以市场为导向的学生计算思维能力培养

覃晓群++陈晔

DOI：10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2016.07.022

摘 要： “互联网+”时代的到来，对大学生思维能力的培养提出了更高要求。以市场需求为导向，探索教育模式改革，结合社会实践培养学生的计算思维能力，让学生得到多层次、多维度体验，使其学习热情和创新意识得以激发、计算思维能力不断增强。

关键词： 市场导向； 社会实践； 培养； 计算思维

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）07-75-03

The market-guided cultivation of students' computational thinking ability

Qin Xiaoqun， Chen Ye

（School of Information Science and Engineering， Hunan International Economics University， Changsha， Hunan 410205， China）

Abstract： The "Internet plus" era has put forward higher requirements for the cultivation of students' thinking ability. Guided by market demands， exploring the reform of education model， combining with the social practice， cultivate students' computational thinking ability， and let students get multi-level and multi-dimensional experience， so as to stimulate their learning enthusiasm and innovation consciousness， and strengthen their computational thinking ability constantly.

Key words： market-guided； social practice； culture； computational thinking

0 引言

国务院总理李克强在2016年国务院政府工作报告中谈到“十三五”时期主要目标任务和重大举措时指出：强化创新引领作用，为发展注入强大动力，促进大数据、云计算、物联网广泛应用。我国已进入“互联网+”时代，大数据、云计算、物联网的广泛应用，对我们大学教育，尤其是对学生思维能力的培养，提出了更高、更紧迫要求。因此，我们必须改革教学模式，走出校门，融入社会，拓宽思路。对学生计算思维能力的培养，还要不断地了解市场，分析市场，适应市场，服务市场。在教师的指导下，充分发挥学生的主观能动性，为我国社会经济发展注入新动力。

1 开展多模式教学

1.1 课堂教学

计算思维的重要概念或基本原理，在教学上涉及：0和1的思维，语义符号化；思维方式和逻辑运算；二进制与算数运算；编码与符号运算等理论课程。这些课程需遵循教学大纲，组织好课堂教学，使学生能熟练掌握和运用计算系统的基本思维，掌握数字信息和非数字信息均可用0和1表示而进行计算，即任何能表示成信息的事物，都能被计算机处理。这就对层次化构造的硬件系统，就构成了计算及其自动化的基本思维之一。

1.2 研讨式教学

研讨式教学是以解决问题为核心内容的教学方式，由教师创设问题情境，师生共同查找资料，研究、讨论、实践、探索，提出解决问题的办法，使学生从中掌握知识，提高技能。

例如，递归及其算法是学生难以理解和掌握的章节，但又是能反映计算科学领域中非常重要的计算思维模式。递归算法既是抽象表达的一种手段，也是问题求解的重要方法。教学中，我们可以采取以下步骤：教师精心设计课题→主题引导→学生准备→分组研讨→学生代表专题讲授→课堂讨论→教师答疑、点评、小结。教师可首先拿出德罗斯特效应图，直观、生动、有趣的向学生介绍递归视觉，然后再逐步引出递归的最重要能力——“用有限的语句来定义对象的无限集合”。然后再提出“何谓递归思维？”“递归如何构造？”等研讨课题；让学生提前查阅资料，做好准备；两天后以小组（5～6人）为单位进行讨论、交流；每组选一个代表进行专题发言；教师引导学生专题讨论；最后由教师进行系统归纳、点评，并详细介绍递归关系、递归序列、递归过程、递归算法、递归方法和递归程序等相关概念，使学生真正掌握递归方法的典型特征，逐步学会自身调用自身，高阶调用低阶，实现其定义和求解。

1.3 体验式教学

体验式教学是通过实践来认识周围事物，通过亲身经历去感知、理解、感悟、验证教学内容的一种教学模式[1]。凡是以活动开始的，先行后知的，都可以算是“体验式教学”[2]。

体验式教学相对于传统的讲授式教学更具有趣味性、创造性、掌握知识更牢固等特点。研究表明，人通过阅读获得的知识仅能记住10%，对于听到的知识能够记住20%，而对于经历过的事情能够记住80%。在体验式教学环境下，学生获得的知识是亲身体验和感受的结果，从而会留下深刻印象甚至牢记终生[3]。

例如，对3D建模设计、平面设计、网页设计等学生兴趣较浓的课程，教师可根据不同需要进行案例教学、分析、讨论等教学设计。给学生足够的时间和机会，让他们反复参与到专业实践技能训练环境中，通过理论—实践—领悟—总结—指导—感悟—再实践—提升的反复体验过程，提高学生的自主意识和进取精神，增强学生的思维能力。

2 深入实践中培养

计算思维是一种理性思维、科学思维，也是人人都应具备的一种重要思维。科学思维是一切科学研究和技术发展的创新灵魂。科学思维包括推理思维，实证思维和计算思维。计算思维可改变大学计算机教育沿袭几十年的教学模式，是大学计算教育振兴的途径[4]。计算思维能力培养应顺应社会、市场的动态需求进行多渠道、全方位、多维度培养。先重点强化数据结构、操作系统、计算机网络、计算机组成原理及C语言程序设计等基础和专业课程教学，使学生具备扎实的基本功，再进一步拓宽教学渠道。加强校企合作，建立创业实训基地，采取产学研合作等形式，有利于培养学生的思维能力。使基础理论、社会实践、技术创新在功能与资源优势上协同与集约，符合社会生产发展和技术创新规律，增强学生自主创新能力，培养高素质社会应用型人才。

2.1 在医疗中体验

大数据时代最大的转变就是放弃对因果关系的渴求而关注相关关系。如我国唐代孙思邈撰写的综合性临床医著《千金要方》，记载了总计233卷，5300首方论。中医认为，很多疾病的症状、诊断及用药之间存在着关联性。筛选整理《千金要方》中的方剂，构建包含药物、方名、主治组成等字段的方剂数据库，分别作药物频数分析、用药关联规则挖掘等研究，将会对我国中医宝库的研究做出重要贡献。又如中医治疗小儿肺炎疗效肯定，但文献报道的处方数以万计，如果将这些大数据按照方剂的配伍规律、药物的君臣佐使、疾病的阴阳表里、寒热虚实等字段构建数据库，进行关联规则挖掘，找出其内在规律，对小儿肺炎实施精准治疗，将取得更好的疗效。

2.2 在商业中体验

在市场营销中，客户的需求，客户的维护，产品生命周期分析，销售趋势预测，以及有针对性的产品促销活动等，可运用回归分析方法，研究变量或属性间的依赖关系，数据序列的趋势特征、数据序列的预测和数据间的相关关系等。用聚类分析，研究客户群体分类、客户背景分析、客户购买趋势预测、市场细分等。在客户关系管理中，通过对客户数据库大量数据进行挖掘，寻求特异性，发现影响市场营销效果的关键因素，为产品定位、定价与定制客户群，客户寻求、细分与保持，市场营销与推销，营销风险评估和诈骗预测等决策支持提供参考依据。

2.3 在管理中体验

在企业危机管理及其预警中，运用偏差分析探测数据现状、历史记录或标准之间的显著变化和偏离。如：

进度偏差（SV）=已完成工作的实际时间-计划完成工作的计划时间

成本偏差（CV）=已完成工作的预算费用（BCWP）-已完成工作的实际费用（ACWP）

当观测结果与期望值出现偏离，即需引起企业管理者高度重视，分析原因，找出差距，迅速地做出相应处理。

2.4 在生产中体验

上世纪末在全球刚刚兴起的“物联网”，就是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。“物联网”是计算思维的一种飞跃，它颠覆了传统的思维模式，将所有物体与芯片、宽带整合为统一的基础设施。如果将这些设施喻为一块新的地球工地，那么人类社会的生产、生活乃至整个世界的运转都在它上面进行。我国目前的绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试。

从“智慧地球”到“感知中国”，“物联网”成为全球瞩目的关键词。在现代农业中，应用物联网可以实时地收集温度、湿度、风力、大气、降雨量。精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。从而进行科学预测，帮助农民抗灾、减灾，科学种植，提高农业综合效益，实现农业生产的标准化、数字化、网络化。随着智能农业、精准农业的发展。通信网络、智能感知芯片、移动嵌入式系统等技术在农业中的应用逐步成为研究的热点[5]。

3 多层次体验

在学生计算思维能力培养过程中，需根据不同专业学科门类、不同院校类型、不同教育层次以及不同教学要求来分层级体验。同时，还需根据不同类别部门或企业、机关、工厂、医院、学校等行业的应用需求进行不同层级或不同类别体验。中国科技企业孵化器的发展已形成自己的特色并开始呈现多种形态。孵化器正朝着形式多样化、功能专业化、投资主体多元化和组织网络化方向发展。近些年来，大学科技园内科技企业孵化器，吸引了数以万计大学生和科技人员创业，为鼓励大学生和海外科技人员创业发挥了重要的引导作用，为培养不同层次、不同专业大学生的计算思维和创业精神提供了重要平台。

不同人群所需要的体验层次也不一样。而各类体验之间是相互交错的。通过多种体验的交叉、集合、渗透，激发学生兴趣，引发学生思维、联想及创造灵感，开发更多新产品，以满足经济社会市场发展的多元化需求。

4 结束语

计算思维的根本目的是解决问题，即问题求解、系统设计以及人类行为理解。从计算机应用的角度来说，解决问题就是计算机的应用问题[6]。“互联网+”和“+互联网”时代为我们创造了无限商机。我们必须充分认识、理解大学生计算思维能力培养的核心价值，掌握计算思维能力培养要素和方法，不断创新教育教学方法，采取多模式、多渠道教学，以社会及市场需求为导向，开展多层次、多维度体验，不断激发学生的学习热情和创新意识，为适应市场、满足市场需求，不断提高学生的计算思维能力。

参考文献（References）：

[1] 张蓉.体验式教学模式浅析[J].四川教育学院学报，2006.6.

[2] Association for Experiential Education，What is experiential

education？[EB/OL]. Retrieved February 23，2004，from www.Aee.Org.

[3] 张圣亮，朱宁.MBA体验式教学探索与实践[J].学位与研究生

教育，2013.12：7-11

[4] 龚向坚，邹腊梅，胡义香.以培养学生计算思维能力为目标的

计算机专业主干课程教学改革探讨[J].高等教育研究，2014.1：30-32

[5] 文黎明，龙亚兰.物联网在农业上的应用[J].现代农业科技，

2010.15：54-56

[6] 陈国良，董荣胜.计算思维的表述体系[J].中国大学教学，

2013.12：22-26