基础的前提下，适当开设一些跨专业跨学科的拓展课程，这些课程对培养计算机专业学生技术应用能力、创新能力有深远的影响。
2.1.2 教学方法
在计算机课堂教学过程中，需要采取灵活多变的教学方法，应该以学生为主体、教师为主导，要充分调动学生的主观能动性。如下两种教学方法，对于激发学生的创新思维能力至关重要。
（1）启发式教学：课堂上不能满堂灌，而应该在适当的时候，给学生们一个思考的空间，或利用一些有启发性的问题来引导学生思考；教学内容也不必在课堂上和盘托出，可以有意识地留下悬念，引导学生课后去探讨。
（2）案例驱动式教学：可以大量采用工程实践中的具体应用实例，把教学内容融入到解决实际问题的过程中去，以实用的案例驱动教学进程。这样，在解决问题的过程中，学生的综合能力、应用能力、思维能力都会大大提高。
2.1.3 课程考核
考核是对学生学习效果进行检验的有效途径之一，但考核的目标、方式、难度对学生的创新思维的培养非常重要。对学生的考核可按如下3个原则来展开：①考核目标多元化：也就是打破传统的只考核理论知识的局面，将基础知识、专业技能和思维能力有机地融合在一起考核；②考核方式多样化：在重视知识点考核的基础上，要大胆地采用设计类的考核方式，有助于学生综合应用能力的提高；③考核难度层次化：学生对专业知识的敏感度、接受能力往往参差不齐，如果用一个标准去考核学生，对于部分学生要么太难，要么太易，都会损伤他们的学习积极性，采取多层次的考核标准，学生可以根据具体情况，选择适合自己水平的考试。
2.2 努力营造创新教育氛围
大学阶段的学习是多渠道的，不能只拘泥于课堂45分钟，应该鼓励学生重视45分钟之外的学习：①在课堂外，引导学生积极参加研讨会，鼓励他们大胆地提出自己的见解，组织学生定期提交研讨报告；②要求学生自觉地听讲座，因为专题讲座可以很好地拓展专业视角，加深对课内知识的理解，对创新思维的启发很有帮助；③组织创新竞赛，引导和激励学生大胆创新；④网上开设论坛，或引导学生参加各种社团，学生在论坛或社团里可以自由地与别人进行交流和探讨，有利于他们吸取各种知识。以上这些方式，能很好地营造一个自由而有活力的创新教育氛围。
2.3 在实践中丰富创新思维
实践可以加深对知识的理解，领会到知识与现实应用的结合点。通过实践，既培养了应用能力，也培养了兴趣。计算机专业是一门实践性非常强的工程学科，在教学中尤其要注重实践环节。计算机专业实践的形式有多种多样，如：实验课、课程设计、观摩见习、生产实习、毕业设计等。
对于实验课，除了应适当增加实验课的比例之外，还应考虑多安排些综合性强的设计类实验。需要引起注意的是，现在的计算机实验课，大多只是验证式的实验，如程序设计语言课，大多数都是让学生输入程序，再记录运行结果。这种机械的验证式实验并不能很好地发挥学生的主观能动性，不能有效地启发他们的思维。所以，实验课的设计应当精心安排，做到既重基础，也注意能力的提升，且实验内容应该有一定的梯度，使不同理解层次的同学都可以得到启发和锻炼。
3 结 语
湖南工业大学计算机与通信学院对于创新教育和创新思维能力的培养非常重视，大力加强信息技术省级大学生创新训练中心的建设，基于省级创新训练平台，培养学生创新创业能力。通过创新训练中心的建设，极大地提高了我院学生的创新创业能力和整体素质。创新实验室的学生在各类计算机大赛均取得好成绩，如在湖南省第八届大学生计算机程序设计竞赛中ACM组取得团体第三名、三银一铜的好成绩。实验室也为腾讯、华为等社会企业输送了一大批优质创新型人才。创新教育仍然任重道远,需要教育工作者长期坚持和重视。
参考文献：
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计算思维能力的培养途径范文5
关键词：计算机教学；学生计算思维；培养策略
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）01-0185-02
从现有状态看，计算机授课涵盖着单一的内涵，停留于表层。与此同时，拟定了滞后的模式及思路，也缺失可依循的最佳教材。实际上，计算机科目有着更高的灵活特性，依循设定好的逻辑路径来培育思维，拓展多样的计算思维。学科有着抽象的表征，要变更不适宜的认知，创设思维导向之下的新教学[1]。计算思维应被融汇于实践，采纳了发散式，培育可得的成效将会更为优良。
1 解析计算思维
在2006年，周以真创设了计算思维特有的新内涵。具体而言，计算思维涵盖了计算机关涉的科目概念，依托这样的概念着手予以寻求解答、创设某一体系，从根本上辨析了多样的平日行为。这种思维融汇了更广范畴的多样思维。从本源视角看，计算思维协助人们探寻了最适宜的某一解答，是必备的技能，它有着自动及抽象的特性。解析这样的深层内涵，把它融汇于日常流程的授课。这样做，培育了更优的学科认知，辨析现有的某一疑难而后去解决。培育计算思维，是教学拟定出来的长期要点，是复杂的教学任务。
计算思维侧重去辨识问题、想办法去化解，借助于科学思路。这种思维有着综合的优势，抽象可得它的根本内涵。然而，计算思维不可被凝练为预设的程序，它应是灵活的，个体都可接纳这样的思路。采纳基础教学，培育出更为持久的逻辑思路，增添抽象类的新思维[2]。编程授课更应注重这样的认知，逐渐去培育思路。
2 现有教学的弊病
2.1 认知的根基偏弱
计算机现有的平日授课仍停留于浅层，没能巩固这样的科目根基。现有的状态下，基础授课涵盖着单一的操作解析、办公类的常见软件。这样的基础上，添加了较少的编程类常识。这种状态没能吻合进展之中的信息水准，教学显出了偏差。学生没能明晰最完备的科目体系。学生渴求接纳新颖的认知，希望增添现有的课堂趣味。从总体视角看，构建起来的授课体系缺失了完备性，现有内涵仍旧单调。没能深入去解析，很难培育出真正的计算思路。
2.2 没能替换旧的模式
现今时段内，基础教学仍存有偏多的漏洞，亟待着手予以改进。应试框架之下，授课依循的流程很单调，倾向机械灌输。学生只好被动去接纳，没能拥有主置。在日常课堂内，缺失了长时段的上机演练，理论没能被融汇于演练的若干细节。信息化态势下，旧模式凸显了单一的弊病，学生没能提起必备的认知热情，缺失了后续探析的必备兴趣。教学模式滞后，是现有授课之中的常见疑难，它压抑了潜藏的认知热情，很难培育出归结及抽象的技能，缺失了逻辑解析。受到课时约束，没能深入去解析设定好的侧重点，忽视选取的重点。对于综合素质，这是很不利的[3]。
2.3 缺失可用的成套教材
培育计算思维，不可脱离选出来的优良教材。虽然讲求了创新，也要依循教材拟定的概要架构来解析，拥有明晰的思路导向。然而，计算机基础可供应的现有教材倾向于枯燥，含有单一内容。在多样学科间，缺失了互通及延展的新思路，科目没能被融汇成整体。对于边缘知识，也没能真正去扩展。这就阻碍了应有的积极思维，没能真正去深入。从抽象视角看，学生很难辨识它的内涵。单纯侧重浅层，没能融会贯通，也很难依托教材来解析多类的难题。
2.4 师资现有的水准不佳
计算机教学应拥有高水准必备的师资。然而，现有师资没能接纳常态的科目培训，缺失优良的专业类水准。面对变更着的新颖科技，若没能丰富自身，很易遇有授课进展中的若干疑难。现存师资之中，仍旧依循旧式路径下的思维，体系也偏落后。从自身来看，没能归结得出完备的科目授课体系，意识也很薄弱。授课流程内很难去协助学生创设必备的思路框架。缺失优良的师资，阻碍着思路延展，干扰了塑造出来的灵活思路。化解这种疑难，要增设常规情形下的培训，提升师资素养，这样创设的师资才会吻合现有需求。
2.5 习惯于忽视操作
应试压力之下，师生倾向去应对测试，忽视了本源的技能。受到应试干扰，即便增设了日常课堂必备的上机，也侧重去演练大纲拟定好的流程，很难自主去创新。学生习惯去依赖，排斥创新操作[4]。上机流程内的操作有着偏重的应试倾向，师生缺失了互通信息、沟通彼此的思路，授课氛围很压抑。
3 摸索适宜的培育策略
3.1 增设灵活的新颖内容
拟定授课必备的内容，增添新颖的、灵活的内容，这样构建起来的新颖课堂才更便于探析，拥有了启发性。重设课内的现有内容，依循设定的大纲路径。归结并重设细化的多单元，若某一单元涵盖着运算类的内涵则要侧重去解析。不可依循旧式框架内的单一流程来解析，日常讲授要拥有启示性，注重去引发思索。传递过来的新知应被变更为可见的新思路，疏导计算思维。设计各时段的授课，要添加多样的彼此互动，重设搭配着的中间流程。要鼓励学生去质疑，注重课内的主置。班内学生可被分成细化的学习组，增添组内的探析。共同寻找出可用的化解思路。精心布设内涵，侧重去延展思路。
例如：在解析C语言特有的编程流程时，要考虑认知的潜在心态。这是由于，C语言有着枯燥及单调的特性，讲解倾向于单调。要解析编程步骤，可添加灵活的多样案例。分步解析运算之中的疑难，随时去搜集反馈得出的信息。唯有这样，学生才能紧跟预设的授课思路，归结并获取编程范畴的一切要点。要规避片面解析的弊病，筛选的案例应能指引从浅入深这样的运算思路。
3.2 形象化的配套实验
侧重培育综合思路，要增设课内搭配的上机实验，培育出形象化特有的新认识。面对教材给出来的抽象机理，要搭配形象实验。学生拥有着厚重的好奇感，也富于想象力。改变不适宜的思维，计算思路要添加创新。预设的多样实验应能贴常，活跃课内的趣味氛围。经历了实验后，学生将不再会畏惧原本抽象的某一难题，逐步去寻找解答，表述出来的流程更为形象[5]。借助于互联网，课余时段可上网去学习。强调交流彼此，增添综合的认知。
例如：计算机科目涵盖多样的运算，遇有枯燥的这类计算，可创设几何模型，把抽象路径的运算替换成认知必备的模型。基础教学紧密关联着离散数学、几何之中的多样图例、相关联的图论。若能举一反三，变更现有的科目思维，就会凝练得出新颖的发散思路。发散状态下的新思路延展了运算的视野，也归结了珍贵的运算经验。
3.3 依循设定的新导向
变更培养依循的理念，预设了新的科目导向。新导向可被设定成计算思路，注重了消化及后续的解析。潜移默化之中，它指引师生去重设模式，选出最适宜自身的计算指向。应当明晰的是：计算思维也不可缺失模式，创设思路及搭配的模式，变更传统流程内的单调解析。备课时，可依托导图来整理并归结这一课节，增设关联的问题，回溯它关涉的若干知识。思维导向也可拟定折中的新思路，凸显多样知识潜藏的彼此关联。
例如：在解析存储器特有的常识时，即可设定导图。这样创设了导图，密切关联了处理器、磁盘必备的存储器、虚拟的内存等。导图表征着可获取的运算总容量，依循了折中这样的思路。若要设定编码，二进制编码可分成0及1。这类编码含有编排好的数值、汉字类的字符、黑白及对应的彩色图形，还可以含有视频。导向图协助创设了更完备的体系，理顺了认知思路。归结并侧重演绎，显示了指引价值。
3.4 密切关联上机
计算机基础关联着本专业，它也紧密衔接着其他科目，文理科都不可缺失这样的科目根基。探析基础教学，要搭配着课余时段的辅助指引。课内解析某一理论，还要配有后续的上机。唯有注重培育上机必要的技能，才可真正去获取提升。全面去掌握本源的理论，上机更能明晰它关涉的操作，贴近了日常细节。这样做，也可引发更厚重的认知兴趣，创设愉悦及轻松的上机氛围[6]。
依托于校内网，互通并分享了可获取的一切资源。这就便利了后续的上机，获取了互通信息的成效。在校园范畴以内，伴随网络的延展，师生即可互通彼此的上机体会，分享珍贵的经验。校园网预设了各时段的上机规划，供应了亲手去操作的珍贵机会。对于讲解之中的某些疑难，借助上机来大胆操作，这也加深了固有的印象。
4 应注重的事项
计算机基础拥有明晰的逻辑，科目也十分抽象。传授这样的科目，应能把归结得出的根本机理变成实践，凝练可得必备的表述符号、表述的语言等。锻炼科目思维，尤为注重科目架构内的计算。面对偏繁杂的计算流程，学生常常觉得很难去下手化解，由此带来了畏难。可尝试新颖的回归教学，授课更应贴常的细微生活，以便调动兴趣。这是因为，计算机关涉的根本机理都来源平日生活；唯有回归到根基，依循渐进的路径来着手探究，才会消解潜在的畏惧。
教师被看成指引者，在授课之中显示了必要价值。由此可见，教师是否拥有最佳的素质，直接关联着教学可得的实效。要增添教师必备的胜任水准、提升教师素质，可添加日常的配套培训。在年度时段内，要定时去考核教师，考核得出的分值要挂钩于可获取的绩效等。增添搭配的培训，不可急于去培育成熟的这种思路，而要耐心去化解难题[7]。应当鼓励质疑，即便学生提出了偏差的某种计算思路也应予以肯定。这就协助学生确认了信心，更好地培育思路。培养计算思维也不可缺失更适宜的课内考核。既往考核常常侧重原理，没能设定有着综合性的题目。对于此，考核也要添加更开放的综合题目，测查整体的思路。
5 结语
计算机授课流程内，设计可得最适宜的程序，培育了计算思维。现有实践可表明：计算思维可日渐养成，它要被涵盖在多重的环节之中，融汇于教学中。养成计算思维，解析了计算机搭配的实现机制、相关的约束等。这样做，提升了原有的认知层次，创设新颖的思路来妥善化解疑难[8]。提升信息素质，面对设定出来的疑难自主去摸索化解途径，计算思维协助师生去解析深层的科目内涵。
参考文献：
[1] 洪刚. 计算机基础教学中学生计算思维能力的培养[J]. 大学教育， 2014（18）.
[2] 吴尚. 培养计算思维的计算机网络教学改革探析[J]. 电子制作， 2014（21）.
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[4] 范银平. 计算机基础教学中学生计算思维的培养与提高[J]. 统计与管理， 2015（5）.
[5] 高为民. 卓越计划背景下以计算思维培养为导向的计算机公共课教学改革研究[J]. 电脑与电信， 2015（3）.
[6] 肖广德， 高丹阳. 计算思维的培养：高中信息技术课程的新选择[J]. 现代教育技术， 2015（7）.
计算思维能力的培养途径范文6
【关键词】小学数学；数学思维品质；内在联系；解题思路；技能训练
通过数学基础知识的掌握和理解，可使学生学会多种思考方法；通过解答不同层次、不同类型的数学问题，从而培养学生独立思考、耐心细致、自觉检查的良好学习习惯；特别是那些需要经过周密思考，反复研究才能解决的问题，更有利于培养学生的意志品质和克服困难的精神。下面结合数学教学实践，谈谈在小学生数学思维品质培养上的一些探索。
一、沟通知识间的内在联系，培养创新思维的深刻性
思维的深刻性就是思维的深度，是发现和辨别事物本质的能力。数学思维的深刻性表现在：善于抓住主要矛盾的特殊性；善于洞察数学对象的本质属性和内在联系；善于挖掘隐含的条件与发现新的有价值的因素，能迅速确定解题策略和组合成各种有效的解题方法。因此，沟通知识间的内在联系，是培养思维深刻性的主要手段。
例如，教学合数时，让学生判断两个素数的积是否为合数，并说明理由。教师可以引导学生从“整除――约数――素数――合数”这样的知识链去思考：如果素数甲乘以素数乙得丙，则丙除了1和丙两个约数外，必然还有约数甲和乙，所以丙一定是合数。这样的思考过程是从知识的内在联系中演绎出来的结论，能把学生的认识引向概括、引向深层，从而培养思维的深刻性。同时，数学思维的深刻性也是小学生对具体的数学材料进行概括，对具体的数量关系和空间形式进行抽象，及在推理过程中思考的广度、深度、难度与严谨性水平的集中反映。要培养思维的深刻性，从低年级开始就应加强训练。例如，可以让学生完整地表达思维过程，总结和概括本节课学到的知识。到了中高年级，就应该培养学生整理和归纳本单元知识要点的能力，形成知识体系，并让学生抓住题目的本质、规律与内在联系进行高度概括。同时，还可以设计一些练习题，培养学生概括和推理的能力。
例如：客车每小时行70千米，货车每小时行80千米，两车同时从相距500千米的地方出发，经过2小时，两车相距多少千米？这道题由于条件不明确，从而存在三种情况：第一种是两车相对而行，两车相距为500-（70+80）×2=200（千米）。第二种是两车背向而行，两车相距为500+（70+80）×2=800（千米）。第三种是两车同向而行，如果货车在前，则两车相距为500-70×2+80×2=520（千米）；如果客车在前，则两车相距为500-80×2+70×2=480（千米）。
通过设计条件开放的练习，让学生从不同角度给题目补充合适的条件或舍去多余的条件，并创设一个学生之间交流讨论、共同提高的氛围，有利于学生全面深入地思考问题，善于透过问题的现象看到问题的本质规律，能从多方面、多种联系来理解和掌握数学知识，以解决实际问题。
二、开拓解题思路，培养思维的灵活性
客观事物是发展变化的，这就要求人们用变化、发展的观点去认识和解决问题。数学思维灵活性的突出表现是善于发现新的因素，在思维受阻时能及时改变原定策略，及时修正思考路线，探索出解决问题的有效途径。思维的灵活性是指善于从不同角度和不同方面进行分析思考。学生解题的思路广、方法多、解法好，就是思维灵活的表现。在数学教学中，教师要注重启发学生从多角度思考问题，鼓励联想，提倡一题多解。同时，设计开放性练习，促进学生思维灵活性的发展，提高他们创造性解决问题的能力。
三、强化技能训练，培养思维的敏捷性
思维的敏捷性是指思维活动的速度，表现在数学学习中能善于抓住问题的本质，正确、合理、巧妙地运用概念、法则、性质、公式等基本知识，简缩运算环节和推理过程，使运算既准又快。因此，强化技能训练是培养思维敏捷性的主要手段。
例1：（3.9+5.3）+（6.1+4.7），教师可根据加法的交换律，让学生用凑十法比较简便，计算过程是：（3.9+5.3）+（6.1+4.7）=（3.9+6.1）+（5.3+4.7）=10+10=20
例2：（50+9.3）-（20+7.3），可让学生用整十数和整十数相减，小数和小数相减比较简便。计算过程是：（50+9.3）-（20+7.3）=（50-20）+（9.3-7.3）=30+2=32
随着学生运算技能的形成，计算过程的中间环节，随着练习而逐步压缩，培养和训练学生从详尽的思维，逐步过渡到压缩省略的思维。这样可以使学生一看到题目，通过感知就能很快地算出得数。
强化技能训练一定要在学生切实理解运算法则、定律、性质等基础上，要求学生熟记一些常用的数据，平时坚持适量的口算和应用题练习，通过视算、听算、口答、速算比赛等，采用“定时间比做题数量”、“定做题数量比完成时间”的训练方式，强化学生的基本技能，从而达到培养思维敏捷性的目的。
四、提倡求异思维，探究求新，培养思维的独创性
创新思维是获取和发现新知识活动中应具备的一种重要思维，它表现为不循常规、不拘常法、不落俗套、寻求变异、勇于创新。在教学中要提倡标新立异，鼓励学生探究求新，激发学生在头脑中对已有知识进行“再加工”，并加以调整、改组和充实，创造性地寻找独特简捷的解法，提出各种“别出心裁”的方法，这些都能促进学生思维独创性的形成。
例如，在引导学生概括圆柱体表面积的计算方法时，大部分学生都是按照常规的思维得出以下的计算方法：圆柱体的表面积=一个侧面积+两个底面积（即S=ch+2πr2）。这时，我鼓励学生：“能不能概括一种更简便的计算方法呢？”一些学生通过进一步的观察后将圆柱体的一个底面拼成一个近似的长方形，知道一个底面拼成的长方形的长相当于圆柱底面周长的一半，两个底面合拼成的长方形的长恰好是圆柱的底面周长，宽又正好是圆柱底面的半径，从而得出两个长方形的面积之和为cr。因为圆柱的侧面积是ch，因此，圆柱表面积的计算方法为S=c（h+r）。接着，让学生作进一步的比较，发现后一种方法计算比较简便。
总之，小学数学是培养学生思维品质的基础课程，教师应该不断地分析总结和改进自己的教学，探寻开展思维训练的方法与途径，培养学生良好的数学思维品质，使学生养成积极钻研的学习习惯，切实提高学生的思维能力和数学素质。
