基于计算思维的课程教学改革与创新教材zom.pptx

《基于计算思维的课程教学改革与创新教材zom.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于计算思维的课程教学改革与创新教材zom.pptx（37页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、深圳大学深圳大学 王志强王志强2013.12.152013.12.15 海口海口1计算思维计算思维教学改革教学改革汇报提纲大学计算机必修模块大学计算机必修模块3 3总结与反思总结与反思4 4大学计算机教学内容大学计算机教学内容2 2计算思维概念的引入计算思维概念的引入1 12计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维概念的引入计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础大学计算机基础计算机基础知识计算机基础知识WindowsWindowsOfficeOffice多媒体多媒体网络网络计算机基础知识计算机基础知识程序设计程序设计数据库数据库多媒体

2、多媒体网络与网络安全网络与网络安全教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会 “1 1X”X”课程设置方案课程设置方案教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会 大公共课程小公共课程计算机应用课程大公共课程小公共课程计算机应用课程3计算思维计算思维教学改革教学改革 计算机基础课程计算机基础课程：不断改革，与时俱进：不断改革，与时俱进 众多教师写教材众多教师写教材：计算机文化基础：计算机文化基础 计算机应用基础计算机应用基础 大学计算机基础大学计算机基础 计算机科学导论，等等计算机科学导论，等等计算思维概念的引入

3、结局结局：教务处普遍减学时：教务处普遍减学时70422007042200计算机应用计算机应用计算思维计算思维计算科学计算科学计算机技能计算机技能4计算思维计算思维教学改革教学改革周以真周以真定义：定义：计算思维计算思维(Computational Thinking(Computational Thinking，CT)CT)是运用计算是运用计算机科学的基础概念去机科学的基础概念去求解问题求解问题、设计系统设计系统和和理解人类行为理解人类行为的涵盖计的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的核心概念和方法计算思维的核心概念和方法约简、嵌入、转化、仿真约简、嵌

4、入、转化、仿真递归、并行递归、并行抽象、分解抽象、分解建模建模预防、保护、冗余、容错、纠错、恢复预防、保护、冗余、容错、纠错、恢复启发式推理、规划、学习、调度启发式推理、规划、学习、调度海量数据、计算、折中海量数据、计算、折中计算思维概念的引入质疑质疑：充分的？充分的？唯一的？唯一的？5计算思维计算思维教学改革教学改革DenningDenning认为：计算原理可以总结为认为：计算原理可以总结为7 7类。类。计算计算-ComputationComputation 通信通信-CommunicationCommunication 协作协作-CoordinationCoordination 记忆记忆-

5、RecollectionRecollection 自动化自动化-AutomationAutomation 评估评估-EvaluationEvaluation设计设计-DesignDesign计算思维概念的引入6计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维概念的引入2006-20102006-2010年教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会年教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任：主任：陈国良院士陈国良院士 2010.052010.05：合肥会议讨论将计算思维融入计算机基础课程中。：合肥会议讨论将计算思维融入计算机基础课程中。2010.072010.07：西安会议发表了：西安会议发表了九

6、校联盟九校联盟(C9)(C9)计算机基础教学发计算机基础教学发展战略联合声明展战略联合声明，确定以计算思维为核心的课程改革。，确定以计算思维为核心的课程改革。2010.092010.09：太原会议决定了以：太原会议决定了以“计算思维：确保学生创新能力计算思维：确保学生创新能力”为主题向教育部领导谏言和申请立项研究。为主题向教育部领导谏言和申请立项研究。2010.112010.11：济南会议：济南会议2011.062011.06：北京会议：北京会议2011.082011.08：深圳会议：深圳会议2011.112011.11：杭州会议：杭州会议7计算思维计算思维教学改革教学改革教育部高等学校大学计

7、算机课程教学指导委员会教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布发布“计算思维教学改革白皮书计算思维教学改革白皮书(征求意见稿征求意见稿)”2013.7 2013.7 哈尔滨哈尔滨第二届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会第二届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会白皮书的主要内容白皮书的主要内容：一、科学思维以及逻辑思维、实证思维与计算思维的关系一、科学思维以及逻辑思维、实证思维与计算思维的关系二、计算思维的表达体系二、计算思维的表达体系三、大学计算机课程知识体系与核心概念的关系三、大学计算机课程知识体系与核心概念的关系表表1 1 计算思维表达体系框架计算思维表达体系框架表表2 2 理

8、工类大学计算机课程知识体系与计算思维核心概念理工类大学计算机课程知识体系与计算思维核心概念的对应关系的对应关系计算思维概念的引入8计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维概念的引入表表1 1 计算思维表达体系框架计算思维表达体系框架9计算思维计算思维教学改革教学改革表表2 2 理工类大学计算机课程知识体系理工类大学计算机课程知识体系与计算思维核心概念的对应关系与计算思维核心概念的对应关系计算思维概念的引入10计算思维计算思维教学改革教学改革教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会副主任：副主任：蒋宗礼蒋宗礼教授教授“计算思维与人才培养计算思维与人才培养”

9、教育部高等学校文科计算机基础教学指导分委员会教育部高等学校文科计算机基础教学指导分委员会主任：主任：杜小勇杜小勇教授教授“计算思维是大学计算机作为基础课、计算思维是大学计算机作为基础课、通识课的理论基础通识课的理论基础”全国高等院校计算机基础教育研究会全国高等院校计算机基础教育研究会副会长：副会长：吴功宜吴功宜教授教授“新版蓝皮书新版蓝皮书-指导思想指导思想”计算思维概念的引入以以计算思维计算思维为理论基础，推进大学计算机课程为理论基础，推进大学计算机课程教学内容改革教学内容改革；以以应用能力应用能力培养为导向，完善复合型人才实践教学体系建设；培养为导向，完善复合型人才实践教学体系建设；以以服

10、务专业教学服务专业教学为目标，在交叉融合中寻求更大的发展空间。为目标，在交叉融合中寻求更大的发展空间。11计算思维计算思维教学改革教学改革已出版的相关教材已出版的相关教材陈国良、王志强、毛睿、张艳等陈国良、王志强、毛睿、张艳等计算思维导论，高等教育出版社，计算思维导论，高等教育出版社，2012.102012.10唐培和、徐奕奕、王日凤唐培和、徐奕奕、王日凤计算思维导论，广西师范大学出版社，计算思维导论，广西师范大学出版社，2012.102012.10战德臣、聂兰顺等战德臣、聂兰顺等大学计算机大学计算机-计算思维导论，电子工业出版社，计算思维导论，电子工业出版社，2013.72013.7李波、赵

11、英良、程向前、乔亚男等李波、赵英良、程向前、乔亚男等大学计算机大学计算机-信息、计算与智能，高等教育出版社，信息、计算与智能，高等教育出版社，2013.82013.8 等等等等计算思维概念的引入12计算思维计算思维教学改革教学改革汇报提纲大学计算机必修模块大学计算机必修模块3 3总结与反思总结与反思4 4大学计算机教学内容大学计算机教学内容2 2计算思维概念的引入计算思维概念的引入1 113计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维导论教学内容总体结构总体结构(深圳大学深圳大学 陈国良院士陈国良院士)计算理论：可计算性与计算复杂性计算理论：可计算性与计算复杂性算法和通用描述性程序设计语言算法和通

12、用描述性程序设计语言实现基础：计算机硬件和软件最小知识集实现基础：计算机硬件和软件最小知识集教材内容教材内容计算思维基础知识计算思维基础知识计算理论与计算模型计算理论与计算模型算法基础算法基础程序设计语言程序设计语言计算机硬件基础计算机硬件基础计算机软件基础计算机软件基础计算文化与计算机职业道德教育计算文化与计算机职业道德教育14计算思维计算思维教学改革教学改革教材序言提到教材序言提到我们要提倡我们要提倡计算思维在教育和科研中的作用，要将计算思维计算思维在教育和科研中的作用，要将计算思维引入到大学计算机课程中，通过它来改变大学计算机教育沿引入到大学计算机课程中，通过它来改变大学计算机教育沿袭了

13、几十年的传统教学模式，从而振兴大学的计算教育。袭了几十年的传统教学模式，从而振兴大学的计算教育。我们要改变我们要改变过去计算机基础课程只讲工具对学生所造成的枯过去计算机基础课程只讲工具对学生所造成的枯燥、乏味之感，要激发学生对计算机科学的兴趣和热爱，要燥、乏味之感，要激发学生对计算机科学的兴趣和热爱，要传承计算文化和体现计算之美以及展示学科魅力。传承计算文化和体现计算之美以及展示学科魅力。我们要致力于我们要致力于使计算思维成为公众的常识和人们普遍的思考使计算思维成为公众的常识和人们普遍的思考方式，将计算思维真正融入到人类的一切活动之中。方式，将计算思维真正融入到人类的一切活动之中。计算思维导论

14、教学内容课程总体要求课程总体要求传承计算文化、弘扬计算科学、培养计算思维传承计算文化、弘扬计算科学、培养计算思维体验计算愉悦、感受计算之美体验计算愉悦、感受计算之美15计算思维计算思维教学改革教学改革科学科学计算科学，思维计算科学，思维计算思维计算思维计算思维的定义、特征和本质计算思维的定义、特征和本质计算思维与计算机的关系计算思维与计算机的关系计算思维的应用领域计算思维的应用领域生物学、脑科学、化学、地质学、天文学、数学、工程生物学、脑科学、化学、地质学、天文学、数学、工程(电气、土木、机械、航天航空等电气、土木、机械、航天航空等)、经济学、社会科学、经济学、社会科学、医学、法律、娱乐、艺术

15、、体育、教育学等医学、法律、娱乐、艺术、体育、教育学等周以真讲义周以真讲义：计算机科学中的深层次问题：计算机科学中的深层次问题主要内容：主要内容：P=NPP=NP？什么是可计算的？复杂性是什么？什么是可计算的？复杂性是什么？计算科学的典型问题计算科学的典型问题排序问题、国王的婚姻、汉诺塔问题、旅行商问题排序问题、国王的婚姻、汉诺塔问题、旅行商问题TSPTSP计算思维导论教学内容第一章第一章第一章第一章 计算思维基础知识计算思维基础知识计算思维基础知识计算思维基础知识16计算思维计算思维教学改革教学改革第二章第二章第二章第二章 计算理论与计算模型计算理论与计算模型计算理论与计算模型计算理论与计算

16、模型计数、逻辑、算法计数、逻辑、算法计算及计算过程计算及计算过程可计算性可计算性(定义、特性、内容、意义定义、特性、内容、意义)停机问题停机问题(案例：理发师悖论案例：理发师悖论)计算复杂性计算复杂性(算法复杂性、计算复杂性算法复杂性、计算复杂性 时间复杂度、空间复杂度时间复杂度、空间复杂度)P=NP?P=NP?问题问题(千禧年数学难题千禧年数学难题)图灵机、冯图灵机、冯诺依曼机诺依曼机量子计算模型、生物计算模型量子计算模型、生物计算模型离散数学：数理逻辑、集合论离散数学：数理逻辑、集合论 代数系统、图论代数系统、图论计算科学的数学基础计算科学的数学基础计算理论计算理论计算模型计算模型计算思维

17、导论教学内容17计算思维计算思维教学改革教学改革第三章第三章第三章第三章 算法基础算法基础算法基础算法基础算法的概念：算法的起源、定义、特征算法的概念：算法的起源、定义、特征算法的描述：自然语言、流程图、伪代码、程序语言算法的描述：自然语言、流程图、伪代码、程序语言穷举法穷举法(案例：四色定理、百钱买百鸡案例：四色定理、百钱买百鸡)回溯法回溯法(案例：网络爬虫、八皇后问题案例：网络爬虫、八皇后问题)递归法递归法(案例：德罗斯特视觉效应、案例：德罗斯特视觉效应、FibonacciFibonacci数列数列)贪心法贪心法(案例：田忌赛马、最小生成树案例：田忌赛马、最小生成树)分治法分治法(案例：二

18、分查找，谷歌的案例：二分查找，谷歌的MapReduceMapReduce技术技术)动态规划动态规划(案例：案例：GPSGPS寻找最优路径，寻找最优路径，FibonacciFibonacci数列数列)算法的设计：算法的设计：算法的评价和分析：算法正确性、复杂度分析算法的评价和分析：算法正确性、复杂度分析(时间时间/空间空间)算法中的数学工具：求和公式、递归方程求解等算法中的数学工具：求和公式、递归方程求解等计算思维导论教学内容18计算思维计算思维教学改革教学改革第七章第七章第七章第七章 计算文化与计算机职业道德教育计算文化与计算机职业道德教育计算文化与计算机职业道德教育计算文化与计算机职业道德教

19、育计算文化：计算文化：计算文化与专业素质、计算文化教育和素质、信息素养计算文化与专业素质、计算文化教育和素质、信息素养人类对计算本质认识：计算手段器械化、计算过程形式化人类对计算本质认识：计算手段器械化、计算过程形式化 计算执行自动化计算执行自动化计算文化历史：其人其事、历届图灵奖获得者计算文化历史：其人其事、历届图灵奖获得者计算机的发展历史与发展启示计算机的发展历史与发展启示网络文化：网络文化：网络文化的内涵、特征、功能，以及产业化网络文化的内涵、特征、功能，以及产业化网络文化消费：网络游戏、网络音乐或电影、网络文学网络文化消费：网络游戏、网络音乐或电影、网络文学 人肉搜索与自组织理论、网络

20、舆情分析与引导人肉搜索与自组织理论、网络舆情分析与引导社会计算与平行系统社会计算与平行系统计算机职业道德教育：计算机职业道德教育：道德和职业道德、计算机职业道德、计算机专业职位道德和职业道德、计算机职业道德、计算机专业职位计算机伦理、网络伦理、计算机知识产权计算机伦理、网络伦理、计算机知识产权网络隐私与自由、计算机犯罪网络隐私与自由、计算机犯罪计算思维导论教学内容19计算思维计算思维教学改革教学改革教材内容（广西科技大学教材内容（广西科技大学 唐培和）唐培和）计算思维概论计算思维概论 计算思维之计算计算思维之计算(理论理论)基础基础计算思维之逻辑基础计算思维之逻辑基础 计算思维之方法学计算思维

21、之方法学 计算思维之算法基础计算思维之算法基础 程序设计中的特定思维程序设计中的特定思维 其他学科中的计算思维其他学科中的计算思维 计算思维导论教学内容20计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维计算思维：广义计算思维广义计算思维、狭义计算思维狭义计算思维。广义计算思维广义计算思维，在吸收计算学科丰硕成果的基础上，更，在吸收计算学科丰硕成果的基础上，更侧重于哲学的角度，从侧重于哲学的角度，从辩证法辩证法、认识论认识论、逻辑学逻辑学的角度的角度去理解，在更广泛的领域去应用，从而在体系、内容和去理解，在更广泛的领域去应用，从而在体系、内容和研究方法等方面更具研究方法等方面更具实践性实践性、科学性科

22、学性和和时代性时代性。狭义计算思维狭义计算思维，从计算学科的方法论出发，讨论借助于，从计算学科的方法论出发，讨论借助于计算机这一特定的工具如何求解客观世界的实际问题。计算机这一特定的工具如何求解客观世界的实际问题。这里涉及特定的这里涉及特定的思想思想、方法方法、理论理论和和技术技术。本书以狭义计算思维为主，广义计算思维为辅本书以狭义计算思维为主，广义计算思维为辅。毕竟学。毕竟学习计算思维导论的首要目的是利用计算及计算机技术更习计算思维导论的首要目的是利用计算及计算机技术更好地解决将来所面临的各种实际专业问题。好地解决将来所面临的各种实际专业问题。计算思维导论教学内容教材内容（广西科技大学教材内

23、容（广西科技大学 唐培和）唐培和）21计算思维计算思维教学改革教学改革教材内容（哈尔滨工业大学教材内容（哈尔滨工业大学 战德臣）战德臣）引论引论(计算、计算科学计算、计算科学)计算系统的基本思维计算系统的基本思维问题求解框架问题求解框架算法与复杂性算法与复杂性数据抽象、设计与挖掘数据抽象、设计与挖掘计算机网络、信息网络与网络化社会计算机网络、信息网络与网络化社会计算思维导论教学内容22计算思维计算思维教学改革教学改革教材内容（西安交通大学教材内容（西安交通大学 李波）李波）符号模型的数学描述符号模型的数学描述什么是信息什么是信息什么是计算什么是计算什么是智能什么是智能问题求解问题求解算法及数据

24、结构算法及数据结构计算思维计算思维大学计算机教学内容23计算思维计算思维教学改革教学改革2008年年周以真周以真教授在教授在Communication of ACM上上发表发表Five deep questions in computing，提出计算机学科的五个基，提出计算机学科的五个基本问题本问题：Does P equal NP?What is computable?What is intelligence?What is information?(How)can we build complex systems simply?本书本书选择了什么是选择了什么是信息信息、什么是、什么是计算计算

25、、什么是、什么是智能智能这三这三个问题作为核心内容进行阐述和讨论，希望对计算机学个问题作为核心内容进行阐述和讨论，希望对计算机学科的基本问题和理论基础有初步的了解和正确的认识。科的基本问题和理论基础有初步的了解和正确的认识。大学计算机教学内容教材内容（西安交通大学教材内容（西安交通大学 李波）李波）24计算思维计算思维教学改革教学改革汇报提纲大学计算机必修模块大学计算机必修模块3 3总结与反思总结与反思4 4大学计算机教学内容大学计算机教学内容2 2计算思维概念的引入计算思维概念的引入1 125计算思维计算思维教学改革教学改革模块1 算法思维/算法学算法思维通常被认为是解决问题的过程性思维方法

26、算法思维通常被认为是解决问题的过程性思维方法科学计算问题的一般过程科学计算问题的一般过程 实际问题实际问题数学模型数学模型数值计算数值计算/算法设计算法设计程序设计程序设计计算结果计算结果许多科学领域的问题求许多科学领域的问题求解，如解，如计算物理学计算物理学、计计算力学算力学、计算化学计算化学、计计算经济学算经济学和和计算社会学计算社会学等都可以归结为数值计等都可以归结为数值计算算法设计与分析等算算法设计与分析等问题。问题。26计算思维计算思维教学改革教学改革模块1 算法思维/算法学算法学分类算法学分类数值算法数值算法 （课程：（课程：数值计算方法数值计算方法）求解线性方程组、数值积分等，有

27、特定的计算步骤求解线性方程组、数值积分等，有特定的计算步骤非数值算法（课程：非数值算法（课程：算法设计与分析算法设计与分析）求解判定问题、最优化问题求解判定问题、最优化问题等等，掌握算法设计技术，掌握算法设计技术软计算方法（课程：软计算方法（课程：计算智能计算智能）遗传算法、遗传算法、粒子群粒子群算法、蚁群算法、人工神经网络算法、蚁群算法、人工神经网络为什么要学习算法？为什么要学习算法？算法是计算机的灵魂算法是计算机的灵魂算法是数学机械化的一部分，能够解决复杂的计算问题算法是数学机械化的一部分，能够解决复杂的计算问题算法作为一种思想，能锻炼人们的思维，使思维变得更算法作为一种思想，能锻炼人们的

28、思维，使思维变得更清晰、更有逻辑清晰、更有逻辑27计算思维计算思维教学改革教学改革模块2 网络科学/网络思维网络技术网络技术网络科学网络科学网络思维网络思维网络技术网络技术：网络的一般概念和体系结构、搜索引擎、电子：网络的一般概念和体系结构、搜索引擎、电子邮件、电子商务、即时通讯、信息安全、云计算等；邮件、电子商务、即时通讯、信息安全、云计算等；其他专题其他专题：社交网络、舆情分析、人肉搜索、网络营销、：社交网络、舆情分析、人肉搜索、网络营销、网络文学、网络数据分析、社会安全事件、群体智慧等。网络文学、网络数据分析、社会安全事件、群体智慧等。网络科学网络科学：研究网络结构或动态行为并将网络应用

29、到许多：研究网络结构或动态行为并将网络应用到许多子领域的理论基础，这里的子领域包括社会网络、协作网子领域的理论基础，这里的子领域包括社会网络、协作网络、人造的涌现系统（电力网、互联网）和生命科学系统络、人造的涌现系统（电力网、互联网）和生命科学系统（传染病、遗传学）等。（传染病、遗传学）等。28计算思维计算思维教学改革教学改革网络思维网络思维：将一个看来困难的问题转换为图论中的经典：将一个看来困难的问题转换为图论中的经典问题，从而获得解决问题的方法。它是通过某种联系将问题，从而获得解决问题的方法。它是通过某种联系将个体组成一个系统。个体组成一个系统。其特征其特征：开放性、协同性和系统性：开放性

30、、协同性和系统性网络思维是认识网络世界的世界观与方法论，是网络思维是认识网络世界的世界观与方法论，是群体思群体思维维和和社会思维社会思维。网络科学之美网络科学之美：围绕复杂网络的共性拓扑特征所体现和：围绕复杂网络的共性拓扑特征所体现和阐述的网络科学与艺术存在的统一之美。阐述的网络科学与艺术存在的统一之美。以网络拓扑建模为例阐述了网络科学的以网络拓扑建模为例阐述了网络科学的简洁之美简洁之美，以网，以网络应用为例阐述了网络科学的络应用为例阐述了网络科学的协作之美协作之美，以社会学习为，以社会学习为例阐述了网络科学的例阐述了网络科学的包容之美包容之美，以网络控制为例阐述了，以网络控制为例阐述了网络科

31、学的网络科学的可控之美可控之美。模块2 网络科学/网络思维29计算思维计算思维教学改革教学改革模块3 数据思维/数据科学大数据时代大数据时代-生活、工作与生活、工作与思维思维的大变革的大变革麦肯锡咨询公司给出的大数据定义是麦肯锡咨询公司给出的大数据定义是：大数据是指所涉及的数据集规模已经超过了传大数据是指所涉及的数据集规模已经超过了传统数据库软件获取、存储、管理和统数据库软件获取、存储、管理和分析分析的能力的能力大数据的特征大数据的特征：大容量、多样性、高价值、快速度大容量、多样性、高价值、快速度大数据的技术架构大数据的技术架构：CS 2013领域知识：领域知识：1418Systems Fun

32、damentals计算机系统基础计算机系统基础系统能力系统能力系统思维系统思维构建构建认知认知云计算系统云计算系统：IaaS IaaS 基础设施即服务基础设施即服务PaaS PaaS 平台即服务平台即服务SaaS SaaS 软件即服务软件即服务AaaS AaaS 分析即服务分析即服务30计算思维计算思维教学改革教学改革数据科学数据科学：简单地理解为预测分析和数据挖掘，是统计：简单地理解为预测分析和数据挖掘，是统计分析和机器学习技术的结合。分析和机器学习技术的结合。数据分析师数据科学家数据分析师数据科学家：负责分析和解释数据集，帮：负责分析和解释数据集，帮助企业快速而有效地获得对大数据的洞察力。

33、助企业快速而有效地获得对大数据的洞察力。大数据研究的科学意义大数据研究的科学意义：数据是与自然资源、人力资源一样重要的战略资源，隐数据是与自然资源、人力资源一样重要的战略资源，隐含巨大的经济价值，推动大数据研究的动力主要是企业含巨大的经济价值，推动大数据研究的动力主要是企业经济效益。经济效益。数据研究能成为一门科学的前提是：在一个领域发现的数据研究能成为一门科学的前提是：在一个领域发现的数据相互关系和规律具有推广到其他领域的数据相互关系和规律具有推广到其他领域的普适性普适性。模块3 数据思维/数据科学31计算思维计算思维教学改革教学改革汇报提纲大学计算机必修模块大学计算机必修模块3 3总结与反

34、思总结与反思4 4大学计算机教学内容大学计算机教学内容2 2计算思维概念的引入计算思维概念的引入1 132计算思维计算思维教学改革教学改革美国能源部报告认为：高端计算目前已经与理论研究、美国能源部报告认为：高端计算目前已经与理论研究、实验手段一起，成为获得科学发现的三大支柱。因此，实验手段一起，成为获得科学发现的三大支柱。因此，理论科学理论科学、实验科学实验科学和和计算科学计算科学是推动人类文明进步和是推动人类文明进步和科技发展的重要途径。科技发展的重要途径。三种科学对应三类思维三种科学对应三类思维理论科学理论科学理论思维理论思维(逻辑思维逻辑思维)实验科学实验科学实验思维实验思维(实证思维实

35、证思维)计算科学计算科学计算思维计算思维(构造思维构造思维)计算思维计算思维包括：算法思维、网络思维、数据思维、包括：算法思维、网络思维、数据思维、系统思维、系统思维、总结与反思周以真定义：周以真定义：计算思维计算思维是运用计算机科学的基础概念是运用计算机科学的基础概念去去求解问题求解问题、设计系统设计系统和和理解人类行为理解人类行为的涵盖计算机的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。科学之广度的一系列思维活动。33计算思维计算思维教学改革教学改革计算思维的教育方式计算思维的教育方式众所周知，让学生众所周知，让学生潜移默化潜移默化地掌握计算思维，无疑是最地掌握计算思维，无疑是最佳选择，这与环境

36、塑造人的道理是一样的。佳选择，这与环境塑造人的道理是一样的。潜移默化潜移默化是需要环境、需要时间、需要过程的。非计算是需要环境、需要时间、需要过程的。非计算机专业的计算机基础教育，课程门数和学时有限，如何机专业的计算机基础教育，课程门数和学时有限，如何潜移默化？潜移默化？不少专家主张先分学科大类（不少专家主张先分学科大类（理工、农林、医药、人文理工、农林、医药、人文社科、艺术等社科、艺术等），再将计算思维按类分别融入大学计算），再将计算思维按类分别融入大学计算机基础课程中。机基础课程中。周以真认为：计算思维是面向所有的人、所有地方（领周以真认为：计算思维是面向所有的人、所有地方（领域），那么有

37、域），那么有必要按学科分类实施吗必要按学科分类实施吗？总结与反思34计算思维计算思维教学改革教学改革办公软件高级应用办公软件高级应用章节目录章节目录对比左右两本教材的章节目录不难发现，右边的教材比左对比左右两本教材的章节目录不难发现，右边的教材比左边的教材更侧重于方法传授，而不全是操作技能。这样，边的教材更侧重于方法传授，而不全是操作技能。这样，也就体现了计算思维的概念，即计算科学的思想和方法。也就体现了计算思维的概念，即计算科学的思想和方法。韩国人做韩国人做PPTPPT非常好看，同时与演讲结合起来提高到表达非常好看，同时与演讲结合起来提高到表达的艺术，我国有位作者将的艺术，我国有位作者将PP

38、TPPT提高到视觉思维能力等。提高到视觉思维能力等。我们要改变以前只讲软件工具或操作技能，不讲设计方法我们要改变以前只讲软件工具或操作技能，不讲设计方法和计算思维等旧的教育观念。和计算思维等旧的教育观念。真正做到真正做到授人以鱼，不如授之以渔授人以鱼，不如授之以渔。-出自中国古代道家学派著作出自中国古代道家学派著作老子老子总结与反思35计算思维计算思维教学改革教学改革总结与反思大学数学大学数学微分学、积分学、线性代数、概率统计等微分学、积分学、线性代数、概率统计等大学物理学大学物理学力学、热学、电磁学、光学、宇宙学等力学、热学、电磁学、光学、宇宙学等大学计算机大学计算机算法学、网络学、数据学、算法学、网络学、数据学、等等计算机科学与技术专业计算机科学与技术专业8 8门核心课程门核心课程离散数学离散数学、数据结构与算法数据结构与算法操作系统、数据库系统、计算机网络操作系统、数据库系统、计算机网络计算机组成原理、程序设计基础、软件工程计算机组成原理、程序设计基础、软件工程机械工程专业（机械设计制造及其自动化）机械工程专业（机械设计制造及其自动化）机械制图、机械原理、机械设计、工程力学、机械制图、机械原理、机械设计、工程力学、等等36计算思维计算思维教学改革教学改革演讲完毕，谢谢观看！