计算科学与计算机发展论文

【摘要】计算机（Computer）是20世纪最伟大的科学技术发明之一，其应用领域最初从军事科研领域扩展到社会的各个领域，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展，带给人类发展史上的重大突破。它是人类进入信息时代的重要标志。下面是小编为大家整理的《计算科学与计算机发展论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

计算科学与计算机发展论文 篇1：

对计算科学与计算机发展的思考

摘要：随着计算科学的发展，人们所使用的计算工具也在不断的进步。从传统的算筹、算盘到电子计算机，从电子计算机再到量子计算系统，计算工具获得了持续的创新。而计算工具的革新，赋予了人们更强的科研能力，从而促进了计算科学的进步。

关键词：计算科学；计算机；量子计算

计算科学是促进人类发展的重要学科之一。计算科学的发展总是伴随着计算工具的发展。计算工具是人们进行计算的重要手段，随着信息技术的不断发展，计算工具不断革新。就计算机而言，从电子管计算机、晶体管计算机发展到电子计算机，再由电子计算机发展到量子计算，计算机的发展可谓是日新月异。

一、计算概述

计算就是将一个符号串经一定的法则变换为另一个符号串。例如，将11-6符号串变换为5就是减法计算。减法计算是众多计算中的一种，通常可以将计算分为两种：符号推导与数值计算。符号推导主要包括几何命题证明、不等式证明、恒等式证明等；数值计算主要包括加减乘除运算、开方运算、幂运算、方程求解等。不论是符号推导，还是数值计算，都具有一致性、等价性。符号推导和数值计算密切相连，具有相同的计算本质，能够相互转化。随着科学的不断进步，还可能会有新的计算类型出现。而计算科学的发展势必会促进计算工具的发展。

二、以往的计算工具

从人类开始使用计算起，人们就在不断地探索能够使计算更加便捷、快速的计算工具。计算工具的发展和计算科学的进步息息相关。算筹是我国在公元前五世纪使用的计算工具，随着计算的发展，人们又发明了更为有效地计算工具——算盘，算盘取代算筹成为了15世纪后中国人普遍使用的计算工具。算盘的发明基础是算筹，算盘将算法口诀化，使计算更加实用、方便，加快了计算的速度。近代科学技术的发展，带动了计算工具的发展。17世纪发明人们发明了对数，通过对数可以将乘除运算化成加减运算，根据这一特点人们发明了对数计算尺。当计算尺上装了光标之后，计算迟的应用越来越普及。与计算尺一起出现的还有机械式计算器，例如帕卡斯发明的帕卡斯加法器，莱布尼茨发明的手摇计算器等。随后，科学家们不断对计算工具进行改进，尤其是经过奥德内尔、托马斯等科学家改进后的计算工具，得到了越来越广泛的应用。

三、电动计算机与电子计算机

1834年，巴贝奇设计了完全由程序控制的分析机，此分析机有着现代计算机的主要构成部分和基本思想，不过受到当时工业技术水平的制约，没有能够研制成功。在此之后，随着电力技术的不断发展，新式的电动式计算器逐渐替代了老式的人工计算器。德国科学家楚泽于1941年，研制成了异步采用继电器的过程控制计算器。20世纪初出现的电子管，促进了计算器的革新。1946年美国研制成了电子计算机。自此，人类的计算迈入了新的时代。电子计算机是最伟大的发明之一，是由科学技术的进步而产生的现代工具。自20世纪60年代以后，信息技术和电子计算机飞速发展，芯片集成度日新月异，电子计算机的速度也越来越快。

计算机网络的发展大致可以划分为三个主要阶段：第一阶段是从1968年到1986年的ARPAnet阶段，这是美国的研究以及试用阶段；第二阶段是从1986年到1995年的NSF网络阶段，该阶段是美国互联网科研应用阶段，计算机联网以及互联标准化问题得以解决，开放式系统互联参考模式被提出；第三阶段是从1995年开始至今的计算机网络商业化发展阶段，这也是国际化联网快速高速发展的阶段，网络的影响波及全球。

要对计算机网络进行规划与设计，首先要明确网络的分类方式。在此，笔者详细介绍两种网络分类方式：第一种，以网络地理位置为划分标准，可以将网络分为局域网、城域网以及广域网，其中，局域网和广域网是重点，局域网是其他两种网络类型的基础，广域网最具代表性的就是Internet。第二种，按照网络拓扑结构，可以分为星型网络、环形网络以及总线型网络，此外的树型网、簇星型网等类型网络都是建立在以上拓扑结构基础之上的。

人类是否能够永无止境地提升电子计算机的运算速度，电子计算机的计算能力是否存在极限，成为了科学家普遍关注的问题。经过严密论证后，有关学者指出传统的电子计算机的计算能力存在上限，其计算能力不能无限的提高。电子计算机飞速发展的计算能力将会终止，必将有新型的计算工具取代电子计算机。

四、量子计算系统

20世纪80年代出现了量子计算思想的萌芽。费曼试图使用电子计算机进行量子力学系统行为的模拟。然而，费曼遇到了一个棘手的难题——量子力学系统的行为一般难以理解或求解。例如，在光的干涉现象中，相互作用的光子在干涉过程中每增加一个，就会导致可能情况发生的概率增加一倍，问题的规模是按照指数级增加的。此类试验模拟的计算量非常大，然而这恰恰为量子计算提供了一个契机。由于量子力学系统行为的可预测性较好，在光的干涉现象试验中，如果初始条件已定，就能够推导出屏幕上呈现的影子形状。据此，费曼推断如果干涉实验中包含需要进行大量计算的现象，难么模拟此类实验，并测量实验结果，就等于完成了相应的计算。所以，通过在量子力学对象上完成实验的方法，能够大大地提高计算机的运算速度。

费曼认为使用量子计算机时，无需考虑如何实现计算，将计算当成由“神谕”实现的，所以在量子计算中此类计算被称作“神谕”。在某些计算领域，量子计算的确强于传统的计算。比如，把一个1024位的十进制数（大整数）分解成两个质数的乘积，在这样的“困难问题”的计算中，传统的电子计算值无法快速的进行此类计算，计算所耗费的时间远远超出了人们能够等待的限度。然而，如果使用量子计算机的话，大约只需要40分钟就能够将1024位的整数分解了。量子计算系统显著提升了计算的速度。量子计算系统的出现赋予了人们更强的思考能力和科研能力，激励人们解决量子计算“神谕”的黑箱子内部作用机制。此外，量子计算体统进一步揭示了计算科学的本质，人类对计算本质的认识不断扩展。

不论人们能否发现量子计算的本子，量子计算的时代都已经悄然来临。量子计算是一次重要的计算科学革命，为人们提供了解决问题的新角度。尤其是在计算量大、复杂的运算中，量子计算系统与电子计算机相比具有非常突出的优势。随着量子计算机的不断发展，一些困扰人类的问题势必会得到解决。量子计算系统使得计算科学从“牛顿时代”迈入了“量子时代”，更深刻地影响着人类的文明。

五、结束语

人类的计算工具是随着计算科学的进步而逐渐发展的。木棍、石头、算筹、算盘、电动计算机、晶体管计算机、电子计算机、量子计算机均是人类运用自身智慧发明、使用的计算工具。起初人们发现木棍或石头能够协助人们进行计算，当计算不断复杂化后，人们又发明了算盘，用于层次更多的计算。随着信息技术的不断发展，人们发现机器也能够进行“珠算”，并且有着更快的速度和更高的效率。机械取代了手工，继电器取代了机械，电子取代了继电器……人们的计算工具始终在不断的进步。随着互联网技术和电子计算机的发展，人类的科研能力不断增。在改进计算工具的同时，人们也更加关注研究计算的本质。

量子计算的出现，打破了人们对计算的传统认识。量子计算利用一个实验取代复杂的运算，是一种极具创新思维的问题解决方式。在量子计算出现之前，传统的计算机可以称之为快速的“算盘”。例如64位寄存器的电子计算机，在世纪的运算中等于有着64根轴的算盘。而量子计算则不一样，量子计算机的内部与“神谕”相似，人们难以弄清“神谕”的作用原理，却非常相信“神谕”产生的结果。人们将量子计算系统看成一个黑盒子，输入后就可以得到输出，然而对黑盒子的内部用机制却不清楚，不知道为什么会输出这样的结果和黑盒子内部到底发生了什么。不过量子计算的出现，恰恰体现了人类思考能力和创新能力的提升。

总而言之，计算科学的发展有赖于计算工具的进步，计算机是人类所使用的计算工具最为先进的一种，随着科技的不断进步，计算机也在不断地演变、发展，从电子管计算机、晶体管计算机到电子计算机，从电子计算机到量子计算……随着计算工具的不断发展，人们的科研能力和整体思维能力势必会不断提高，进而促进计算科学的发展，从而形成计算科学和计算机相互促进、持续发展的良性循环。

参考文献：

[1]张晓如,张再跃.计算机课程教学与计算科学思想史研究[J].计算机教育,2008（10）

[2]林尚垣.计算学科界定与计算机科学技术学科建设的探索[J].龙岩学院学报,2005（06）

[3]李建明,李锋.量子计算与计算机科学[J].计算机时代,2009(01)

[4]高峰.未来最高级的计算工具：量子计算机[J].科学24小时,2010(02)

[5]吴学毅.计算机网络规划与设计.机械工业出版社,2009

[6]段水福,段炼,张元睿.计算机网络规划与设计.浙江大学出版社,2005

[7]孙建华.实用网络设计与配置.人民邮电出版社,2009

[8]莫卫东.现代计算机网络原理与设计.西北工业大学出版社,2006

作者：田丽娟

计算科学与计算机发展论文 篇2：

刍议计算机科学与计算机发展的认识与思考

【摘 要】计算机（Computer）是20世纪最伟大的科学技术发明之一，其应用领域最初从军事科研领域扩展到社会的各个领域，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展，带给人类发展史上的重大突破。它是人类进入信息时代的重要标志。

【关键词】计算机；变革；发展

1.计算机发展的历史沿革

1.1在20世纪40-50年代，此阶段被称为大型主机阶段

（即第一代电子管计算机）。期间经历了电子管数字计算机、晶体管数字计算机、集成电路数字计算机和大规模集成电路数字计算机的发展历程，计算机技术逐渐走向成熟。

1.2在20世纪60-70年代，此阶段被称为小型计算机阶段

其实就是对大型主机进行的第一次“缩小化”变革，其成本低廉，价格易被接受。而且可以满足息处理的要求。

1.3微型计算机阶段

是20世纪70-80年代的主流，也是对大型主机进行的第二次“缩小化”变革。期间，美国苹果公司推出了AppleII计算机，并此后对它经行了若干次的演进，最终打开了个人计算机市场，为个人计算机的普及奠定了根基。

1.4客户机/服务器阶段

其标志阶段是在1964年，IBM与美国航空公司将2000多个订票的终端用电话线连接在了一起，建立了全球第一个联机订票系统，此举标志着计算机进入了客户机/服务器阶段。在其网络中，网络的核心部分就是服务器，网络的基础就是客户机，服务器不断给客户机提供所需要的网络资源。客户机/服务器结构的最大优点是能让客户端PC的处理能力得到最大充分发挥，经过客户端处理过工作后，再提交给服务器，使得服务器的压力能够得到大幅度降低。

1.5 Internet阶段，也称互联网阶段

互联网始于1969年，最初是因为加利福尼亚大学洛杉机分校、史坦福大学研究学院、加利福尼亚大学、犹他州大学四所大学在ARPA制定的协定下，将四台主要的计算机按照一定的通讯协议连接起来，此举标志着互联网的诞生。至今为止，互联网的功能越来越强大，带宽速度也越来越快。其交互性、即时性、多媒体性、全球性、海量性的特性突显。互联网的意义不应低估。它是人类迈向地球村坚实的一步。

1.6从2008年起，云计算时代来临

云计算（Cloud Computing）概念逐渐流行起来，它正在成为一个通俗和大众化的词语。云计算被视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算力，用户只用为自己需要的功能付钱，同时消除传统软件在硬件，软件，专业技能方面的花费。云计算让用户脱离技术与部署上的复杂性而获得应用。云计算囊括了开发、架构、负载平衡和商业模式等，是软件业的未来模式。它基于Web的服务，以互联网为中心。

2.计算机的未来发展模式

2.1分子计算机

分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高， 分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。

2.2量子计算机

量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都处于两种状态，称之为量子超态。原子会旋转，即同时沿上、下两个方向自旋，这正好与电子计算机0与1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它们不会像电子计算机那样进行的线性运算，而是同时进行所有可能的运算，例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算，就相当于今天一台超级计算机的性能。量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍，就像一枚信息火箭，在一瞬间搜寻整个互联网。

2.3光子计算机

光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路，要有激光器、透镜和核镜。 由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。

2.4纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围, 质地坚固,有着极强的导电性, 能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位, 一个纳米等于10-9米, 大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的產品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源， 而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。

2.5生物计算机

20世纪80年代以来，生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力，以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高教的第六代计算机——生物计算机。用蛋白质制造的电脑芯片，存储量可以达到普通电脑的10亿倍。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍。

2.6神经计算机

其特点是可以实现分布式联想记忆．并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。

3.结语

随着计算机信息技术不断渗入经济社会生活中的各个领域中，全球正逐步进入信息产业为主导的新经济时代。计算机的发展必将实现人类发展史上的重大突破，为人类跨向更加美好的明天，提供无穷的力量。

【参考文献】

［１］王延汀．谈谈光子计算机[J]．现代物理知识，2004.16.

［２］卢晓荣．网络环境下图书馆的资源共享，图书馆学研究[J].2002(9)．

［３］林嘉．网络环境下图书馆联盟建设的思考阴．中国图书馆学报，2003(2)．

［４］王慧．高职案例教学探索与实践[J]．教学研究，2004(28)．

［５］宋小华，涂湘波．网络环境下图书馆联盟浅论盯．图书馆学研究，2004(3)．

［６］叶宏．图书馆联盟与传统图书馆管理棋式之比较[J]．情报．

［７］李定清．构建高职实践教学体系的基本思路[J]．中国职业技术教育，2007(3)．

作者：胡 俊 吴立春

计算科学与计算机发展论文 篇3：

体育高职院校计算机基础教学与计算思维能力培养初探

摘要：针对目前计算思维与计算机教学研究的不断兴起和深入，以及体育高职院校计算机基础教学现状，本文分析了体育高职院校计算机教学的特点和面临的问题，提出将计算机教学与计算思维有机结合，应用多种教学模式在教学活动过程中培养学生的计算思维能力和创新能力。

关键词：计算思维；能力培养；计算机基础教学；体育高职院校

目前，体育高职院校课程设置普遍偏重于体育专项能力的学习和训练，而轻视问题求解的意识、思想、方法和能力等的培养，即突出技巧性和实用性，忽视素养性和思维性的培养训练。但随着计算机和网络的飞速发展和普及，计算机技术在各领域中的应用越来越广泛，各专业学生必须具备利用计算机进行问题思考、问题求解的技能，体育高职院校学生自然也概莫能外。因此，如何培养体育高职院校学生的计算机使用技能和计算机问题求解能力，给计算机教学带来了新的挑战。

● 计算思维与计算机教学

1.计算思维

计算思维就是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。[1]这一概念由时任美国卡内基·梅隆大学计算机系主任的周以真教授于2006年提出，被国内外计算机学界、社会学界以及哲学界的广大学者进行了广泛的研究与探讨，并获得了广泛的赞同和支持。周以真教授指出：[2]计算思维的本质是抽象和自摘要：针对目前计算思维与计算机教学研究的不断兴起和深入，以及体育高职院校计算机基础教学现状，本文分析了体育高职院校计算机教学的特点和面临的问题，提出将计算机教学与计算思维有机结合，应用多种教学模式在教学活动过程中培养学生的计算思维能力和创新能力。

关键词：计算思维；能力培养；计算机基础教学；体育高职院校

动化。计算思维是每个人都必须具备的思维能力，而不仅仅属于计算机科学家。如同所有人都具备“读、写、算”能力一样。计算思维作为人类求解问题的一条重要途径，其能力的提高有助于人们对复杂问题的求解。计算思维提出了面向问题解决的系列观点和方法，这些观点和方法有助于人们更加深刻地理解计算的本质和计算机求解问题的核心思想。[3]

2.计算思维与计算机基础教学

计算思维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念，也是当前计算机教育需要重点研究的重要课题。[4]计算思维能力培养的重要性已经得到国内外计算机教育工作者充分的重视。计算思维能力的培养应由一系列的课程组成，而大学计算机基础课程是其中最重要也是最适合的一门课程。大学计算机基础教学是普及计算机文化、培养专业应用能力和训练计算思维能力的重要环节，将计算思维引入计算机基础课程的教学改革中就成了非常重要和紧迫的任务。

● 体育高职院校计算机教学与计算思维培养现状

本文以浙江体育职业技术学院的计算机基础教学为例进行分析研究。我院作为全国14所体育类高职院校之一，目前针对5个体育相关专业，按照专业培养计划，分别开设了《计算机文化基础》和《多媒体课件制作与应用》两门计算机课程，而其中《计算机文化基础》为各专业必修之公共基础课程，共54学时，由理论知识讲授和操作技能训练两部分组成，以期末测试与等级证书考试相结合作为评价手段。作为计算机基础教育工作者，笔者在常年的计算机教学实践中，总结了以下几点现实问题：

（1）学生入学时计算机水平参差不齐、应用能力差异较大。由于体育类高职院校的特殊性，大部分学生由省下属体校升入，或自小就在各体育项目运动队训练、生活，因此基本是零起点，基础较差。

（2）传统授课模式简单机械的讲解和示范，学生往往难以消化，容易遗忘，由此造成学生学习兴趣降低，自主学习积极性差，学生往往按照教师讲解的步骤一步一步地完成设计和操作，缺乏自己思考的过程，欠缺计算思维能力的训练。

（3）教学内容主要着眼于软件工具的使用，忽视计算机理论和计算机文化的传授和传播；重视操作过程，而缺少思维能力训练，陷入了“狭义工具论”的境地，沦为Office软件的操作练习，以致大部分的学生认为计算机文化基础就是Office的使用。

（4）计算机证书考试也在一定程度上影响着计算机基础教学的内容和水平。将计算机等级考试的证书与毕业证书捆绑，虽能促使学生掌握一些考试的方法和技巧，却易陷入误区。学生和教师通常以通过等级考试为课程的主要目标，而忽视了计算机教学的本质内容，使得计算思维能力的培养无从谈起。

（5）由于计算机技术发展迅速，计算机教材与实践平台总是落后于现实，技术与技能方面的教学内容总跟不上时代的发展。

上述情况表明，以实用性教学为主的体育高职院校计算机基础课程的教学注重软件工具的操作使用，却长期忽视学生计算思维能力的培养，使得计算机教学沦为了微软办公产品说明，而无法教会学生利用计算机解决实际问题的方法和能力。因此，计算机基础课程教学改革势在必行，改变观念，改变原有的教学思想和教学方法，确立培养学生计算思维能力为教学核心，将计算思维贯穿于整个教学过程中。

● 基于计算思维的计算机基础教学模式

1.基于计算思维的任务驱动式教学模式

基于计算思维的任务驱动教学模式中，师生围绕任务进行教学和学习。教师设计任务、呈现任务、实施任务、总结评价，学生在明确任务、完成任务、合作交流等教学过程中学习计算思维的知识，培养计算思维能力，培养解决问题和实践创新的能力。[5][6]在任务驱动的教学过程中，教师在设计和实施任务时需要注意培养学生间的团队协作，使学生在交流中探究解决问题的思路，并进行成果展示和评价，交流心得，巩固已有知识拓展新知识。

体育类专业学生最不缺的就是活力，缺少的是教师的有效引导。因此，在基于任务驱动的教学实践中，教师可根据教学内容设计出针对性强、难度适宜并融入计算思维方法的任务，然后引导学生在已有知识的基础上采用计算思维来解决问题，完成任务，并启发学生运用计算思维的相关概念方法解决专业中的现实问题，从而激发学生的学习兴趣和热情。例如，Excel软件教学中，任务设计是与体育专业相关的“学校运动会成绩管理系统”，要求学生充分利用Excel的各项基础功能来解决现实中的复杂数据和信息管理问题，培养学生用计算机的思维方式解决现实问题的意识、思维和方法。

2.基于计算思维的案例教学模式

案例教学法根据教学目标的要求，通过模拟真实的案例，进行案例重现，在教师的引领下，组织学生对教学案例进行思考、分析，促进学生对概念和操作的理解。选择和组织基于计算思维的案例时，应从简单原则出发，以便学生能够容易理解比较抽象的计算思维的基本理论和方法，启发学生分析问题、解决问题的能力，从而达到计算思维训练的目的。

例如，在实际教学过程中，向学生讲授电子演示文稿时，首先使学生了解所要讲授的内容及其应用，然后给学生演示一个某国际知名运动品牌公司的PPT宣传作品，引导学生分析思考、展开讨论，让学生逐步了解作品的制作流程，从设计理念到制作技巧，从立意到素材收集，从内容安排到画面衔接，培养学生分析问题、收集处理信息、解决问题的能力。同时现实案例也让学生知道用这一软件可以解决与自己所学专业相关的实际问题，提高学习兴趣，同时拓宽使用该软件解决其他问题的思路。

3.基于计算思维的网络自主学习教学模式

飞速发展的现代教育技术和网络技术以及网络提供的无限信息资源为计算机教学构建了良好的环境，如何使用计算机网络获取知识及解决问题是培养学生信息素养和思维能力的有效手段之一。学生可以通过利用校内外的各种信息资源为自身解决问题服务，如校精品课程、网络课程，网络搜索引擎，专业网站。在讲授“计算机分类与未来发展趋势”一节时，可以要求学生先大致了解计算机发展最前沿的知识，然后让学生根据自己感兴趣的方向，发挥主动性、积极性，充分利用网络资源，通过自主学习了解计算机的最新发展方向和应用前景，并对相关资源信息进行资源收集、学习、理解和整合，最终完成一篇读书报告。基于计算思维的网络自主学习模式在学生思维能力培养的同时，还能使学生自主地收集网络资源，选择适合自己的学习模式，让学生在网络环境中发现和解决问题。

4.基于计算思维的翻转课堂教学模式

翻转课堂教学模式是近两年国内外探讨较多的教学模式之一。[7][8][9]所谓翻转，就是对原有教学流程的重构，将原本在课堂上讲授的内容，在课堂教学之前，由教师创建教学视频，连同相关的学习材料放到网上，学生通过网络在家中或课外观看学习，回到课堂上师生面对面互动交流并完成作业的教学过程。例如，利用Camtasia Studio将某一部分知识内容的讲解和操作过程录制并制作视频，然后通过网络课程平台，由学生在课前先行自学，学生在自我网络学习的过程中，通过发现问题，并反馈给教师，教师课前加以归纳，以便于课堂上引导更有针对性；而在现实课堂上，学生重点针对个人的学习情况，寻求教师的个别化指导，或学生在教师的引导下，将在线学到的知识和技能加以应用，来解决现实问题。

这种“先学后教”的教学模式将传统的课堂教学内容放到了课下，学习的过程也成为自主学习的过程，对于学生发现、分析和解决问题的能力的培养，对于学生计算思维能力和创新意识的培养都很有帮助。但该教学模式对学生的自主学习能力的要求较高，基于体育专业学生的个性特点，还需教师的严格监督和管理。

● 结语

计算思维是每个人都应具备的一种思维能力，计算思维能力培养是体育高职学生能力培养的一个重要方面，也是学生综合素质的重要环节。计算机基础教学在其中担负着重要的责任，在课程教学过程中引入计算思维，培养学生利用计算思维方法发现、思考和解决问题的能力，并帮助学生将这种方法与其他专业课程相衔接，是为其毕业后走上工作岗位利用计算学科的技术与方法解决各种各样的问题打下良好的基础。

笔者根据多年的教学实践经验，对基于计算思维的多种教学方法进行了初步的研究，但对计算思维的培养是一个长期、系统的过程，如何进一步改革教学模式，完善教学过程，如何将计算思维与体育学科更加紧密地结合，还有待作进一步深入的探讨与尝试，以期获得更好的培养效果。

参考文献：

[1]J.M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM. 2006，49（3）：33-35.

[2]J.M. Wing. Computational Thinking and thinking about computing[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society，2008，366：3717-3725.

[3]李廉.计算思维——概念与挑战[J].中国大学教学，2012（1）：7-12.

[4]牟琴，谭良.计算思维的研究及其进展[J].计算机科学，2011，38（3）：10-15.

[5]牟琴，谭良，周雄峻.基于计算思维的任务驱动式教学模式的研究[J].现代教育技术，2011，21（6）：44-49.

[6]吕会庆，张巍.基于计算思维的计算机任务驱动教学模式[J].计算机教育，2012（7）：94-96.

[7]Jeremy F. Strayer. How learning in an inverted classroom influences cooperation， innovation and task orientation [J].Learning Environments Research， 2012，15（2）：171-193.

[8]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（04）：46-51.

[9]马秀麟，赵国庆，邬彤.大学信息技术公共课翻转课堂教学的实证研究[J].远程教育杂志，2013（1）：79-85.

作者：王益义