计算思维与计算机方法分析

陈巍

摘 要：本文首先阐述了计算思维的含义及基本特征，然后分析了计算机方法与计算机方法之间的关系，最后着重针对计算思维与计算机方法的内容和发展进行了认真得探讨分析，以供参考。

关键词：计算思维；计算机方法；探讨分析

引言：计算思维和计算机方法具有各自的特色和研究内容，虽然两者属于不同的概念和学科领域，但具有很强的互补性，如果掌握充分，可以起到相互促进的作用。而两者最大的区别在于研究重点的不同，与计算思维相比，计算机方法更注重构建计算学科认识理论体系。因此，在实践研究过程中，不仅需要充分认识两者之间存在的区别和差异，更应该分析它们之间的互补性和关系，为研究和实际工作提供更加严谨的方法。

一、计算思维的含义及基本特征

计算思维是指通过仿真、转化、嵌入以及简约等多元化的方法，将一个原本非常复杂的问题阐释成为人们知道如何解决这一问题的思维方法，是一种利用分解和抽象的方式对庞大复杂的任务进行控制的方法，吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法，建立在计算过程的能力和限制之上，其本质自动化和抽象，主要具有以下两种基本特征。其一，计算思维不是程序化，而是概念化。计算机科学与计算机编程存在明显的差异。以计算机科学家的思维方式去思考，便意味着计算机科学远远不止能够为计算机编程，还必须能够多个抽象的层次上思维[1]。其二，计算思维不是计算机的思维，而是人类的思维。

二、计算机思维与计算机方法的关系

（一）计算思维与计算机方法相同之处。计算思维与计算机方法在研究方面与现代数学思维和数学方法存在许多相同之处。我国在计算思维与计算机方法的研究方面，一直将重点放在学科方法上，而在国外，往往更注重的是学科的思维方式。目前，计算机方法的研究已经完成了理论知识体系的构建，其研究内容与国外计算思维方面的研究具有良好的互补性，建立在世界著名计算机组织IEEE-CS和ACM大量研究工作的基础上，容易吸收国外的先进教育理念。

（二）计算思维与计算机方法区别和差异。计算思维与计算机方法最大的区别在于研究重点的不同，与计算思维相比，计算机方法更注重构建计算学科认识理论体系。并在观角上也存在一定差异。计算思维是从科学层面出发，对学科的思维方式和根本问题进行直接的探讨，而计算机方法则是从方法论层面出发，对学科的形态和根本问题进行讨论。

三、计算思维与计算机方法的内容和发展

（一）计算思维的内容。计算思维最早由美国著名教授周以真提出，他认为计算思维的本质是自动化和抽象。计算思维中的抽象远远超出了物理概念上的时空观，完全可以用符号来表示。与普通的数学科学和物理科学相比，计算思维的抽象意义更加复杂，也显得更为丰富[2]。计算思维中的抽象不仅具备了自身独特的特点，同时，包含了数学抽象抛开现实事物的生物学特性、化学特性和物理特性，仅仅保留了其空间形式和量的关系的特征。在人们的实际生活当中，计算思维其实无处不在，比如，一名学生早晨去上学时，他将当天需要的物品放进书包，就相当于计算思维的缓存和预置。

（二）计算机方法的内容。计算机方法包括了计算机科学与计算机技术，是在计算领域认识和实践过程中的一般方法，是对计算机科学和计算机技术的变化发展、内在联系、特点以及性质进行系统研究的学问。计算机学科和计算机技术方法不仅是对计算学科进行认知的工具和方法。在国内外计算机教育领域，计算机方法的研究工作是关注的重点内容。美籍华人Carl

Chang教授以CC2001任务组负责人的身份来到我国上海参加由全国高校计算机教育研究会和中国计算机协会教育专业委员会联合主办的“CC2001教程研讨会”和“新世纪计算机教育”之后，当他看到“计算机科学和计算机方法”时，立即在大会大上对这项工作予以了充分肯定，并且，之后通过以CC2001原来报告（草案）作为研究基础，对计算机方法的内容进行适当的增加，首次明确提出学生应该充分了解计算机方法的内容。

（三）计算思维与计算机方法的发展。计算思维具有非常独特的性能，计算机科学不仅仅是计算机编程。如果人们用计算机科学家的思维，人们不仅能够为计算机编程，同时还能够在多个层次上进行抽象思维。计算思维不是刻板的技能，而是根本技能。人类的在解决各种问题的过程中，计算思维无疑是一条有效途径，但并不意味着人类需要像计算机那样的思考。人类是充满智慧的，是人类赋予了计算机激情，当计算机配置了计算设备，就可以去解决那些计算时代之前所不敢尝试的问题。计算机附给人类强大的计算能力，这种能力可以解决各种需要进行大量计算的复杂问题，因此，人类应该善于利用这种力量，推动它不断向发展。

结语：综上所述，虽然计算思维和计算机方法各有原理和特色，但在一定程度上两者之间可以相互促进，具有很强的互通互补性。通过计算机方法的学习可以使计算思维能力得到有效地培养，而计算思维研究方面所取得的成果可以通过计算机方法进行再吸收和研究，使计算机方法的内容变得更加丰富。因此，在实践研究过程中，应该充分认识两者之间的关系，推动两者同步发展。

参考文献：

[1] 刘建丽.充分利用现有的教师资源搞好计算机基础教学改革[J].计算机教育，2010，86（03）：93-95.

[2] 李海燕.高校非计算机专业计算机基础教学改革的探讨[J].现代企业教育，2011，66（17）：155-157.