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计算机基础及计算思维

马某某 机器人211201 学号***0119

随着计算机科学的飞速发展，目前计算机的使用已经深入到社会的各个领域，人们希望能够更好地借助计算机完成工作，尤其是在科学研究领域，科研人员更迫切希望计算机为其研究开辟新的思路和方法。计算思维的提出是通过突出计算机处理问题的特性，引导人们从理论的角度理解计算机的行为，以便更好地使用它。然而关于计算思维这个概念，计算机学界一直存在着争议，主要以ACM的前任会长PeterJDenning和2003年图灵奖获得者PeterNaur为代表。“计算思维”（ComputationalThinking）的争议，关键在于对“计算”（Computation）一词的理解。什么是计算？目前没有明确唯一的定义，但一般的理解是，计算可看作一种信息状态到另一种信息状态的转变过程，其中包含信息的传递和变化。比如，在计算机程序设计里，一组输入到一组输出，其中的变化过程就是计算。然而在生物学领域有个著名的中心法则，即DNA→RNA→蛋白质，现代分子生物学研究表明，DNA、RNA、蛋白质都是由其编码序列决定的，它们之间的变换存在着信息的传递，科学家们认为这也是一种计算。周某某教授关于计算思维的定义，显然是将计算限定在计算机科学领域，这样是否会导致人们对计算认识的局限甚至是误解？Denning教授指出：“计算思维并不是计算机科学唯一和独有的特征，如果不谨慎的认识和看待它，将会把人们引向思维的陷阱”。同时，他认为计算作为信息的处理过程，在自然界中是无处不在的，计算机的计算只是众多计算中的一种形式。计算机可以帮助人们完成很多任务，导致人们对它寄予过高的期望，周某某教授认为应该将计算思维变成常识。但是，这种美好的愿望忽略了一个基本的事实——计算机本身的局限性。

目前的计算机是以图灵机为基本模型，Naur教授在Computingversushumanthinking一文中论证了这种计算机并不能描述人的思维，它只是描述现实世界的一种形式。这种观点从根本上说明了当前计算机在处理信息能力上的局限性。当然，我们不能预测计算机以后能否完全描述和模拟人的思维，但是在目前的架构下是不能实现的。计算机虽然能帮助我们解决很多现实的问题，但不能期望它是万能的，我们要了解目前计算机科学的研究边界。Naur教授的研究还表明，图灵模型不足以描述人的智能，如何使机器具有人的智能，可能还需要从不同的角度去研究，比如生物学的角度或非数字的形式。上述两位教授提出的质疑，实质上是计算思维定义的延伸，即计算不能仅指计算机科学范畴内的计算，目前计算机科学的基础概念也不足以描述所有的计算。计算思维的定义是从目前计算机科学所处的水平和角度提出的概念，这个概念可以概括当前计算机工作的特点，但如果作为一种思维方式进行推广，可能会在某种程度上限制人们的思维。从另一个角度看，计算思维概念的提出具有非常积极的意义，它从一定程度上简明扼要地指出了计算机科学的核心和本质问题，为其他科学领域的研究人员深入学习和理解计算机科学提供了很好的目标与方向。综上所述，计算思维目前还是一个处于研究和探索的定义或概念，有待发展和完善，因此，我们在将此概念运用到大学计算机基础教学改革中时，应注意此概念涵盖的范围。

在当前的信息化社会中，计算机作为信息处理的主要工具已成为人们生活、学习和工作必不可少的帮手，因此，在各个层次的教育中，计算机基础教育都是非常必要的。但是，在以往计算机教学的过程中，不论是教学方法还是教学内容都存在着“狭义工具论”的问题，即仅把计算机作 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 中，对其缺乏兴趣的一个主要原因就是教师在讲师过程中十分的枯燥和乏味，这时就不需要我们及时的转变教学理念和教学方法，通过采用多媒体教学手段将计算机内容中那些枯燥且乏味的专业知识转变成为生动活泼的多媒体动画，这样就能够有效地解决教学过程中学生学习提不起兴趣的问题。多媒体课件通过声音、文字和视频等形式的全面而有效的融合，迎合学生心理需求，其次是培养学生计算机思维的有效途径。在教学过程中，教师要善于应用各种教学方法，利用学生好奇心强的特点，充分调动起学生的学习积极性，不断培养学生的基本计算机技能和计算机思维能力。

计算机基础及计算思维对于机器人工程专业而言是不可或缺的课程，因此我们应该认真学习。

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