培養(yǎng)計(jì)算思維提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力研究*

楊俊 高祥 孔慶彥 呂鴻略

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150028）

培養(yǎng)計(jì)算思維提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力研究*

楊俊 高祥 孔慶彥 呂鴻略

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150028）

大學(xué)計(jì)算機(jī)在大學(xué)教育中具有基礎(chǔ)課程、通識(shí)課程的地位，以計(jì)算思維培養(yǎng)為切入點(diǎn)是當(dāng)今大學(xué)計(jì)算機(jī)課程深化改革、提高質(zhì)量的核心任務(wù)。根據(jù)具體情況，可以各有側(cè)重地進(jìn)行分類教學(xué)。面向理工類學(xué)生基于“計(jì)算”的應(yīng)用領(lǐng)域，強(qiáng)化問題求解基本思路的引導(dǎo)；面向經(jīng)管文類學(xué)生的數(shù)據(jù)處理需求，強(qiáng)化數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)管理的運(yùn)用。通過在通識(shí)課程中培養(yǎng)計(jì)算思維，可以提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

計(jì)算思維；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；分類教學(xué)

一、培養(yǎng)計(jì)算思維提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的必要性

大學(xué)計(jì)算機(jī)教育的主要目標(biāo)是服務(wù)于學(xué)生社會(huì)就業(yè)和專業(yè)本身所需的計(jì)算機(jī)的知識(shí)、技術(shù)及應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以造就更多的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)型人才。計(jì)算思維旨在提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)明和創(chuàng)新的能力及運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理問題時(shí)應(yīng)有的思維方法、表達(dá)形式和行為習(xí)慣。信息素養(yǎng)又要求學(xué)生能夠?qū)Λ@取的各種信息通過自己的思維進(jìn)行深層次地加工和處理，從而產(chǎn)生新信息，因此，計(jì)算思維應(yīng)當(dāng)作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的主要任務(wù)。

中國(guó)有很多創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)，但創(chuàng)業(yè)能力卻低于世界平均水平，多數(shù)人缺乏創(chuàng)業(yè)技能和創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)已成為社會(huì)問題。

所以說，通過培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決和處理問題的計(jì)算思維方式，提高大學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力，為社會(huì)和國(guó)家培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的創(chuàng)業(yè)型人才，具有重要的社會(huì)意義和應(yīng)用前景。

二、培養(yǎng)計(jì)算思維方式的有效途徑

（一）開設(shè)一門稱為“怎么像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維”的課程

面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)新生開設(shè)一門稱為“怎么像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維”的課程，是培養(yǎng)計(jì)算思維方式的有效途徑。通過該課程，使學(xué)生接觸計(jì)算的方法和模型，傳播計(jì)算機(jī)科學(xué)的快樂和力量，致力于計(jì)算思維的常識(shí)化。最后的培養(yǎng)目標(biāo)是：一個(gè)人可以主修計(jì)算機(jī)科學(xué)，接著從事醫(yī)學(xué)、法律、商業(yè)、政治、藝術(shù)等工作。

目前來看，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革后是最貼近的像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維的課程。

1.以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程主要教學(xué)模塊

計(jì)算思維基礎(chǔ)知識(shí)模塊主要講解計(jì)算思維的概念和本質(zhì)，計(jì)算思維對(duì)其他學(xué)科的影響，了解計(jì)算生物學(xué)、計(jì)算博弈學(xué)、社會(huì)計(jì)算、計(jì)算經(jīng)濟(jì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等交叉學(xué)科。

計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)模塊主要講解“符號(hào)化—計(jì)算化—自動(dòng)化—構(gòu)造化—集成化”的構(gòu)造思維，即語義符號(hào)化—符號(hào)計(jì)算化—計(jì)算0、1化-0、1自動(dòng)化-分層構(gòu)造化—構(gòu)造集成化。幫助學(xué)生理解計(jì)算思維的本質(zhì)，即抽象和自動(dòng)化。

算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊給出了算法類問題的求解思路：數(shù)學(xué)建模-算法策略分析—數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-算法過程設(shè)計(jì)-算法程序語言實(shí)現(xiàn)。

軟件技術(shù)基礎(chǔ)模塊講解現(xiàn)實(shí)世界中遇到的復(fù)雜問題，不能由單一算法解決時(shí)，必須構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)來解決問題。系統(tǒng)類問題求解的重點(diǎn)是通過開發(fā)軟件系統(tǒng)來解決系統(tǒng)類問題。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)模塊講解大數(shù)據(jù)環(huán)境下?lián)碛械幕ヂ?lián)網(wǎng)思維，各行業(yè)通過數(shù)據(jù)管理提供決策支持。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和使用是系統(tǒng)類問題求解的重要步驟之一。

2.以計(jì)算思維培養(yǎng)為切入點(diǎn)實(shí)施大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)分類教學(xué)

根據(jù)普通綜合性高等院校的通常情況，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程可以針對(duì)理工科和經(jīng)管文類兩大類別進(jìn)行分類教學(xué)。

能力目標(biāo)確定，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐。通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)解決問題的思想和方法應(yīng)用到專業(yè)領(lǐng)域中；幫助學(xué)生儲(chǔ)備運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)領(lǐng)域問題的知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；提高大學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力。

知識(shí)目標(biāo)不同，課程側(cè)重不同。面向理工類學(xué)生基于“計(jì)算”的應(yīng)用領(lǐng)域，即計(jì)算機(jī)科學(xué)與各學(xué)科融合產(chǎn)生的跨學(xué)科（計(jì)算力學(xué)、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算物理學(xué)、計(jì)算電子學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等）需求，強(qiáng)化問題求解基本思路的教學(xué)。面向經(jīng)管文類學(xué)生的日常數(shù)據(jù)處理需求，提供電子表格關(guān)于財(cái)務(wù)處理的相關(guān)內(nèi)容；針對(duì)數(shù)據(jù)顯示需求，提供演示文稿相關(guān)訓(xùn)練；針對(duì)數(shù)據(jù)的獲取需求，提供網(wǎng)絡(luò)信息檢索操作訓(xùn)練；同時(shí)通過學(xué)習(xí)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)，可以完善數(shù)據(jù)的管理手段。

（二）將任務(wù)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)應(yīng)用于日常工作生活中

將任務(wù)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)應(yīng)用于日常工作生活中，是培養(yǎng)計(jì)算思維方式的有效途徑。例如日常做飯，對(duì)于一個(gè)有計(jì)算性思維的人，他既要考慮到效果，又要考慮到正確性。在保證做出好吃的飯的同時(shí)，還考慮到做好的葷菜不要涼了，同時(shí)要做搭配的素菜。從計(jì)算性思維角度來說，這就是給定有限的資源，如何去設(shè)定幾個(gè)并行的流程的問題，實(shí)際上就是一個(gè)任務(wù)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

（三）強(qiáng)化計(jì)算思維改變?cè)袘T性思維

強(qiáng)力推廣計(jì)算思維，引發(fā)人們慣性思維的改變，是培養(yǎng)計(jì)算思維方式的有效途徑。計(jì)算性思維能夠?qū)⒁粋€(gè)問題清晰、抽象地描述出來，并將問題的解決方案表示為一個(gè)信息處理的流程。日常工作生活中，如果人們碰到問題時(shí)，先對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行抽象，抽象之后對(duì)它進(jìn)行一種重新的計(jì)算性表達(dá)，同時(shí)考慮問題的解決效率是不是高，表達(dá)是不是準(zhǔn)確，那么人們就擁有了計(jì)算性思維。

三、培養(yǎng)計(jì)算思維提升大學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力的實(shí)踐方式

當(dāng)前許多大學(xué)生都選擇通過創(chuàng)業(yè)來實(shí)現(xiàn)就業(yè)，創(chuàng)業(yè)成功率高，可以增加就業(yè)機(jī)會(huì)并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定社會(huì)。創(chuàng)業(yè)能力包括多方面，如規(guī)劃人生并確定目標(biāo)能力、決策時(shí)的膽識(shí)和魄力、計(jì)劃管理的能力、管理信息的能力、談判的能力、處理突發(fā)事件的能力、學(xué)習(xí)能力、社會(huì)交往能力、心態(tài)調(diào)節(jié)能力。計(jì)算思維的根本目的是解決問題。如何解決利用計(jì)算思維提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力這個(gè)問題？事實(shí)上，學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)過程中一直在不斷地培養(yǎng)著計(jì)算思維，如學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，其中的算法思維就屬于計(jì)算思維。

（一）整合已有算法提升學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力

算法是對(duì)解題方案的準(zhǔn)確而完整地描述。實(shí)際上，在用戶的日常生活中算法無處不在，如網(wǎng)上支付、電子地圖中路線的查找、搜索引擎的信息查找等都是算法運(yùn)行的結(jié)果。

通過充分理解算法，形成計(jì)算思維，日后學(xué)生在投身到互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)時(shí)，會(huì)思路清晰，遇到技術(shù)性問題也明白解決問題的大致思路。

（二）強(qiáng)化抽象和自動(dòng)化能力提升大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力

計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。在現(xiàn)實(shí)中遇到問題，可以通過抽象出數(shù)學(xué)模型，確定適當(dāng)?shù)挠?jì)算策略，選取合適的算法，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行來解決。當(dāng)大學(xué)生習(xí)慣了這樣的計(jì)算思維方式，在創(chuàng)業(yè)過程中遇到的各種問題就有了初步的解決方法，提升了創(chuàng)業(yè)能力。

例如，學(xué)生畢業(yè)后開了一家網(wǎng)站賣東西，假如不小心做大了規(guī)模類似淘寶了，在交易量爆棚情況下怎樣保證網(wǎng)站正常運(yùn)轉(zhuǎn)不崩潰呢？通過抽象問題對(duì)比后，選擇了云平臺(tái)+幾十個(gè)MySQL數(shù)據(jù)庫，再通過化整為零、水平化、分庫分表的計(jì)算策略，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)吞吐。

通過培養(yǎng)計(jì)算思維方式提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力的研究，可以完善計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的改革思路，可以通過培養(yǎng)計(jì)算思維來實(shí)現(xiàn)多學(xué)科在思想層面上的融合，可以提供大學(xué)生解決問題的思路并提高解決問題的能力，可以提升大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力并提高就業(yè)率，不僅實(shí)現(xiàn)了社會(huì)穩(wěn)定，同時(shí)保證了高等教育人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］馮博琴.對(duì)于計(jì)算思維能力培養(yǎng)“落地”問題的探討［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（9）：6-9.

［2］朱鳴華.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的探討［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（3）：33-35.

［3］衷克定.論大學(xué)計(jì)算機(jī)課程計(jì)算思維能力培養(yǎng)的人本位回歸［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2015（7）：51-55.

［4］侯勇.大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力現(xiàn)狀與培養(yǎng)對(duì)策探析［J］.中國(guó)市場(chǎng)，2015（39）：90-91.

［5］王慧.關(guān)于我國(guó)高校創(chuàng)業(yè)教育存在問題的思考［J］.職業(yè)教育，2015（10）：194-195.

Computer Basic Course is the fundamental course and general course in higher education.Its core is to cultivate the computational thinking，deepen the reform and improve the teaching quality.In practice，classified teaching should be implemented among the students.For students of Science and Engineering，they focus on application based on calculation，so the solution to the problem should be their focus.For students of Economics，Management and Literature，they need the basic skill of data processing，so the emphasis should be put on the data display，data retrieval and data management.To sum up，the cultivation of computational thinking in general course can improve students'innovation and entrepreneurial ability.

computational thinking；innovation and entrepreneurial ability；Computer Basic Course；classified teaching

G640

A

2096-000X（2016）21-0005-02

黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目（NO：JG2014010813）

楊俊（1972-），女，山東平度，碩士，副教授，主要從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作和計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究。