引論：我們?yōu)槟砹?3篇思維科學(xué)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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第三講 研究社會思維學(xué)的重要意義
多少年來，人們的思維方法多偏重于縱向趨進，而忽略橫向發(fā)展，習(xí)慣于唯上、唯書、閉關(guān)自守、集中統(tǒng)一、新舊對比，而不能縱橫交錯，系統(tǒng)思考。這種思維方式，越來越顯得同當(dāng)前世界新技術(shù)革命和我國四化建設(shè)、體制改革的新形勢不相適應(yīng)。這就迫切要求我們認真研究社會思維及其規(guī)律。關(guān)于社會思維，可以從兩方面來研究：一方面，研究思維性質(zhì)，即社會思維的本質(zhì)；另一方面，研究思維活動，即人作為社會群體思維的規(guī)律。
知識是思維把握現(xiàn)實的方式。社會的信息化、知識化，決定了人們思維的社會化。人們思維水平的高低和思維質(zhì)量的好壞，不但要靠社會實踐，而且還要靠知識、信息。知識是社會實踐不可缺少的補充，也是人類智慧的重要來源。今天我們正面臨著一場新的技術(shù)革命，或者叫“知識革命”“信息革命”。這就更加要求我們特別重視社會思維的研究。人類思維的一個重要特征就在于不僅通過直接經(jīng)驗獲得知識，而且通過語言交往獲得知識。特別是通過文字記載把前人或他人的經(jīng)驗、知識吸收和繼承下來，形成社會思維的知識體系，即間接獲得的知識。
社會信息化要求思維社會化。新技術(shù)革命正促使社會迅速信息化。智力、知識已在社會中起決定性作用?，F(xiàn)代信息具有廣泛的社會性，信息的傳遞不再是以個體之間直接進行為主了，而是大規(guī)模的信息交流，整個社會成了知識的海洋、思維信息的海洋。同時，思維的社會記憶能力也極大地增強。人們不僅已把社會記憶擴大到人們頭腦之外，而且由于社會記憶的電腦化，現(xiàn)代思維的社會記憶既極度擴大又生動活潑，并且加強了人和周圍智能環(huán)境的交流。社會進步越是像一棵開了花的樹一樣豐富多彩，就越是要求人們思維社會化。
現(xiàn)代信息大大縮短了空間尺度，使人們與周圍世界的距離越來越近。國際交往日益頻繁，信息覆蓋率不斷擴大，這就使得同一事件的參與者越來越多，思維社會化的程度越來越高，甚至越來越具有全球的性質(zhì)。
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社會思維的本質(zhì)是集體思維。恩格斯指出：“什么是人的思維，它是個人的思維嗎？不是。但是，它僅僅作為無數(shù)億過去、現(xiàn)在和未來的人的個人思維而存在?！比祟愃季S的本質(zhì)特征是在個人思維基礎(chǔ)上形成的社會思維。因為“人們的觀念和思想是關(guān)于自身的意識，關(guān)于一般人的意識，關(guān)于人們生活于其中的整個社會的意識”。每個正常的人，都能借助社會語言系統(tǒng)來概括感覺、提煉思想和交流感情。正是在思維交流中，個人思維為他人了解和接受，成為社會思維。錢學(xué)森教授從系統(tǒng)論的角度，對人的思維進行了全面、深刻的研究，提出了社會思維這一概念。他說：“人的思維是不是集體的？答案是肯定的。因為我們要認識客觀世界，不單靠實踐，而且還要利用過去人類創(chuàng)造出來的精神財富。什么知識都不用，那就回到了一百多萬年以前我們祖先那里去了。所以，人的思維質(zhì)量的好壞，一是靠社會實踐，二是靠知識。知識是人類社會實踐的一個非常重要的補充。所以，人的思維是集體的?！鄙鐣季S學(xué)就是要研究人以一個集體來思維的規(guī)律。
第一，從思維的屬性看，人類思維一開始就是社會的產(chǎn)物，而且只要人們還存在著，它就仍然是這種產(chǎn)物。社會性是思維的本質(zhì)屬性。社會環(huán)境對人的思維能力的發(fā)展所起的重要作用，已被許多事例所證實。思維只有在人類社會環(huán)境中才能產(chǎn)生和發(fā)展，“五官感覺形成是以往全部世界歷史的產(chǎn)物”。
第二，從思維進化的歷史看，人類的思維一開始就是集體的。早在兩千多年前，戰(zhàn)國時代的荀子就指出，人和牛馬不同的地方，就在于“人能群，彼不能群也”。人類原始思維是以集體思維為基本特征的，人類思維發(fā)展經(jīng)歷了從集體思維到個人思維，再到集體思維的螺旋式發(fā)展過程。
第三，從思維主體范疇的角度看，社會思維作為一個系統(tǒng)，包括個體思維、群體思維和人類思維三個層次。要充分發(fā)掘和開發(fā)人類思維的潛力，關(guān)鍵不在于探求什么個體思維自控訓(xùn)練的技法，而是應(yīng)該把重點放在研究人作為集體來思維的規(guī)律上，即加強對社會思維學(xué)的研究，提高集體思維質(zhì)量。這恐怕正是錢學(xué)森教授提出建立社會思維學(xué)的深遠意義所在。
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二是我們應(yīng)該研究“學(xué)習(xí)的成本”，即有效學(xué)習(xí)時間和時間的成本;最低學(xué)習(xí)費用和成才的成本。這里面有5點要避免:1.重復(fù)學(xué)習(xí)。例如,小學(xué)與初中、初中與高中某些課程要銜接,但不要重復(fù);高中與大學(xué)一二年級一些課程內(nèi)容一貫但也不應(yīng)重復(fù)。2.應(yīng)該避免把學(xué)習(xí)復(fù)雜化。復(fù)雜化的例子,如:上完課,還必須課外輔導(dǎo);輔導(dǎo)書品種越來越多,內(nèi)容越來越雜,本來很簡單的知識,越說越復(fù)雜;3.題海式教學(xué)。4.懲罰式教學(xué)。發(fā)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)錯誤,懲罰學(xué)生重寫、重做10~100遍,這不是教育,是對學(xué)生人性的摧殘。5.為教育多花錢,少辦事、不辦事、辦傻事。
二、要培養(yǎng)全才、通才、創(chuàng)新型人才、杰出人才
一是大成智慧者應(yīng)該是一個全才、通才、杰出人才。這樣的人才要具備3個條件:熟悉科學(xué)技術(shù)的體系,熟悉哲學(xué);理、工、文、藝結(jié)合,有智慧;熟悉信息網(wǎng)絡(luò),善于用電子計算機處理知識。
二是杰出人才培養(yǎng)模式要符合大成智慧的3個層次結(jié)構(gòu):知識層:它是由各種科學(xué)技術(shù)知識、信息、經(jīng)驗、感受等要素構(gòu)成的;情感層:它是由人們的價值觀念、需要意識、精神、品德、意志、意向、情趣等等因素構(gòu)成的,是思維結(jié)構(gòu)中不可或缺的動力與調(diào)控層次,這是大成智慧的核心;智慧層:它是以知識層和情感層的整體綜合為基礎(chǔ)的。大成智慧的3個條件和3個層次結(jié)構(gòu),是錢學(xué)森為我們設(shè)計的杰出人才最佳培養(yǎng)模式。
三、科技、教育必須創(chuàng)新
不要拿“創(chuàng)新”當(dāng)口號,創(chuàng)新是實實在在的能力和智慧。一個有科學(xué)創(chuàng)新精神和能力的人,必須具有科學(xué)創(chuàng)新思維和智慧,必須創(chuàng)造出“別人沒有的東西”,絕不是“人云亦云”,要敢說別人沒說過的話,要敢做別人沒做過的事;藝術(shù)、形象思維、非智力因素給創(chuàng)新以靈感,文理不要分家,科學(xué)與藝術(shù)要結(jié)合。
四、全面學(xué)習(xí)才能德、智、體、美、勞、情、創(chuàng)全面發(fā)展
要進行“全人格教育”,全學(xué)科學(xué)習(xí)。把人格健全、學(xué)會做人放到首位。不要只為應(yīng)付考試學(xué)習(xí),不要只學(xué)習(xí)幾個支離破碎的“考點”,要超脫地看待考試和分數(shù),要全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí),要掌握各門學(xué)科的體系,要開拓科學(xué)創(chuàng)新思維,這樣才能造就全面學(xué)習(xí)、全面發(fā)展的全才。
五、教育教學(xué)是一個系統(tǒng)工程
現(xiàn)代教育是一個系統(tǒng)工程,也應(yīng)符合錢學(xué)森所設(shè)計的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。關(guān)于系統(tǒng)工程,錢學(xué)森認為:“系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的認識出發(fā),設(shè)計和實施一個整體,以求達到我們所希望得到的效果?！?/p>
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Key words: scientific; Susceptible to experience
中圖分類號：E123文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
確立新的思維方式，實現(xiàn)企業(yè)事業(yè)干部思維的科學(xué)化，是當(dāng)前和今后企業(yè)事業(yè)思想政治工作中必須重視的一個問題。
所謂企業(yè)事業(yè)干部思維科學(xué)化――就是指企業(yè)事業(yè)黨政一切工作人員，對客觀事物的正確反映及按規(guī)律辦事，使思維方式、方法、出發(fā)點、目的、效果科學(xué)化。實現(xiàn)干部思維科學(xué)化，就能使干部克服保守的思想意識、過時的思想方法、陳腐的倫理道德，樹立新的開放的思維觀念；就能使干部克服偏信經(jīng)驗、輕視科學(xué)和知識的舊習(xí)慣，自覺運用現(xiàn)代科學(xué)的方法進行思維和決策；就能使干部思維程序和思維效率獲得最佳效益，進而促進企業(yè)事業(yè)思想政治工作質(zhì)量的不斷提高．
現(xiàn)代科學(xué)研究表明，主體是憑借特定的思維方式去“加工”外來信息的。思維方式是主體以往的認識、實踐基礎(chǔ)上形成的。構(gòu)成思維要素有知識、知識結(jié)構(gòu)、思維觀念、思維方法、思維習(xí)慣等等。由于這些思維要素的質(zhì)以及組合方式不同，使得不同的主體在思維空間、視野上，在思維方法上形成了不同的特點。對于同樣的客觀信息，用不同的思維方式去“加工’“制作”，往往會得出完全不同的結(jié)果。干部思想科學(xué)化，就是使干部思維由傳統(tǒng)型向現(xiàn)代型轉(zhuǎn)變，由經(jīng)驗型向科學(xué)型轉(zhuǎn)變，科學(xué)化的標志主是要用現(xiàn)代科學(xué)武裝企業(yè)事業(yè)干部的思維，武裝思想政治工作。
在思想政治工作中建構(gòu)科學(xué)思維方式有哪些主要途徑呢？
優(yōu)化思維要素。(1)開拓知識面，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)．當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，知識量猛增，對于一個企事業(yè)干部、一個思想政治工作者來說，單憑經(jīng)驗、感覺來開展工作已遠遠不能適應(yīng)時代的要求了。如果對新的知識、新的信息不甚了解，就不可能對新事物、新情況做出迅速的判斷，很難有顯著的成效。因此，必須認真學(xué)習(xí)，擴大知識面，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，形成一個以基本理論和黨的路線、方針、政策為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代管理科學(xué)理論、現(xiàn)代專業(yè)知識和廣博的社會科學(xué)、自然科學(xué)常識相結(jié)合，既包括理論知識又具有豐富實踐的良好知識結(jié)構(gòu)。(2)更新觀念，形成符合時代要求的觀念體系。思維觀念是人在思想實踐中長期積淀轉(zhuǎn)化而成的，是人們認識和把握客觀世界的一種既定思維格局。思維觀念的更新，在社會改革以及由此引起的觀念更新的年代里，尤為明顯。我們要以政治觀念、法律觀念、經(jīng)濟觀念和領(lǐng)導(dǎo)行為觀念為重點內(nèi)容，不斷破除陳舊的思想觀念，緊緊追隨歷史的步伐，確立符合實際的新思想、新觀念，體現(xiàn)出時代的精神和要求。(3)努力掌握各種科學(xué)的思維方法。一個干部要有良好的思維習(xí)慣才能增強思想政治工作的有效性。因此首先要掌握唯物辯證的基本方法，如矛盾分析方法，進程分析方法，階段分析方法等等，同時要掌握邏輯思維的基本方法，如分析與綜合的方法，歸納與演繹的方法，抽象與具體的方法，邏輯與歷史的方法等；對于現(xiàn)代科學(xué)中發(fā)展起來的一些思維方法也應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)和運用，如定性和定量的方法，反饋的方法和模擬的方法等等，總之，要在唯物辯證法的指導(dǎo)下，系統(tǒng)而熟練地掌握多種科學(xué)的思維方法，形成良好的思維習(xí)慣，以建立科學(xué)的思維方式，實現(xiàn)思維的科學(xué)化。
創(chuàng)造性思維，即運用新的認識方法，開拓新的認識領(lǐng)域，獲得新的認識成果的思維。它是干部思維科學(xué)化必須具備的一個主要方面。以下幾種創(chuàng)造性思維的基本技法，企業(yè)事業(yè)干部在開展思想政治工作以及其它工作中可以借鑒。
1.智力激勵法：即組織一定的會議形式，7-11 人參加，在短時間內(nèi)（10-20分鐘為宜），每人提 1-7個建議，通過快速聯(lián)想相互啟發(fā)，產(chǎn)生思維共振，并將任何觀念一律記下，過后評價以便獲得最佳方案。其原則：自由奔放，嚴禁批判，追求數(shù)量，錦上添花．此法鼓勵標新立異，用別人思想開拓自己的思想，常常能取得舉一反三、觸類旁通的效果，發(fā)揮了群體思維的最佳效應(yīng)，類似“諸葛亮?xí)薄?/p>
2.層層剝筍法：即根據(jù)需要解決的問題，從既定的方面，提出一些誘發(fā)性的答案，然后逐項加以討論，強制人們進行思考，從中獲得創(chuàng)造性思想，此法的主要途徑：(1)“逼近法”，即對最初認識的表面現(xiàn)象進行層層分析，向問題的核心步步“逼近”，直到認識事物的本質(zhì)。(2)“淘汰法”，即先將復(fù)雜的事物現(xiàn)象理出頭緒來，然后進行推敲、分析，不行則否定再找，這樣依次推敲、分析、淘汰，直至把握住事物的本質(zhì)，此法的目的在于揭示隱蔽在事物表面現(xiàn)象內(nèi)部的深層特征，隨著一些非本質(zhì)的繁雜而累贅的特征不斷被淘汰，而日益顯露出來。又稱“強制提問法”。
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思維是人腦對于客觀事物的本質(zhì)及其內(nèi)在聯(lián)系間接的和概括的反應(yīng)，是一種認識過程或心理活動。簡單地說，思維是人進行思考、通過人腦的活動解決問題的能力，是人的智力在一個方面的體現(xiàn)。思維方式也是人類認識論研究的重要內(nèi)容。
2006年3月，時任美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)(CMU)計算機科學(xué)系主任、現(xiàn)任美國基金會(MSP)計算機和信息科學(xué)與工程部(CISE)主任的周以真(Jeannette M.Wing)教授，在美國計算機權(quán)威刊物《Communications of the ACM》上，首次提出了計算思維（Computational Thinking）的概念：“計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動?！敝芤哉娼淌趶乃季S的視角闡述計算科學(xué)，并以此來探索計算機學(xué)習(xí)的教育價值。為此，周教授撰寫了針對大學(xué)所有新生的“計算思維”講義，并以此作為“怎樣像計算機科學(xué)家一樣思維”課程的主要教材。
計算思維這一概念提出后，立即得到美國教育界的廣泛支持，也引起了歐洲的極大關(guān)注。目前，計算思維是當(dāng)前國際計算機界廣為關(guān)注的一個重要概念，也是當(dāng)前計算機教育需要重點研究的課題。在美國，不僅有卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的專題討論，也有包括美國計算機協(xié)會（ACM）、美國國家計算機科學(xué)技術(shù)教師協(xié)會（CSTA）、美國數(shù)學(xué)研究所（AIM）等組織在內(nèi)的眾多團體的參與；計算思維還直接促成美國國家科學(xué)基金會（NSF）重大基金資助計劃CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation）的產(chǎn)生，CDI計劃旨在使用計算思維產(chǎn)生的新思想、新方法，促進美國自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性的成果。CDI的最終研究成果將使人們的思維模式發(fā)生轉(zhuǎn)變。這種以“計算思維”為核心的轉(zhuǎn)變，反映在美國國家自然科學(xué)與工程，以及社會經(jīng)濟與技術(shù)等各個學(xué)科領(lǐng)域。
計算思維不僅影響著美國，也影響著英國的教育，在英國的愛丁堡大學(xué)，人們在一連串的研討會上探索與計算思維有關(guān)的主題。每次研討會，都有不少專家討論計算思維對不同學(xué)科的影響。研討會上所涉及的學(xué)科已延伸到哲學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、建筑、教育等各個不同的領(lǐng)域。另外，英國計算機學(xué)會（BCS, British Computer Society）也組織了歐洲的專家學(xué)者對計算思維進行研討，提出了歐洲的行動綱領(lǐng)。
國內(nèi)有關(guān)計算思維的研究
上世紀80年代，錢學(xué)森先生在總結(jié)前人的基礎(chǔ)之上，將思維科學(xué)作為11大科學(xué)技術(shù)門類之一，與自然科學(xué)、社會科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、人體科學(xué)、行為科學(xué)、軍事科學(xué)、地理科學(xué)、建筑科學(xué)、文學(xué)藝術(shù)并列在一起。自從錢學(xué)森提出思維科學(xué)以來，各種學(xué)科在思維科學(xué)的指導(dǎo)下逐漸發(fā)展起來，計算學(xué)科也不例外。黃崇福教授可能是國內(nèi)最早闡述計算思維的學(xué)者。1992年，黃崇福在其所著的《信息擴散原理與計算思維及其在地震工程中的應(yīng)用》一書中給出了計算思維的定義：“計算思維就是思維過程或功能的計算模擬方法論，其研究的目的是提供適當(dāng)?shù)姆椒ǎ谷藗兡芙柚F(xiàn)代和將來的計算機，逐步達到人工智能的較高目標?！?/p>
國內(nèi)關(guān)于計算思維的研討大部分都是在與計算機方法論一起研究的。桂林電子科技大學(xué)計算機與控制學(xué)院董榮勝教授在對計算思維和計算機方法論的研究中指出：計算思維與計算機方法論雖有各自的研究內(nèi)容與特色，但它們的互補性很強，可以相互促進，計算機方法論可以對計算思維研究方面取得的成果進行再研究和吸收，最終豐富計算機方法論的內(nèi)容；反之，計算思維能力的培養(yǎng)也可以通過計算機方法論的學(xué)習(xí)得到更大的提高。兩者之間的關(guān)系與現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法論之間的關(guān)系非常相似。
2009年7月26日，中國工程院院士、中科院計算技術(shù)研究所所長李國杰在NOI2009開幕式和NOI25周年紀念會上的講話提到：“計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為，它選擇合適的方式去陳述一個問題，對一個問題的相關(guān)方面建模并用最有效的辦法實現(xiàn)問題求解。有了計算機，我們就能用自己的智慧去解決那些計算時代之前不敢嘗試的問題?！蓖?1月9日，在《中國信息技術(shù)已到轉(zhuǎn)變發(fā)展模式關(guān)鍵時刻》一文中，李國杰在展望未來信息技術(shù)的發(fā)展前景時指出：“20世紀下半葉是以信息技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新為標志的時代，預(yù)計21世紀上半葉將興起一場以高性能計算和仿真、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)、智能科學(xué)、計算思維為特征的信息科學(xué)革命，信息科學(xué)的突破可能會使21世紀下半葉出現(xiàn)一場新的信息技術(shù)革命?！?009年12月27日，中國計算機學(xué)會青年計算機科技論壇哈爾濱分論壇（YOCSE哈爾濱）與哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院青年沙龍共同舉辦了“計算思維”專題論壇的會議。哈工大計算機學(xué)院副院長王亞東教授作了題為“計算與計算思維”的報告。報告從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的角度出發(fā)，講述了計算思維已經(jīng)和即將對各門學(xué)科產(chǎn)生的影響，在計算機專業(yè)的各門課程中滲透“計算思維”的設(shè)想，并倡議學(xué)者們總結(jié)計算思維有哪些類別，以及它們和各門學(xué)科、日常生活的關(guān)系。
2010年7月19日至20日，北京大學(xué)等九所知名高校在西安交通大學(xué)舉辦了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)課程研討會”。教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計算思維能力培養(yǎng)研究”的報告。大會就增強大學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。
計算思維的關(guān)鍵內(nèi)容
當(dāng)我們必須求解一個特定的問題時，首先會問：解決這個問題有多么困難？怎樣才是最佳的解決方法？當(dāng)我們以計算機解決問題的視角來看待這個問題，我們需要根據(jù)計算機科學(xué)堅實的理論基礎(chǔ)來準確地回答這些問題。同時，我們還要考慮工具的基本能力，考慮機器的指令系統(tǒng)、資源約束和操作環(huán)境等問題。
為了有效地求解一個問題，我們可能要進一步問：一個近似解是否就夠了，是否有更簡便的方法，是否允許誤報和漏報？計算思維就是通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個看來困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題。
計算思維是一種遞歸思維，是一種并行處理。它可以把代碼譯成數(shù)據(jù)又把數(shù)據(jù)譯成代碼。它是由廣義量綱分析進行的類型檢查。例如，對于別名或賦予人與物多個名字的做法，它既知道其益處又了解其害處；對于間接尋址和程序調(diào)用的方法，它既知道其威力又了解其代價；它評價一個程序時，不僅僅根據(jù)其準確性和效率，還有美學(xué)的考量，而對于系統(tǒng)的設(shè)計，還考慮簡潔和優(yōu)雅。計算思維是一種多維分析推廣的類型檢查方法。
計算思維采用了抽象和分解來迎接龐雜的任務(wù)或者設(shè)計巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，它是一種基于關(guān)注點分離的方法（Separation of Concerns，簡稱SOC方法）。例如，它選擇合適的方式去陳述一個問題，或者選擇合適的方式對一個問題的相關(guān)方面建模使其易于處理；它是利用不變量簡明扼要且表述性地刻畫系統(tǒng)的行為；它是我們在不必理解每一個細節(jié)的情況下就能夠安全地使用、調(diào)整和影響一個大型復(fù)雜系統(tǒng)的信息；它就是為預(yù)期的未來應(yīng)用而進行數(shù)據(jù)的預(yù)取和緩存的設(shè)計。
計算思維是按照預(yù)防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式，并從最壞情況進行系統(tǒng)恢復(fù)的一種思維。例如，對于“死鎖”，計算思維就是學(xué)習(xí)探討在同步相互會合時如何避免“競爭條件”的情形。
計算思維利用啟發(fā)式的推理來尋求解答，它可以在不確定的情況下規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。例如，它采用各種搜索策略來解決實際問題。計算思維利用海量數(shù)據(jù)來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行權(quán)衡。例如，它在內(nèi)存和外存的使用上進行了巧妙的設(shè)計；它在數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮過程中平衡時間和空間的開銷。
計算思維與生活密切相關(guān)：當(dāng)你早晨上學(xué)時，把當(dāng)天所需要的東西放進背包，這就是“預(yù)置和緩存”；當(dāng)有人丟失自己的物品，你建議他沿著走過的路線去尋找，這就叫“回推”；在對自己租房還是買房做出決策時，這就是“在線算法”；在超市付費時，決定排哪個隊，這就是“多服務(wù)器系統(tǒng)”的性能模型；為什么停電時你的電話還可以使用，這就是“失敗無關(guān)性”和“設(shè)計冗余性”。由此可見，計算思維與人們的工作與生活密切相關(guān)，計算思維應(yīng)當(dāng)成為人類不可或缺的一種生存能力。
計算機科學(xué)是計算的學(xué)問，它研究什么是可計算的，怎樣去計算。計算思維具有以下特性：（1）概念化，不是程序化。計算機科學(xué)不是計算機編程。像計算機科學(xué)家那樣去思維意味著遠不止能為計算機編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維。（2）根本的，不是刻板的技能。根本技能是每一個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的?？贪寮寄芤馕吨鴻C械的重復(fù)。具有諷刺意味的是，當(dāng)計算機像人類一樣思考之后，思維可就真的變成機械的了。（3）是人的，不是計算機的思維方式。計算思維是人類求解問題的一條途徑，但絕非要使人類像計算機那樣地思考。計算機枯燥且沉悶，人類聰穎且富有想象力，是人類賦予計算機激情。配置了計算設(shè)備，我們就能用自己的智慧去解決那些在計算時代之前不敢嘗試的問題。計算機賦予人類強大的計算能力，人類應(yīng)該好好地用這種力量去解決各種需要大量計算的問題。（4）數(shù)學(xué)和工程思維的互補與融合。計算機科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，因為像所有的科學(xué)一樣，其形式化基礎(chǔ)建筑于數(shù)學(xué)之上。計算機科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維，因為我們建造的是能夠與實際世界互動的系統(tǒng)，基本計算設(shè)備的限制迫使計算機科學(xué)家必須計算性地思考，不能只是數(shù)學(xué)性地思考。構(gòu)建虛擬世界的自由使我們能夠設(shè)計超越物理世界的各種系統(tǒng)。（5）是思想，不是人造物。不只是我們生產(chǎn)的軟件硬件等人造物將以物理形式到處呈現(xiàn)并時時刻刻觸及我們的生活，更重要的是計算概念，這種概念被人們用于求解問題、管理日常生活、與他人交流和互動。（6）面向所有的人，所有地方。當(dāng)計算思維真正融入人類活動的整體以致不再表現(xiàn)為一種顯式之哲學(xué)的時候，它就將成為一種現(xiàn)實。就教學(xué)而言，計算思維作為一個問題解決的有效工具，應(yīng)當(dāng)在所有地方、所有學(xué)校的課堂教學(xué)中得到應(yīng)用。
計算思維與計算機學(xué)科的方法論
正如本文第二部分所述，計算思維與計算機學(xué)科的方法論研究有很大的相似性，國內(nèi)很多學(xué)者都在同時研究。計算思維和計算機學(xué)科方法論都是試圖通過可計算性原理、形理算一體原理和機算設(shè)計原理，從思維和方法的高度來進行抽象，以尋求具有一定普適意義的學(xué)科價值。
所謂可計算性原理亦即計算的可行性原理。1936年，英國科學(xué)家圖靈提出了計算思維領(lǐng)域的計算可行性問題：即怎樣判斷一類數(shù)學(xué)問題是否是機械可解的，或者說一些函數(shù)是否可計算。所謂形理算一體原理，是針對具體問題應(yīng)用相關(guān)理論進行計算發(fā)現(xiàn)規(guī)律的原理。在計算思維領(lǐng)域，就是從物理圖像和物理模型出發(fā)，尋找相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具與計算方法進行問題求解。所謂機算設(shè)計原理，就是利用物理器件和運行規(guī)則（算法）相結(jié)合完成某個任務(wù)的原理。在計算思維領(lǐng)域，最顯著的成果就是電子計算機的創(chuàng)造（計算機的設(shè)計原理），比如，電子計算機構(gòu)成就是五個外部設(shè)備（計算器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備）以及運用二進制和存儲程序的概念來達到解決問題的目的。
盡管計算思維的學(xué)科體系尚未成熟，但在教學(xué)和培訓(xùn)中的應(yīng)用和推廣已逐步開展。一些從事計算機教育的學(xué)者在教學(xué)過程中推進計算思維能力的培養(yǎng)，標志性的事情包括2008年美國國家計算機科學(xué)技術(shù)教師協(xié)會（CSTA）在網(wǎng)上了得到美國微軟公司支持的《計算思維：一個所有課堂問題解決的工具》（Computational Thinking: A problem solving tool for every classroom）報告。2008年，ACM在網(wǎng)上公布了對CS2001（美國關(guān)于大學(xué)計算機科學(xué)的教學(xué)大綱）進行中期審查的報告（CS2001 Interim Review），開始將美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系教授周以真倡導(dǎo)的“計算機思維”與“計算機導(dǎo)論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計算機思維的本質(zhì)。美國計算機科學(xué)技術(shù)教師協(xié)會認為，計算思維應(yīng)當(dāng)是所有學(xué)校所有課堂教學(xué)都應(yīng)當(dāng)采用的一個工具。采用這個工具，教師自然會問以下幾個問題：（1）人所固有的能力與局限性？計算機的計算能力與局限性？（2）問題到底有多復(fù)雜？即問題解決的時間復(fù)雜性、空間復(fù)雜性？（3）問題解決的判定條件是什么？（4）什么樣的技術(shù)（各種建模技術(shù)）能被應(yīng)用于當(dāng)前的問題求解或討論之中？（5）什么樣的計算策略更有利于當(dāng)前問題的解決？
計算機科學(xué)與技術(shù)方法論是認知計算學(xué)科的方法和工具，也是計算學(xué)科認知領(lǐng)域的理論體系。計算機科學(xué)與技術(shù)方法論也進一步推進了大學(xué)計算思維的培養(yǎng)。在大學(xué)計算機學(xué)科教學(xué)中，引入計算思維關(guān)注點分離的方法解決軟件工程課程中的問題求解、算法設(shè)計、軟件設(shè)計等設(shè)計方法以及軟件開發(fā)過程、軟件項目管理和軟件開發(fā)方法學(xué)等諸多方面的問題，因為作為最重要的計算思維原則之一，關(guān)注點分離是計算科學(xué)和軟件工程在長期實踐中確立的一項方法論原則。離散數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生利用計算思維去解決離散數(shù)學(xué)中的模型與數(shù)理邏輯、遞歸與等價關(guān)系數(shù)目的求解、模塊化與群、等價關(guān)系證明等問題。
目前，盡管計算思維已在大學(xué)教學(xué)中逐步應(yīng)用，但是，計算思維本身還未成為獨立的學(xué)科體系，并且在教學(xué)中的應(yīng)用都是少數(shù)專家學(xué)者在進行小規(guī)模探索性的實驗性教學(xué)，在培養(yǎng)過程中沒有系統(tǒng)性的應(yīng)用計算思維的系列方法，因此效果并不明顯。
計算思維對信息技術(shù)課程的影響
盡管有關(guān)計算思維的研究目前主要在高校，在國內(nèi)，也僅在為數(shù)不多的高校計算機系或計算機學(xué)院開展教學(xué)實踐探索。由于計算機學(xué)科和信息技術(shù)學(xué)科有著天然的緊密聯(lián)系，計算思維也會對中小學(xué)信息技術(shù)課程產(chǎn)生影響。
1.計算思維是每個人的基本技能
計算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬于計算機科學(xué)家。我們應(yīng)當(dāng)使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），還要學(xué)會計算思維。正如印刷出版促進了3R的普及，計算和計算機也以類似的正反饋促進了計算思維的傳播。當(dāng)大學(xué)計算機專業(yè)教學(xué)在嘗試用計算思維開展計算機專業(yè)課程教學(xué)的時候，教授們已提出應(yīng)當(dāng)為大學(xué)新生開一門稱為“怎么像計算機科學(xué)家一樣思維”的課程，面向所有專業(yè)，而不僅僅是計算機科學(xué)專業(yè)的學(xué)生。我們應(yīng)當(dāng)使入大學(xué)之前的學(xué)生接觸計算的方法和模型。我們應(yīng)當(dāng)設(shè)法激發(fā)公眾對計算機領(lǐng)域科學(xué)探索的興趣，傳播計算機科學(xué)的快樂、崇高和力量，致力于使計算思維成為常識。從目前中小學(xué)的課程設(shè)置來看，通過信息技術(shù)課程讓學(xué)生接觸計算思維是最有效的途徑。2000年以來，我們已經(jīng)習(xí)慣于將提升學(xué)生信息素養(yǎng)作為信息技術(shù)課程目標，隨著計算思維的引入，需要我們?nèi)ヌ剿餍畔⑺仞B(yǎng)與計算思維的關(guān)系。
2.計算思維促進信息技術(shù)學(xué)科思維的研究
目前的信息技術(shù)課程普遍存在著“只見技術(shù)不見人”和“什么實用教什么”的現(xiàn)象。前者反映我國課程實現(xiàn)中存在著過度的技術(shù)化取向問題，后者反映了功利主義的課程價值認識。其實，這兩種現(xiàn)象所反映的本質(zhì)都是相同的，即以簡單技術(shù)掌握為第一要義，雖然強調(diào)了用信息技術(shù)解決實際問題，但也僅是解決如何操作軟件以達到學(xué)以致用，缺乏從學(xué)生人生發(fā)展的高度看待信息技術(shù)課程所應(yīng)有的價值。
筆者曾從信息技術(shù)課程中有關(guān)算法與程序設(shè)計的學(xué)習(xí)價值的角度提出算法思維是一種解決問題的過程性思維方式：算法思維就是能清楚說明問題解決的方法，能夠?qū)⒁粋€復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成若干子問題并將其進一步簡化，以達到解決問題的目的，這也是科學(xué)和設(shè)計領(lǐng)域的一項重要技能；算法思維就是能清楚地理解問題解決的規(guī)則，能夠認識到問題的起點、邊界和限定范圍，按部就班地完成任務(wù)或解決問題；算法思維就是能清楚地分析問題解決方法的優(yōu)劣，能夠設(shè)計與構(gòu)造操作步驟更少、更經(jīng)濟的算法。
算法思維的提出在一定程度上解決“算法與程序設(shè)計”的學(xué)習(xí)價值不是僅對口程序員的培養(yǎng)，就像數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不僅是培養(yǎng)會計一樣。通過算法和程序設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以體驗解決問題的過程，規(guī)范的設(shè)計與工藝要求，以及人與計算機共存的思維特征。但是，算法思維是以算法為出發(fā)點，相比以計算理論出發(fā)的計算思維，有更多的局限性。因此，計算思維有利于推進信息技術(shù)課程在學(xué)科思維方面的研究，有利于學(xué)生通過信息技術(shù)課程獲得終身有用的知識與能力，而不是面臨過時的計算機操作步驟。
3.計算思維引發(fā)有關(guān)信息技術(shù)與計算機學(xué)科的關(guān)系思考
計算機界長期以來一直認為程序設(shè)計語言是進入計算學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)秀工具，也是獲得計算機重要特征的有力工具。早期中小學(xué)開展BASIC語言學(xué)習(xí)，其本意也是以認識計算機特征為目的。其存在的明顯問題是缺乏學(xué)科思維，過多地關(guān)注具體語言的細節(jié)。而以應(yīng)用軟件為學(xué)習(xí)對象的計算機課程，雖然強調(diào)了應(yīng)用，但仍然關(guān)注軟件操作細節(jié)的學(xué)習(xí)，使得課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與社會上的軟件培訓(xùn)班相差無幾。隨著計算機軟件的豐富與普及，以及計算機操作的人性化，重視工具操作、缺乏思維和方法的計算機課程面臨改革是必然的。
信息技術(shù)課程不僅在課程目標上實現(xiàn)了從掌握計算機知識和技能到信息素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，課程形態(tài)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評價方式、教材等方面都有了較大的發(fā)展與改進。但是，目前的信息技術(shù)課程在處理學(xué)習(xí)內(nèi)容中，“人如何處理信息”、“人如何用工具處理信息”以及“工具如何處理信息（人如何制造信息處理工具）”三者關(guān)系時把握不清，特別是對于有關(guān)計算機原理與操作的學(xué)習(xí)內(nèi)容，存在既想回避又無法回避的現(xiàn)狀，要回避是因為要避免學(xué)科教學(xué)走回原計算機課老路，但計算機作為現(xiàn)代信息技術(shù)的典型代表在教學(xué)中又無法回避。
信息技術(shù)和計算機都能對數(shù)據(jù)進行加工，這種加工有自動化屬性。兩者都反映了一個根本的問題：什么能被有效地自動進行。這也是計算思維經(jīng)抽象以后反映的根本問題。計算思維將促進信息技術(shù)課程中信息技術(shù)與計算機技術(shù)的關(guān)系問題，即計算機在信息技術(shù)課程中的地位問題。
結(jié)束語
篇6
在計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，創(chuàng)新思維的有效運用可以對計算機網(wǎng)絡(luò)的原理進行觀察、概括和提煉并產(chǎn)生聯(lián)想、發(fā)散與想象，這種教學(xué)模式可以通過循環(huán)聯(lián)想、圖形同構(gòu)和夸張寓意等形式進行表現(xiàn)。
一、聯(lián)想思維和循環(huán)聯(lián)想
聯(lián)想思維是指在人腦內(nèi)記憶表象系統(tǒng)中由于某種誘因使不同表象發(fā)生聯(lián)系的一種思維活動。聯(lián)想思維的類型包括相似聯(lián)想、相關(guān)聯(lián)想、對比聯(lián)想和因果聯(lián)想。
相似聯(lián)想是由某一現(xiàn)象或事物想到與它類似的其他現(xiàn)象或事物，從而產(chǎn)生某種新想法。新想法可以從內(nèi)容邏輯、情感反應(yīng)、外部形態(tài)和意義性質(zhì)的相似性引起聯(lián)想。例如在計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，我們講串行通信模式，講完單工模式后，就可以讓學(xué)生們?nèi)ヂ?lián)想，如果有兩個信息節(jié)點，信息只能從A到B，那么B信息必須傳到A時怎么辦呢？我們在現(xiàn)在的線路基礎(chǔ)上，在收發(fā)端分別增加設(shè)備，是不是就可以利用這條單行線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)從A傳到B，或者從B傳到A，從而實現(xiàn)半雙工模式。如果信息量增大，線路切換麻煩，我們是不是可以把單行線變成雙行線呢？由此，我們引出了全雙工模式。從這個例子可以看出，相關(guān)聯(lián)想是由眼前的事物或人想到另外的時間或空間上相接近的事物或人，既可由結(jié)果聯(lián)想到原因，也可以由原因聯(lián)想到結(jié)果。由此可見，因果聯(lián)想可以一環(huán)套一環(huán)、一層套一層地不斷深想，直至創(chuàng)新的準確切入。
在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中，啟發(fā)學(xué)生利用聯(lián)想方法，通過相似聯(lián)想、相關(guān)聯(lián)想、對比聯(lián)想和因果聯(lián)想完成循環(huán)聯(lián)想的練習(xí)，例如串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工；講課時，首先介紹單工傳模式，再訓(xùn)練學(xué)習(xí)，如何通過單工模式設(shè)計新的通信模式，由此引出半雙工和雙工模式，通過聯(lián)想完成通信模式介紹，如圖1所示：
聯(lián)想訓(xùn)練將不同的概念和形象互相聯(lián)系，從某種意義上說形成了一新的組合創(chuàng)造。將抽象的、無形的心理理念和狀態(tài)轉(zhuǎn)化為具體事務(wù)，是精神與思想的組合。因為聯(lián)想思維的強大鏈接能力，使得一些形象和概念思考時獲得很多的靈感，比如在串行通信模式教學(xué)中，我們通過聯(lián)想的方法，不僅僅使同學(xué)們從單工模式聯(lián)想到半雙工，雙式模式，甚至還有個別同學(xué)聯(lián)想出了超越教材的串行通信模式。
二、形象思維和圖形同構(gòu)
形象思維是創(chuàng)新思維的主體，從信息學(xué)角度而言即運用靈感、表象、想象等形式將對象信息加工并認識對象的本質(zhì)與規(guī)律。
一般而言，形象思維有以下特征：
（1）形象思維具備非邏輯性，形象思維可以調(diào)用許多形象性材料合成新的形象或跳躍至其他形象。其信息加工過程是平行、面性和立體性的。形象思維是似真性與或然性的思維方式，結(jié)果有待邏輯證明和實踐檢驗；（2）形象思維具備想象性，形象思維致力于追求對已有形象的加工以此獲得新的輸出。因此形象思維具有創(chuàng)造性的優(yōu)點；（3）形象思維具備形象性，反映的對象是意象、直感、想象等形象性的觀念，表達工具是能感知的圖形、圖像或形象性符號，具有生動、直觀和整體的優(yōu)點。
例如在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖講授中，教師只畫出星形拓撲結(jié)構(gòu)圖并做粗略介紹，然后要求學(xué)生利用形象思維指出可以想像得到的其他網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。學(xué)生利用生活中的拓撲結(jié)構(gòu)聯(lián)想并進行討論分類，最后整理出如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)：
三、發(fā)散思維和夸張寓意
發(fā)散思維具備以下特征：
（1）發(fā)散思維具備獨特性，其思維具有超乎尋常的新成分，并不受現(xiàn)有知識、傳統(tǒng)觀念的束縛，可朝各種可能方向發(fā)散，其結(jié)果有可能由已知趨向未知；（2）發(fā)散思維具備流暢性，能在短時間內(nèi)發(fā)表多種觀念，其反應(yīng)速度和數(shù)量是量的指標體；（3）發(fā)散思維具備變通性，其思維變化多端、舉一反三，可以提出不同凡響的新觀念。
創(chuàng)新思維是學(xué)習(xí)的動力，從某種意義上說是學(xué)習(xí)的靈魂。在計算機網(wǎng)絡(luò)基脈沖編碼方案講授時，教師以單極性脈沖為例進行細致詳細的講解，然后要求學(xué)生自己思考、創(chuàng)新，研究有沒有其他的脈沖編碼方案并進行整理、分析、剔除，最后得出如圖3所示的脈沖編碼方案：
【參考文獻】
[1]錢學(xué)森. 關(guān)于思維科學(xué)[M]. 上海人民出版社，1986.
篇7
一、利用“看畫”培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性
美術(shù)欣賞是通過欣賞主體的視覺器官眼睛，去感受客觀世界中形形的各種物象。初中生由于年齡和心理特征，他們的形象思維比較活躍。在上美術(shù)欣賞時，可利用直觀教學(xué)法起動他們的形象思維。其后再對各種形象思維的結(jié)果進行比較、鑒別、篩選得出正確的思維結(jié)果。如，欣賞我市苗族東部次方言區(qū)（丹青、排綢、排吼）的苗帕?xí)r。初看，學(xué)生看得十分膚淺，很不深刻。錯認為：顏色單調(diào)，僅黑白二色。我指導(dǎo)他們細看，學(xué)生們能發(fā)現(xiàn)畫中的花草、樹木、飛禽走獸、吉祥之物圖案，以及對它們的藝術(shù)組合。透過作品的精美，想象出作者的樸素美、健康美和心靈美。并在心靈上與作者，作品產(chǎn)生共鳴。其實學(xué)生的生活中并不缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)。通過看畫欣賞從物象形體結(jié)構(gòu)、空間情境、色彩關(guān)系等，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、鑒賞美的能力。并利用“看畫”過程培養(yǎng)了學(xué)生思維的深刻性。
二、利用 “想畫”培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性
想畫，是對畫的思維過程，海闊天空地發(fā)散思維，是創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)。創(chuàng)造力是人的智能結(jié)構(gòu)中最主要的一個方面。因此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，應(yīng)在提高學(xué)生思維的創(chuàng)造性上花氣力。美術(shù)是用形象進行思維的，在它的欣賞創(chuàng)造過程中，要求學(xué)生多想一些為什么？如，欣賞黃永玉的《湘西寫生》同學(xué)們看到了：秀麗的湘西風(fēng)光，栩栩如生的人物肖像，和裊娜多姿的花卉。畫面生動感人，富有詩意。學(xué)生感受到了：湘西處處有美麗，看到了湘西人民物質(zhì)生活的提高，精神文明生活的豐富。在欣賞時，讓學(xué)生一邊欣賞，一邊聽樂曲《在希望的田野上》這時學(xué)生的眼睛、耳朵、腦子同時起動，各種智慧也相繼產(chǎn)生了。所謂智能就是認識客觀事物，并用知識去解決問題的創(chuàng)造性。一般說人的智能的高低不是先天就有的，而是后天學(xué)成的，是靠個人努力與教育得到的。想畫，能使學(xué)生的創(chuàng)造性思維活躍起來，能提高學(xué)生思維的創(chuàng)造性。
三、利用“寫畫”培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性
學(xué)生智能不是憑空發(fā)展，需一定的環(huán)境和機遇，使它表現(xiàn)出來。在看畫、想畫的基礎(chǔ)上，接著做寫畫的練習(xí)。其實在看、想時，學(xué)生不知不覺的邊看、邊想、邊做筆記了。這樣在寫時才有東西可寫。在寫評一幅畫的藝術(shù)價值，時代背景，民族特色時。用精練的語言進行概括、評述、評判。老師要指導(dǎo)寫畫要點，列出提綱。學(xué)生可自由地、創(chuàng)造性地運用自己思維和語言，把自己的感受寫出來。這幅畫美的理由是什么？美在哪些方面？它是如何弘揚中華民族文化藝術(shù)特色的？……。一系列的提問，一個個的作答，學(xué)生的思維隨著邏輯流動。將學(xué)生審美能力一步步地提高。這樣，學(xué)生思維的流暢性得到了培養(yǎng)。
四、利用“議畫”培養(yǎng)學(xué)生思維的全面性
議畫是培養(yǎng)學(xué)生思維全面性的有效途徑，是學(xué)生牢固掌握美術(shù)知識的一個重要手段。議畫實際上就是組織學(xué)生討論，實踐師生互動，生生互動，讀者對作者、作品感知的過程。議畫，既離不開頭腦，又離不開語言表達。議畫，要讓學(xué)生暢所欲言，要盡量讓學(xué)生想得寬一點、深一點。凡是想到的在議畫時都要說出來，并且說的要跟想的一模一樣。教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)議畫情境，可安排前后2人議論，也可前后左右4人一組討論。如果班額不大，還可茶座式的排坐，這樣，學(xué)生討論時會更為方便。每一個人的發(fā)言，可以有不同觀點，也可大家辯論。不能解決的問題，老師要加以點撥。使學(xué)生從不知到知，從知表到知里，從思維內(nèi)化到口頭表達。這樣的訓(xùn)練提高了學(xué)生思維的全面性。
篇8
An Approach to Effects of Computational Thinking on Information Technology Curriculum in Primary and Secondary School//Wang Rongliang
Abstract This paper explains the concept of computational thinking, and points out the importance of computational thinking on computer education. The relationship between computational thinking and information technology is discussed. Information technology curriculum will be improved under the influence of computational thinking.
Key words computational thinking; information technology curriculum; computer; computational education
Author’s address Institute of IT Education in Primary and Secondary School, East China Normal University, Shanghai, China 200062
1 計算思維辨析
2006年3月，曾任美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)（CMU）計算機科學(xué)系主任，現(xiàn)任美國基金會（MSP）計算機和信息科學(xué)與工程部（CISE）主任的周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權(quán)威雜志ACM會刊Communications of the ACM雜志上，首次提出計算思維（Computational Thinking）：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動[1]。
計算思維這一觀念一經(jīng)提出，立即得到美國教育界的廣泛支持，并引起歐洲的極大關(guān)注。2007年9月19日，歐洲科學(xué)界、工業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者在布魯塞爾皇家科學(xué)院召開了名為“思維科學(xué)——歐洲的下一個政策挑戰(zhàn)”的會議[2]。2008年10月31日，我國高等學(xué)校計算機教育研究會在桂林召開關(guān)于“計算思維與計算機導(dǎo)論”專題學(xué)術(shù)研討會，來自全國80多所高校，包括70多位計算機學(xué)院院長、主管教學(xué)副院長在內(nèi)的近百名專家出席會議，根據(jù)“計算思維”領(lǐng)域的研究以及它在科技創(chuàng)新與教育教學(xué)中的重要作用，探討科學(xué)思維與科學(xué)方法在計算機學(xué)科教學(xué)中的作用以及在教學(xué)過程中如何以課程為載體講授面向?qū)W科的思維方法，以共同促進國家科學(xué)與教育事業(yè)的進步[3]。
根據(jù)周以真教授的觀點，計算思維就是通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個看來困難的問題重新闡述成一個人們知道怎樣解決的問題。計算思維是一種遞歸思維，它把代碼譯成數(shù)據(jù)，又把數(shù)據(jù)譯成代碼；計算思維采用抽象和分解來迎接龐雜的任務(wù)或者設(shè)計巨大復(fù)雜的系統(tǒng)；計算思維是按照預(yù)防、保護以及通過冗余、容錯、糾錯的方式從最壞情況恢復(fù)的一種思維；計算思維利用啟發(fā)式推理來尋求解答，即在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)試；計算思維利用海量數(shù)據(jù)來加快計算，在時間和空間之間、在處理能力和存儲容量之間進行權(quán)衡。
計算思維與生活密切相關(guān)：當(dāng)你早晨上學(xué)時，把當(dāng)天所需要的東西放進背包，這就是“預(yù)置和緩存”；當(dāng)有人丟失自己的物品，你建議他沿著走過的路線去尋找，這就叫“回推”；對自己租房還是買房作出決策，這就是“在線算法”；在超市付費時，決定排哪個隊，這就是“多服務(wù)器系統(tǒng)”的性能模型；此外還有“失敗無關(guān)性”和“設(shè)計冗余性”。由此可見，計算思維與人們的工作與生活密切相關(guān)，計算思維應(yīng)當(dāng)成為人類不可或缺的一種生存能力。
2 信息技術(shù)與計算思維的關(guān)系
信息技術(shù)是關(guān)于信息的產(chǎn)生、發(fā)送、傳輸、接收、變換、識別、控制等應(yīng)用技術(shù)的總稱，是在信息科學(xué)的基本原理和方法的指導(dǎo)下擴展人類信息處理功能的技術(shù)。作為現(xiàn)代信息技術(shù)，包括通信技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、自動控制技術(shù)和遙感技術(shù)等。當(dāng)今社會，人們已經(jīng)離不開信息技術(shù)。
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近年來，國際國內(nèi)計算機教育界掀起了研究計算思維的熱潮。什么是計算思維？計算思維具有什么樣的特征？在現(xiàn)代高等教育中，如何去培養(yǎng)學(xué)生的計算思維？……針對這些問題，前人進行了積極的探討和爭論。文獻【1】指出計算思維是“運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為?！辈ζ鋬?nèi)涵及其在社會實踐中的地位進行了深刻的分析。文獻【2】闡述了計算思維的概念、內(nèi)涵及其與實證思維，邏輯思維的關(guān)系，進一步指出了計算思維在未來的發(fā)展中所面臨的挑戰(zhàn)；文獻【3】討論了計算思維對各門學(xué)科產(chǎn)生的影響，并提出應(yīng)該在計算機專業(yè)的各門課程中滲透“計算思維”的設(shè)想；文獻【4】探討了計算思維和計算機方法論之間的關(guān)系，認為兩者各具特色且相互補充，計算機方法論可以補充吸收計算思維方面的研究成果，而計算思維的能力可以通過計算機方法論的學(xué)習(xí)得到更大的提高。文獻【5】通過對計算機科學(xué)思維，計算思維和計算機思維概念進行一致性分析，從不同方面分析和闡述了計算思維的特征，并對計算思維研究的基本問題進行了初步探索。文獻【6】中分析了當(dāng)今計算機教育存在的危機及危機產(chǎn)生的原因，提出了在非計算機專業(yè)的計算機課程教學(xué)中應(yīng)講授計算學(xué)科的普適思維以及計算學(xué)科的基本素養(yǎng)，并探討了“大學(xué)計算機”課程的思維性教學(xué)方法。文獻【7】以遺傳與遺傳算法的教學(xué)為例，提出了寬度，深度相結(jié)合的計算思維教學(xué)方法，即由自然/社會生活中的計算到計算機技術(shù)與計算機系統(tǒng)中的淺層次計算，再到深層次計算。然而眾所周知，思維的培養(yǎng)單憑一兩門課程的學(xué)習(xí)是無法完成的，它是一個綜合性很強的過程，需要在學(xué)生的四年大學(xué)學(xué)習(xí)生活中，持續(xù)不斷的來完成。因此，本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，探討了在本課程教學(xué)中如何進行計算思維的培養(yǎng)，使得計算思維成為學(xué)生的一種思維習(xí)慣，并能夠運用這種思維進行問題的思考與分析。
1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計算思維
作為人類三大思維科學(xué)（理論思維、實踐思維、計算思維）之一的計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等，它涵蓋了計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動，其最主要的本質(zhì)是抽象和自動化。將計算思維的概念、內(nèi)涵進行分析，可將計算思維的內(nèi)容分為三個層面：計算思維意識，計算思維方法和計算思維能力【8】。在思維訓(xùn)練的過程中形成思維意識，反復(fù)的思維訓(xùn)練最終的結(jié)果使得思維能力得以提升?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機相關(guān)專業(yè)的一門十分重要的核心課程，其核心內(nèi)容是抽象數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)操作。幾乎課程中的每個知識單元都對應(yīng)著一種計算思維的方法。如抽象數(shù)據(jù)類型對應(yīng)研究對象的符號表示；算法對應(yīng)問題的求解辦法；樹、二叉樹的定義，遍歷對應(yīng)遞歸法等等。課程教學(xué)的目標不僅僅是要傳授學(xué)生計算機方面的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力，更是要提高學(xué)生分析問題，解決問題的能力，這也是計算思維的終極目標。因此，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)是計算思維培養(yǎng)的重要載體，是一種重要的計算思維訓(xùn)練工具。
2.基于計算思維能力培養(yǎng)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)
如何在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的課程教學(xué)中進行計算思維的培養(yǎng)，以提高學(xué)生運用計算思維進行問題的分析和求解是一個挑戰(zhàn)。在課堂上進行思維的培養(yǎng)，需要在宏觀上重新審定課程內(nèi)容，以計算思維為主線組織課程；從細節(jié)上改善課堂環(huán)節(jié)，增強學(xué)生思維訓(xùn)練；改變教學(xué)成果的考核方式，建立有效的，可量化的成果檢測方式。圍繞這一主線，筆者在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的課程教學(xué)中做了以下幾個方面的嘗試。
（1）設(shè)計具有思考性的、趣味性的知識情境
以計算思維為導(dǎo)向進行《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)，需要教師為學(xué)生提供富有思考性的課堂環(huán)境，即為學(xué)生參與富有意義的思維活動提供機會并鼓勵學(xué)生參加到這樣的活動中來。這就對教師提出了更高的要求，一方面需要教師深入社會實踐，結(jié)合不同的專業(yè)背景進行調(diào)研，熟悉并掌握計算機應(yīng)用實例；另一方面需要教師認真學(xué)習(xí)、研究計算思維和課程內(nèi)容，提煉并展現(xiàn)蘊藏在知識背后的計算思維，精心設(shè)計具有思考性的知識情境，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際情況進行任務(wù)的分析，分解，引導(dǎo)學(xué)生主動進行知識的探索，從而使每個學(xué)生都成為問題的思考者，使整個課堂變得富有思考性，趣味性。比如，線性表是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的第一個抽象數(shù)據(jù)類型。針對這一知識點，我們設(shè)計的知識情境為設(shè)計一個簡單的門診掛號系統(tǒng)。將學(xué)生分為幾個小組，每個小組針對該題目圍繞以下幾個方面進行討論：系統(tǒng)的研究對象；對象具有的屬性（號碼，姓名，性別，年齡，簡單癥狀描述等）；關(guān)系（以號碼為關(guān)鍵字形成線性表）；特點（除第一個和最后一個病人，每個病人都僅有唯一的一個直接前驅(qū)和唯一的一個直接后繼），可能的操作（插入，刪除）等等內(nèi)容。通過這樣一個實例，將線性表的相關(guān)知識點融入到該實例中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動思考問題的習(xí)慣。
（2）提高課堂實效，強化計算思維訓(xùn)練
思維隨著知識的貫通而形成，能力隨著思維的訓(xùn)練而提高。因此，提高學(xué)生的計算思維能力，除了設(shè)計具有思考性的知識情境還不夠，還需要進行有效的計算思維訓(xùn)練。因此，筆者強調(diào)需要從多樣性的角度強化思維訓(xùn)練。多樣性包括知識情境的多樣性和算法的多樣性。知識情境多樣性，除了教師要精心設(shè)計知識情境外，更強調(diào)的是學(xué)生要認真觀察，發(fā)現(xiàn)生活中的類似案例，不斷的進行計算思維的自主訓(xùn)練。算法的多樣性則強調(diào)對于同一問題，進行多角度求解。例如，在進行單鏈表的創(chuàng)建的時候，如果每次輸入的數(shù)據(jù)結(jié)點是邏輯有序的，則可以按照先來先入隊的原則建立單鏈表，即每次都是在鏈表的尾部插入結(jié)點，這種單鏈表的建立方式稱之為“尾插法”建立單鏈表；根據(jù)結(jié)點插入位置的不同，啟發(fā)學(xué)生亦可以從單鏈表的頭部插入結(jié)點，所不同的是，形成的單鏈表是逆序的，即線性表中第一個元素位于單鏈表的最后一個結(jié)點中，最后一個元素位于單鏈表的第一個結(jié)點中。繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生，插入結(jié)點的位置可在單鏈表的頭部，也可以在尾部，那在鏈表中間呢？顯然也是沒有問題的。只是為了保證數(shù)據(jù)元素的邏輯有序性，需要在單鏈表中先找到元素的適當(dāng)位置，然后進行元素的插入。單鏈表的創(chuàng)建方法，根據(jù)結(jié)點的插入位置不同，方法各異。因此，要啟發(fā)學(xué)生多角度思考問題，對同一問題，采用不同的方法進行求解，進行算法的多樣化訓(xùn)練。除此之外，還要鼓勵學(xué)生改進別人的算法，從而培養(yǎng)學(xué)生計算思維的多樣性和重構(gòu)性。
（3）改革考核方式，建立可量化的考核方法
目前，我校對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的考核方式采取單一的卷面考，考試題型圍繞單選，填空，應(yīng)用和程序設(shè)計等題型安排內(nèi)容。這些題型在考核中發(fā)揮了重要的作用，但也存在過于機械、反應(yīng)思維有限等弊端。針對這些問題，我們嘗試改革考核方式。將考核方式定為課程設(shè)計和卷面考結(jié)合起來，其中課程設(shè)計主要是完成一個綜合的，完整的系統(tǒng)，主要考核學(xué)生對計算機知識的系統(tǒng)掌握；而在卷面考方面，將應(yīng)用題的比例由原來的25%調(diào)整到40%，以考察學(xué)生運用所學(xué)知識進行問題分析，求解的能力。
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是進行計算思維訓(xùn)練的重要工具之一。如何以計算思維為導(dǎo)向進行《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)，文中分別從案例設(shè)計，課堂教學(xué)，課程考核三個方面進行了初步探索。當(dāng)然，計算思維能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的，僅僅通過一兩門課程的教學(xué)是不能完成思維培養(yǎng)的，需要在學(xué)生的四年大學(xué)生活中持續(xù)不斷的來完成。因此，計算機專業(yè)的教師應(yīng)從計算思維的層面看待所授的課程，注重實施計算思維訓(xùn)練的意識和行為，以此作為技能型人才培養(yǎng)的突破口，提高學(xué)生自主解決實際問題的能力。
參考文獻
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風(fēng)景園林設(shè)計作為一門理工類學(xué)科，在不同的院校系別中專業(yè)側(cè)重有所不同。隨著國內(nèi)風(fēng)景園林設(shè)計行業(yè)的發(fā)展及境外優(yōu)秀設(shè)計師向中國的大量涌入，我們需要的不僅僅是能夠遵循客觀規(guī)律與相關(guān)法律法規(guī)的施工員，也不僅僅是只能提筆畫圖的繪圖員，而是具有設(shè)計創(chuàng)新能力的設(shè)計師。因此，在風(fēng)景園林設(shè)計專業(yè)課程體系中，應(yīng)充分重視設(shè)計思維學(xué)及相關(guān)課程的設(shè)置。
二、設(shè)計教學(xué)方式
本課程教學(xué)采用課堂理論講授、互動討論和動手實踐相結(jié)合的方式進行。要求學(xué)生掌握直線型思維即發(fā)散思維、逆向思維、分合思維等思維方法，學(xué)會使用思維導(dǎo)圖、“十二個一和田思維法”等方法進行思維整合，能夠?qū)⑺季S過程推向圖形階段，完成從構(gòu)成到設(shè)計進而轉(zhuǎn)變成設(shè)計圖紙的過程。
三、課程內(nèi)容設(shè)置
1.思維
（1）思維的定義與分類。思維，即沿著一定方向的思考，或是有一定順序地想。思維可分為直觀行動思維/行動思維、形象思維、邏輯思維、辯證思維與靈感思維。思維科學(xué)研究的對象為哲學(xué)、邏輯學(xué)、腦科學(xué)與語言學(xué)。（思考：人是怎樣思維的？人應(yīng)該如何思維？怎樣思維才是科學(xué)的思維方式？）（2）設(shè)計過程。思考階段――分析設(shè)計任務(wù)和定義項目的階段，重點是對設(shè)計進程的不同階段以及成功設(shè)計的每個步驟進行全面思考;調(diào)研――這部分是信息收集階段，它有助于形成設(shè)計構(gòu)思;構(gòu)思――如何運用不同的方法和靈感設(shè)計出符合要求的創(chuàng)意方案;改進――如何提煉一個籠統(tǒng)的設(shè)計概念;實施。
2.理性思維與設(shè)計
（1）思維。思維是感覺、知覺、記憶、思想、情緒、意志這一系列心理過程中的一種心理活動，可以細化為形象思維、邏輯思維、知覺思維、靈感思維、具體思維、抽象思維、單一性思維、系統(tǒng)性思維、順向思維和反饋性思維等。（2）理性思維。理性思維指導(dǎo)著形象思維的具體運用，得出符合設(shè)想或構(gòu)想的最終形象，在體現(xiàn)審美規(guī)律的同時，也滿足市場和功能的需求。
3.符號化思維（以漢字為例）
（1）格式塔視覺理論。局部相加不等于整體，整體的效果會大于局部的相加。（2）漢字的符號化解析：形態(tài)、字意、繁體字。
4.思維模式的使用
（1）發(fā)散思維：從所給的信息中產(chǎn)生信息，也就是從同一來源中推展、轉(zhuǎn)移出大量子系統(tǒng)的信息輸出。（2）收斂思維：從所給的信息中產(chǎn)生邏輯的結(jié)論，其重點是產(chǎn)生獨有的、集中的、歸納的、最好的解決問題的焦點。（3）逆向思維：把思維方向加以逆轉(zhuǎn)，用對立的、表面看似乎不可能并存的兩條思路同時尋找解決問題之答案的形式。（4）分合思維：是一種把思考對象在思想中加以分解或合并，然后獲得一種新的思維產(chǎn)物的思維方式。
5.思維導(dǎo)圖
（1）思維導(dǎo)圖的特點與作用：激發(fā)設(shè)計靈感，約束思維方向，整合設(shè)計思路。（2）思維導(dǎo)圖的繪制方式：利用線條、符號、詞匯、圖像對設(shè)計思維過程加以描述，把主題放在中央，向外發(fā)散，使用關(guān)鍵詞表達各分支的內(nèi)容。
6.“十二個一和田思維訓(xùn)練法”
（1）由來：頭腦風(fēng)暴法的創(chuàng)始人奧斯本博士于1946年提出的“檢核表法”，以及創(chuàng)造學(xué)研究者許立言、張?？蜕虾：吞锫沸W(xué)的教師在檢核表法的基礎(chǔ)上提煉總結(jié)出來。（2）訓(xùn)練內(nèi)容：加一加、減一減、擴一擴、變一變、縮一縮、聯(lián)一聯(lián)、改一改、學(xué)一學(xué)、代一代、搬一搬、反一反、組一組。
7.圖形
以傳播信息為目的，以線條、色彩、塊面等造型因素塑造形象鮮明、內(nèi)涵深刻的視覺形象。
8.圖形創(chuàng)造過程與方法
（1）圖形創(chuàng)造過程：感知階段、醞釀發(fā)現(xiàn)階段、橫向震蕩階段、元素重組階段、完善正稿階段。（2）圖形創(chuàng)造方法：寓意、象征、形象替代、形象變異、形象夸張。
9.圖形創(chuàng)造形式階段
（1）設(shè)計的基本元素：點、線、面、形體、運動、顏色、質(zhì)地、聲音、氣味、觸覺。（2）設(shè)計形式：幾何形式與自然形式。幾何形體開始于三個基本的圖形：正方形、三角形、圓形。基本圖形可以衍生出次級基本類型。自然形式：模仿、抽象、類比。幾種常用形式：自由的螺旋形、不規(guī)則的多邊形、生物有機體的邊沿線、聚合和分散。
四、課程影響
當(dāng)前中國的風(fēng)景園林設(shè)計行業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。作為培養(yǎng)專業(yè)人才的高校，應(yīng)當(dāng)順勢培養(yǎng)出適應(yīng)市場需求的具備藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新能力的風(fēng)景園林設(shè)計師。相信設(shè)計思維學(xué)課程的開設(shè)能夠豐富并有針對性地補充以招收理科生為主的風(fēng)景園林設(shè)計本科專業(yè)的課程內(nèi)容，為高校培養(yǎng)合格的風(fēng)景園林設(shè)計師做出應(yīng)有的貢獻。
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1．對抽象思維能力的培養(yǎng)
在物理教學(xué)中，對抽象思維的培養(yǎng)主要是通過在形成物理概念和建立物理規(guī)律的教學(xué)過程中完成的。
物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科。高中物理實際上還是和初中物理一樣在研究力、熱、電、光、原子和原子核等物理現(xiàn)象，而物理概念是這些現(xiàn)象中某一類的共同本質(zhì)屬性的反映，物理規(guī)律是運用物理概念進行判斷、推理得到的。因此，重視物理概念的形成和物理規(guī)律的建立過程，從而使學(xué)生的抽象思維能力得到培養(yǎng)，關(guān)鍵是抓住物理概念和物理規(guī)律的“引入”和“推導(dǎo)”。引入不當(dāng)、推導(dǎo)呆板、僵化，就可能變?yōu)槔蠋熚鋽嗟匕褜W(xué)生往前“拖”，“拖不動就可能抱著學(xué)生或背著學(xué)生“走”，從而使學(xué)生變?yōu)樗烙浗Y(jié)論。所以“引入”和“推導(dǎo)”不是看老師說了多少，而是看是否說到點子上，切中要害。如果老師進行了科學(xué)合理的設(shè)計、引入和推導(dǎo)，則“話不多”而學(xué)生更能理解和掌握。
“引入”的方法有：實驗引入法(實驗要求明顯、新奇、巧妙)、類比引入法(類比要恰當(dāng)、生動形象)、現(xiàn)象引入法(現(xiàn)象要典型、充分，這種方法也叫舉例引入法)、問題引入法(也叫提問法，提問要富有啟發(fā)性)和邏輯推理引入法。這些方法的共同點都是從生動直觀到抽象概括，經(jīng)過分析、綜合、抽象、概括等思維活動實現(xiàn)由感性認識到理性認識的飛躍和升華。
2．對創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)
應(yīng)用逆向思維培養(yǎng)高中生的創(chuàng)造性思維能力。人們的思維活動，按照思維程序的不同，可分為兩種：按事物發(fā)展的過程先后，從起因分析推斷事物發(fā)展的結(jié)果，稱為正向思路；按相反的程序稱為逆向思維，即從事物發(fā)展的結(jié)果追溯起因。牛留信老師根據(jù)自己的教學(xué)體會總結(jié)出了從五個方面進行逆向思維：研究對象的逆向思維；條件的逆向思維;思維程序的逆向思維;因果關(guān)系的逆向思維；光路可逆的逆向思維。筆者認為，這確實符合物理教學(xué)的實際，其實逆向思維在物理教學(xué)中處處時時都可進行，并結(jié)合正向思維開展，效果會更好。下面，我們以《曲線運動》一節(jié)的教學(xué)案例來說明：
2．1 引入新課時的問.
師(引入):前面第二章我們學(xué)習(xí)了直線運動的規(guī)律，如果運動物體不是沿直線運動的話，那將做什么運動?
生(回答)：作曲線運動。
師:肯定嗎?是不是一定得作曲線運動呢?
學(xué)生(猶豫)：有回答堅持說一定做曲線運動，還有的說是靜止。
師：請注意我們指的是“運動物體”。
在學(xué)生終于搞清后，我讓一個同學(xué)上黑板來根據(jù)物體運動的軌跡給機械運動分類，即機械運動分為直線運動和曲線運動。
2．2 對課堂教學(xué)中得到(歸納總結(jié))的結(jié)論進行反問.
例如，當(dāng)?shù)贸觥耙磺星€運動都是變速運動”后反問：“一切變速運動都是曲線運動嗎?”
2．3 在鞏固應(yīng)用知識時不斷地從不同的角度進行發(fā)問和反問.
可見，通過課堂上這種反問式的逆向思維陪養(yǎng)，不但上課效果明顯了，學(xué)生們也在不知不覺中得到了思維能力的培養(yǎng)。
采用開放題和開放式教學(xué)提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。改革傳統(tǒng)教學(xué)，其中改變唯一解題方法的傳統(tǒng)題(或封閉題)，但適當(dāng)?shù)夭捎煤鸵胍恍└甙l(fā)散思維的開放題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造性思維能力。理由是：①按照“馬登理論”，學(xué)習(xí)的本質(zhì)就是鑒別，又由于鑒別依賴于對差異的認識，因此，從這樣的角度去分析，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的一個重要手段，就是在教學(xué)中我們應(yīng)當(dāng)盡可能地擴展變異維數(shù)(或者說，學(xué)生的學(xué)習(xí)空間)；進而，又由于開放題不僅具有多種可能的(正確)解答，也具有多種可能的解題方法，因此開放題在物理教學(xué)中的應(yīng)用事實上就有效地拓展了學(xué)習(xí)空間。②另外，由于常規(guī)的物理教學(xué)主要集中于收斂思維，因此，這就凸顯出開放教學(xué)的一個明顯的優(yōu)點，即特別有利于學(xué)生發(fā)散型思維的培養(yǎng)。叫任何好的題目，如果沒有適合形式的教學(xué)去保證，這種培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的可能性就不會自動轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實性。
例如，一質(zhì)量m的小物體(可看作質(zhì)點)以vo的初速度從斜面底端沿傾角為e的斜面沖上去，當(dāng)它靜止時離斜面底端的距離為多少?已知物體m與水平面及足夠長的固定斜面間的動摩擦因素為p，且近似認為m可能受到的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。
可見，教師要進行思維教學(xué)，必須本身是問題解決(當(dāng)然包括解物理習(xí)題)方面的高手，并且能夠根據(jù)各種資料上的習(xí)題或網(wǎng)上的習(xí)題，結(jié)合生產(chǎn)、技術(shù)和生活等方面的物理情景編制出一些高質(zhì)量的題來。
3．批判性思維能力的培養(yǎng)
我國著名地質(zhì)學(xué)家李四光說過：“不懷疑不能見真理。”對于名家千錘百煉編寫的教材要鼓勵學(xué)生敢于提出自己的意見、建議和批評，形成批判性思維的習(xí)慣。要不迷信書本和權(quán)威的結(jié)論，不輕易就相信。學(xué)生作業(yè)中有錯誤，老師批改后找出來歸類，然后讓學(xué)生相互評定，找出錯誤原因。也可嘗試學(xué)生互批作業(yè)，然后讓學(xué)生報告發(fā)現(xiàn)的錯誤之處。這樣就能逐漸培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。請看下面的例子：
一個物體，質(zhì)量是2kg，受到互成1200 角的兩個力fi和f2的作用，這兩個力的大小都是10n，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大?
篇12
筆者認為，在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑思維能力很重要，所以在數(shù)學(xué)教學(xué)中建議教師注意一下幾點。
一、教師要熟知質(zhì)疑思維的特征
（1）質(zhì)疑思維最核心的特征就是它的疑問性。疑問性充分體現(xiàn)在問“為什么”上。這是探索問題的切入點、入口點，表達了一種開發(fā)、開掘的欲望，他是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的鑰匙。
（2）質(zhì)疑思維表現(xiàn)最明顯、活躍的特征就是它的探索性。探索性充分體現(xiàn)在思考、解決問題的過程中，窮追不舍，不達目的不罷休的探索精神，直到無疑可質(zhì)，得到正確答案為止。
（3）質(zhì)疑思維最可寶貴的特征是它的求實性。質(zhì)疑思維的結(jié)果目的完全在于他的求實性，亦包括他的求真性、完整性、價值性和規(guī)律性。
二、營造愉悅的氛圍，創(chuàng)設(shè)質(zhì)疑思維的情景，給學(xué)生提供獨立思考問題、自己提問題的條件與機會，為質(zhì)疑思維的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的內(nèi)、外部環(huán)境
在課堂教學(xué)中應(yīng)該適當(dāng)給予學(xué)生思考的習(xí)慣與能力，在課堂上善于創(chuàng)設(shè)思維情景，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，運用已學(xué)過知識去解決新問題。教師應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力為目的，發(fā)散學(xué)生思維為根本，保留學(xué)生自己的空間，尊重學(xué)生的愛好、個性和人格，以平等、寬容、友善的態(tài)度對待學(xué)生，使學(xué)生有在教育教學(xué)中能夠與教師一起參與教和學(xué)中，真正做學(xué)習(xí)的主人，形成一種寬松和諧的教育環(huán)境。只有在這種氛圍中，學(xué)生才能充分發(fā)揮自己的聰明才智和創(chuàng)造想象的能力。其中組織課堂討論是一種使用較普遍的有效方法，這樣培養(yǎng)的學(xué)生敢于提問題、敢于批判、敢于質(zhì)疑、思維敏捷，不受老師講解的束縛，有利于學(xué)生之間的多向交流，取長補短。課堂教學(xué)中有意識地搞好合作教學(xué)，使教師、學(xué)生的角色處于隨時互動中。
三、根據(jù)質(zhì)疑思維和學(xué)生的特點，教師在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑思維
心理學(xué)研究表明，學(xué)生對事物的認識（在同一時間情況下）只是一個思維的最敏感問題，我們稱之為“思維敏感點”。激活學(xué)生質(zhì)疑思維的課堂提問是尋找觸發(fā)學(xué)生質(zhì)疑思維敏感點的關(guān)鍵。這樣易使學(xué)生質(zhì)疑思維高度集中，更有利于訓(xùn)練學(xué)生的質(zhì)疑思維敏銳性。通過上課深入思考的多次參與和課上自主、熱烈的討論，培養(yǎng)學(xué)生獨立精神，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣得以養(yǎng)成。
（1）在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)多留給學(xué)生自主空間。要培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑思維，教師在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，要多留給學(xué)生自主思考的空間，數(shù)學(xué)過程摒棄“滿堂灌”的老式教學(xué)方法，留出更多的時間和空間給學(xué)生。這就要求教師在課前要細致、認真地備課，在教學(xué)過程中精講，甚至是不講。那么，教師在數(shù)學(xué)課堂上的任務(wù)是什么呢？首先，教師明確每一節(jié)數(shù)學(xué)課的教學(xué)目標，把學(xué)生引導(dǎo)到一條正確的學(xué)習(xí)道路上。其次，教師要指出本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點，以便學(xué)生能圍繞重點拓展思維。最后，教師的任務(wù)就是到位的、及時的對學(xué)生提出的質(zhì)疑進行點撥、解釋，并加以指導(dǎo)，讓學(xué)生解惑，得以求知。而在這三個任務(wù)中，教師最主要的任務(wù)是把課堂時間留給學(xué)生。
（2）在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師要利用合作、探討的方法激活提問。有些數(shù)學(xué)課堂，針對要學(xué)的數(shù)學(xué)知識，教師雖然事先安排好像上述的數(shù)學(xué)過程，但往往數(shù)學(xué)過程不遂人愿，學(xué)生并不能很快地、自主地投入到自學(xué)。找疑的過程中。此時教師可采用組織學(xué)生合作、討論的方法，激活質(zhì)疑。如把學(xué)生分成若干小組，在本小組里或小組間進行問題的討論，教師要給不同小組相同或不同的探討任務(wù)，讓學(xué)生找出疑問。這樣，即可活躍課堂氣氛，也可帶動每一個同學(xué)參與學(xué)習(xí)，參與動腦思考。學(xué)生一旦學(xué)會合作、探討，享受到合作、質(zhì)疑學(xué)習(xí)的成功喜悅，便會強化學(xué)習(xí)動機。
篇13
一、培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力的必要性
新課程改革要求數(shù)學(xué)教學(xué)變革傳統(tǒng)的教學(xué)方式，同時要求提出靈活多變寓教于樂的教學(xué)方式和積極主動善于探索的學(xué)習(xí)方式。讓數(shù)學(xué)教學(xué)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的一個有趣的探索旅程，積極引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，成分發(fā)揮創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
在教學(xué)中往往會碰到一些學(xué)習(xí)非常努力的學(xué)生沒有好的成績，導(dǎo)致漸漸失去學(xué)習(xí)信心，有的還會產(chǎn)生厭學(xué)心理。主要是因為學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中存在很多問題，阻礙了學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和掌握。有的在課上隨著老師的思路可以聽懂，但是課下不會解題，像這樣的是數(shù)學(xué)思維能力一般的學(xué)生，只懂皮毛沒有真正掌握知識點，無法做到融會貫通。有的學(xué)校練習(xí)量很大，但是在測驗時卻沒有好的表現(xiàn)，這樣的學(xué)生數(shù)學(xué)思維方法的掌握和運用缺乏，沒有對題型做相關(guān)的分析歸納。有的學(xué)生空間想象能力不強、邏輯思維能力不強、表達能力不強等等，充分說明在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力至關(guān)重要。
二、培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力的課堂教學(xué)過程
（一）創(chuàng)設(shè)問題情境。教師在課堂上創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生現(xiàn)有的知識和新知識之間產(chǎn)生矛盾，這樣就會激起學(xué)生對新知識的需要，引起他們對知識的探索。課堂教學(xué)的情境要和學(xué)生的日常生活聯(lián)系在一起，讓他們有一種學(xué)好數(shù)學(xué)知識才可以方便生活的感覺。在進行問題情境創(chuàng)設(shè)時要注意問題要具有導(dǎo)向性、難易要集中、要有啟發(fā)性、要有新穎性，這樣目的明確在學(xué)習(xí)中學(xué)生還可以受到啟發(fā)，還能引起學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。
（二）自主探索。在教師將問題情境展現(xiàn)給學(xué)生之后，學(xué)生在進行自我探索的過程中教師要及時為學(xué)生提供輔導(dǎo)和支持，使學(xué)生自己形成完善的內(nèi)部認知結(jié)構(gòu)。自主探索是為了起到教師對學(xué)生的誘導(dǎo)啟發(fā)作用，在探索初期，對于基礎(chǔ)和思維相對較差的學(xué)生來說教師的引導(dǎo)是極其重要的。
（三）師生共同協(xié)作學(xué)習(xí)。在學(xué)生對問題進行討論的過程中，教師在必要的時候也可以參與討論，充分實現(xiàn)師生協(xié)作的作用。在該過程中通過學(xué)生們不同的觀點、思路，及各方面出現(xiàn)的差異沖突，可以激發(fā)學(xué)生積極探求真理的欲望，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。一方面每一位學(xué)生的思維結(jié)果都會受到全體成員的考察和評價，另一方面學(xué)生在對別人的結(jié)果進行評論的時候各個觀點相互融合，共享集體思維的成果，對知識有一個更加客觀、更加全面的認識。
（四）學(xué)生進行反思建構(gòu)。反思建構(gòu)的目的是將思維的結(jié)果儲存在長時間的記憶中，來提高思維策略的操作水平，一般反思建構(gòu)的基本形式是：將解決的問題按數(shù)學(xué)的深層結(jié)構(gòu)進行歸類；用符號做出思維流程圖；將概念之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系形成概念網(wǎng)絡(luò)圖；根據(jù)所學(xué)知識提出相應(yīng)問題。
（五）進行知識遷移。問題通過討論有了一定的結(jié)果，學(xué)生們也掌握了知識點，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)在練習(xí)中運用。練習(xí)時不能一成不變，在有效學(xué)習(xí)條件不變的情況下，對概念和規(guī)則例證做出更改，通過這樣的變動式練習(xí)，使學(xué)生自己概括出課題的共同特征和一般的解題方法。練習(xí)一些精煉的題型；然后課后的練習(xí)題一定要和課堂內(nèi)容保持同一性。這樣的學(xué)習(xí)才是適合學(xué)生認知發(fā)展水平的。
三、培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力的策略
（一）系統(tǒng)、規(guī)律的知識培養(yǎng)
數(shù)學(xué)是由一系列概念、公理組成的一門系統(tǒng)性和邏輯性很強的學(xué)科。在對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中學(xué)生運用原有的認知結(jié)構(gòu)來對某一個新概念進行認識，才能有深刻的理解，相反不僅不會有深刻的理解，還會阻礙學(xué)生思維能力的進一步發(fā)展。
（二）適時引導(dǎo)，注意啟發(fā)。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，還可以及時根據(jù)學(xué)生反饋的信息對學(xué)生進行思維訓(xùn)練。教師在全面熟悉問題情境時，可以先讓學(xué)生理解問題情況，然后根據(jù)提問讓學(xué)生產(chǎn)生一種主動探索的欲望。例如：圓的特性。教師問為什么車輪是圓的而不是方的呢？學(xué)生會回答因為圓的可以轉(zhuǎn)動，方的不可以。如果老師再問那為什么不做成橢圓的呢？這個問題可能學(xué)生意想不到，隨之學(xué)生就會產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。這種方式很好的引導(dǎo)了學(xué)生，也將學(xué)生的注意力帶到課堂，充分激發(fā)了學(xué)生的思維能力。
（三）培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力
在學(xué)習(xí)中獨立的思維是形成數(shù)學(xué)思維能力的關(guān)鍵。教師在教學(xué)時應(yīng)當(dāng)注意：在講課時不能完全占據(jù)主導(dǎo)地位，要適當(dāng)?shù)慕o予學(xué)生獨立思考和發(fā)表見解的機會；在指導(dǎo)學(xué)生時要明確問題的性質(zhì)和目的；要鼓勵學(xué)生從多方面去思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的靈活性。
結(jié)論：綜上所述，學(xué)生思維能力的培養(yǎng)終究還是離不開老師的引導(dǎo)，初中教育是思維能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)階段，應(yīng)該明確目標抓住重點來進行發(fā)展和培養(yǎng)，這樣才能培養(yǎng)出良好的思維能力，為下一階段學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。
作者簡介：程小平，男，本科畢業(yè)，農(nóng)安縣伏龍泉鎮(zhèn)中學(xué)數(shù)學(xué)教師。
參考文獻：
