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第三講 研究社會思維學的重要意義
多少年來，人們的思維方法多偏重于縱向趨進，而忽略橫向發展，習慣于唯上、唯書、閉關自守、集中統一、新舊對比，而不能縱橫交錯，系統思考。這種思維方式，越來越顯得同當前世界新技術革命和我國四化建設、體制改革的新形勢不相適應。這就迫切要求我們認真研究社會思維及其規律。關于社會思維，可以從兩方面來研究：一方面，研究思維性質，即社會思維的本質；另一方面，研究思維活動，即人作為社會群體思維的規律。
知識是思維把握現實的方式。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。
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社會思維的本質是集體思維。恩格斯指出：“什么是人的思維，它是個人的思維嗎？不是。但是，它僅僅作為無數億過去、現在和未來的人的個人思維而存在?！比祟愃季S的本質特征是在個人思維基礎上形成的社會思維。因為“人們的觀念和思想是關于自身的意識，關于一般人的意識，關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。錢學森教授從系統論的角度，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。”社會思維學就是要研究人以一個集體來思維的規律。
第一，從思維的屬性看，人類思維一開始就是社會的產物，而且只要人們還存在著，它就仍然是這種產物。社會性是思維的本質屬性。社會環境對人的思維能力的發展所起的重要作用，已被許多事例所證實。思維只有在人類社會環境中才能產生和發展，“五官感覺形成是以往全部世界歷史的產物”。
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，人類思維發展經歷了從集體思維到個人思維，再到集體思維的螺旋式發展過程。
第三，從思維主體范疇的角度看，社會思維作為一個系統，包括個體思維、群體思維和人類思維三個層次。要充分發掘和開發人類思維的潛力，關鍵不在于探求什么個體思維自控訓練的技法，而是應該把重點放在研究人作為集體來思維的規律上，即加強對社會思維學的研究，提高集體思維質量。這恐怕正是錢學森教授提出建立社會思維學的深遠意義所在。
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二是我們應該研究“學習的成本”，即有效學習時間和時間的成本;最低學習費用和成才的成本。這里面有5點要避免:1.重復學習。例如,小學與初中、初中與高中某些課程要銜接,但不要重復;高中與大學一二年級一些課程內容一貫但也不應重復。2.應該避免把學習復雜化。復雜化的例子,如:上完課,還必須課外輔導;輔導書品種越來越多,內容越來越雜,本來很簡單的知識,越說越復雜;3.題海式教學。4.懲罰式教學。發現學生作業錯誤,懲罰學生重寫、重做10~100遍,這不是教育,是對學生人性的摧殘。5.為教育多花錢,少辦事、不辦事、辦傻事。
二、要培養全才、通才、創新型人才、杰出人才
一是大成智慧者應該是一個全才、通才、杰出人才。這樣的人才要具備3個條件:熟悉科學技術的體系,熟悉哲學;理、工、文、藝結合,有智慧;熟悉信息網絡,善于用電子計算機處理知識。
二是杰出人才培養模式要符合大成智慧的3個層次結構:知識層:它是由各種科學技術知識、信息、經驗、感受等要素構成的;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、情趣等等因素構成的,是思維結構中不可或缺的動力與調控層次,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的。大成智慧的3個條件和3個層次結構,是錢學森為我們設計的杰出人才最佳培養模式。
三、科技、教育必須創新
不要拿“創新”當口號,創新是實實在在的能力和智慧。一個有科學創新精神和能力的人,必須具有科學創新思維和智慧,必須創造出“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、形象思維、非智力因素給創新以靈感,文理不要分家,科學與藝術要結合。
四、全面學習才能德、智、體、美、勞、情、創全面發展
要進行“全人格教育”,全學科學習。把人格健全、學會做人放到首位。不要只為應付考試學習,不要只學習幾個支離破碎的“考點”,要超脫地看待考試和分數,要全面系統地學習,要掌握各門學科的體系,要開拓科學創新思維,這樣才能造就全面學習、全面發展的全才。
五、教育教學是一個系統工程
現代教育是一個系統工程,也應符合錢學森所設計的現代科學技術體系結構。關于系統工程,錢學森認為:“系統工程就是從系統的認識出發,設計和實施一個整體,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，實現企業事業干部思維的科學化，是當前和今后企業事業思想政治工作中必須重視的一個問題。
所謂企業事業干部思維科學化――就是指企業事業黨政一切工作人員，對客觀事物的正確反映及按規律辦事，使思維方式、方法、出發點、目的、效果科學化。實現干部思維科學化，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驗、輕視科學和知識的舊習慣，自覺運用現代科學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，進而促進企業事業思想政治工作質量的不斷提高．
現代科學研究表明，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、實踐基礎上形成的。構成思維要素有知識、知識結構、思維觀念、思維方法、思維習慣等等。由于這些思維要素的質以及組合方式不同，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果。干部思想科學化，就是使干部思維由傳統型向現代型轉變，由經驗型向科學型轉變，科學化的標志主是要用現代科學武裝企業事業干部的思維，武裝思想政治工作。
在思想政治工作中建構科學思維方式有哪些主要途徑呢？
優化思維要素。(1)開拓知識面，優化知識結構．當今科學技術迅速發展，知識量猛增，對于一個企事業干部、一個思想政治工作者來說，單憑經驗、感覺來開展工作已遠遠不能適應時代的要求了。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，必須認真學習，擴大知識面，優化知識結構，形成一個以基本理論和黨的路線、方針、政策為基礎，以現代管理科學理論、現代專業知識和廣博的社會科學、自然科學常識相結合，既包括理論知識又具有豐富實踐的良好知識結構。(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、經濟觀念和領導行為觀念為重點內容，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，體現出時代的精神和要求。(3)努力掌握各種科學的思維方法。一個干部要有良好的思維習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；對于現代科學中發展起來的一些思維方法也應當學習和運用，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下，系統而熟練地掌握多種科學的思維方法，形成良好的思維習慣，以建立科學的思維方式，實現思維的科學化。
創造性思維，即運用新的認識方法，開拓新的認識領域，獲得新的認識成果的思維。它是干部思維科學化必須具備的一個主要方面。以下幾種創造性思維的基本技法，企業事業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（10-20分鐘為宜），每人提 1-7個建議，通過快速聯想相互啟發，產生思維共振，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，發揮了群體思維的最佳效應，類似“諸葛亮會”。
2.層層剝筍法：即根據需要解決的問題，從既定的方面，提出一些誘發性的答案，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。(2)“淘汰法”，即先將復雜的事物現象理出頭緒來，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，此法的目的在于揭示隱蔽在事物表面現象內部的深層特征，隨著一些非本質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及其內在聯系間接的和概括的反應，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。思維方式也是人類認識論研究的重要內容。
2006年3月，時任美國卡內基·梅隆大學(CMU)計算機科學系主任、現任美國基金會(MSP)計算機和信息科學與工程部(CISE)主任的周以真(Jeannette M.Wing)教授，在美國計算機權威刊物《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的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學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，并以此來探索計算機學習的教育價值。為此，周教授撰寫了針對大學所有新生的“計算思維”講義，并以此作為“怎樣像計算機科學家一樣思維”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注。目前，計算思維是當前國際計算機界廣為關注的一個重要概念，也是當前計算機教育需要重點研究的課題。在美國，不僅有卡內基·梅隆大學的專題討論，也有包括美國計算機協會（ACM）、美國國家計算機科學技術教師協會（CSTA）、美國數學研究所（AIM）等組織在內的眾多團體的參與；計算思維還直接促成美國國家科學基金會（NSF）重大基金資助計劃CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation）的產生，CDI計劃旨在使用計算思維產生的新思想、新方法，促進美國自然科學和工程技術領域產生革命性的成果。CDI的最終研究成果將使人們的思維模式發生轉變。這種以“計算思維”為核心的轉變，反映在美國國家自然科學與工程，以及社會經濟與技術等各個學科領域。
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，人們在一連串的研討會上探索與計算思維有關的主題。每次研討會，都有不少專家討論計算思維對不同學科的影響。研討會上所涉及的學科已延伸到哲學、物理、生物、醫學、建筑、教育等各個不同的領域。另外，英國計算機學會（BCS, British Computer Society）也組織了歐洲的專家學者對計算思維進行研討，提出了歐洲的行動綱領。
國內有關計算思維的研究
上世紀80年代，錢學森先生在總結前人的基礎之上，將思維科學作為11大科學技術門類之一，與自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、人體科學、行為科學、軍事科學、地理科學、建筑科學、文學藝術并列在一起。自從錢學森提出思維科學以來，各種學科在思維科學的指導下逐漸發展起來，計算學科也不例外。黃崇福教授可能是國內最早闡述計算思維的學者。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的方法，使人們能借助現代和將來的計算機，逐步達到人工智能的較高目標?！?/p>
國內關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。桂林電子科技大學計算機與控制學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容；反之，計算思維能力的培養也可以通過計算機方法論的學習得到更大的提高。兩者之間的關系與現代數學思維和數學方法論之間的關系非常相似。
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的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為，它選擇合適的方式去陳述一個問題，對一個問題的相關方面建模并用最有效的辦法實現問題求解。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《中國信息技術已到轉變發展模式關鍵時刻》一文中，李國杰在展望未來信息技術的發展前景時指出：“20世紀下半葉是以信息技術發明和技術創新為標志的時代，預計21世紀上半葉將興起一場以高性能計算和仿真、網絡科學、智能科學、計算思維為特征的信息科學革命，信息科學的突破可能會使21世紀下半葉出現一場新的信息技術革命?！?009年12月27日，中國計算機學會青年計算機科技論壇哈爾濱分論壇（YOCSE哈爾濱）與哈爾濱工業大學計算機科學與技術學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。報告從科學技術發展的角度出發，講述了計算思維已經和即將對各門學科產生的影響，在計算機專業的各門課程中滲透“計算思維”的設想，并倡議學者們總結計算思維有哪些類別，以及它們和各門學科、日常生活的關系。
2010年7月19日至20日，北京大學等九所知名高校在西安交通大學舉辦了“C9高校聯盟計算機基礎課程研討會”。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計算思維能力培養研究”的報告。大會就增強大學生計算思維能力的培養發表了“C9高校聯盟計算機基礎教學發展戰略聯合聲明”。
計算思維的關鍵內容
當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，我們需要根據計算機科學堅實的理論基礎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、資源約束和操作環境等問題。
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據又把數據譯成代碼。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，不僅僅根據其準確性和效率，還有美學的考量，而對于系統的設計，還考慮簡潔和優雅。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或者設計巨大復雜的系統，它是一種基于關注點分離的方法（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的行為；它是我們在不必理解每一個細節的情況下就能夠安全地使用、調整和影響一個大型復雜系統的信息；它就是為預期的未來應用而進行數據的預取和緩存的設計。
計算思維是按照預防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式，并從最壞情況進行系統恢復的一種思維。例如，對于“死鎖”，計算思維就是學習探討在同步相互會合時如何避免“競爭條件”的情形。
計算思維利用啟發式的推理來尋求解答，它可以在不確定的情況下規劃、學習和調度。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據來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行權衡。例如，它在內存和外存的使用上進行了巧妙的設計；它在數據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：當你早晨上學時，把當天所需要的東西放進背包，這就是“預置和緩存”；當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“多服務器系統”的性能模型；為什么停電時你的電話還可以使用，這就是“失敗無關性”和“設計冗余性”。由此可見，計算思維與人們的工作與生活密切相關，計算思維應當成為人類不可或缺的一種生存能力。
計算機科學是計算的學問，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。計算機科學不是計算機編程。像計算機科學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代社會中發揮職能所必須掌握的?？贪寮寄芤馕吨鴻C械的重復。具有諷刺意味的是，當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）數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，因為像所有的科學一樣，其形式化基礎建筑于數學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維，因為我們建造的是能夠與實際世界互動的系統，基本計算設備的限制迫使計算機科學家必須計算性地思考，不能只是數學性地思考。構建虛擬世界的自由使我們能夠設計超越物理世界的各種系統。（5）是思想，不是人造物。不只是我們生產的軟件硬件等人造物將以物理形式到處呈現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。當計算思維真正融入人類活動的整體以致不再表現為一種顯式之哲學的時候，它就將成為一種現實。就教學而言，計算思維作為一個問題解決的有效工具，應當在所有地方、所有學校的課堂教學中得到應用。
計算思維與計算機學科的方法論
正如本文第二部分所述，計算思維與計算機學科的方法論研究有很大的相似性，國內很多學者都在同時研究。計算思維和計算機學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，英國科學家圖靈提出了計算思維領域的計算可行性問題：即怎樣判斷一類數學問題是否是機械可解的，或者說一些函數是否可計算。所謂形理算一體原理，是針對具體問題應用相關理論進行計算發現規律的原理。在計算思維領域，就是從物理圖像和物理模型出發，尋找相應的數學工具與計算方法進行問題求解。所謂機算設計原理，就是利用物理器件和運行規則（算法）相結合完成某個任務的原理。在計算思維領域，最顯著的成果就是電子計算機的創造（計算機的設計原理），比如，電子計算機構成就是五個外部設備（計算器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備）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。
盡管計算思維的學科體系尚未成熟，但在教學和培訓中的應用和推廣已逐步開展。一些從事計算機教育的學者在教學過程中推進計算思維能力的培養，標志性的事情包括2008年美國國家計算機科學技術教師協會（CSTA）在網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在網上公布了對CS2001（美國關于大學計算機科學的教學大綱）進行中期審查的報告（CS2001 Interim Review），開始將美國卡內基·梅隆大學計算機科學系教授周以真倡導的“計算機思維”與“計算機導論”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。美國計算機科學技術教師協會認為，計算思維應當是所有學校所有課堂教學都應當采用的一個工具。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）問題到底有多復雜？即問題解決的時間復雜性、空間復雜性？（3）問題解決的判定條件是什么？（4）什么樣的技術（各種建模技術）能被應用于當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前問題的解決？
計算機科學與技術方法論是認知計算學科的方法和工具，也是計算學科認知領域的理論體系。計算機科學與技術方法論也進一步推進了大學計算思維的培養。在大學計算機學科教學中，引入計算思維關注點分離的方法解決軟件工程課程中的問題求解、算法設計、軟件設計等設計方法以及軟件開發過程、軟件項目管理和軟件開發方法學等諸多方面的問題，因為作為最重要的計算思維原則之一，關注點分離是計算科學和軟件工程在長期實踐中確立的一項方法論原則。離散數學課堂教學中可以引導學生利用計算思維去解決離散數學中的模型與數理邏輯、遞歸與等價關系數目的求解、模塊化與群、等價關系證明等問題。
目前，盡管計算思維已在大學教學中逐步應用，但是，計算思維本身還未成為獨立的學科體系，并且在教學中的應用都是少數專家學者在進行小規模探索性的實驗性教學，在培養過程中沒有系統性的應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課程的影響
盡管有關計算思維的研究目前主要在高校，在國內，也僅在為數不多的高校計算機系或計算機學院開展教學實踐探索。由于計算機學科和信息技術學科有著天然的緊密聯系，計算思維也會對中小學信息技術課程產生影響。
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家。我們應當使每個孩子在培養解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），還要學會計算思維。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。當大學計算機專業教學在嘗試用計算思維開展計算機專業課程教學的時候，教授們已提出應當為大學新生開一門稱為“怎么像計算機科學家一樣思維”的課程，面向所有專業，而不僅僅是計算機科學專業的學生。我們應當使入大學之前的學生接觸計算的方法和模型。我們應當設法激發公眾對計算機領域科學探索的興趣，傳播計算機科學的快樂、崇高和力量，致力于使計算思維成為常識。從目前中小學的課程設置來看，通過信息技術課程讓學生接觸計算思維是最有效的途徑。2000年以來，我們已經習慣于將提升學生信息素養作為信息技術課程目標，隨著計算思維的引入，需要我們去探索信息素養與計算思維的關系。
2.計算思維促進信息技術學科思維的研究
目前的信息技術課程普遍存在著“只見技術不見人”和“什么實用教什么”的現象。前者反映我國課程實現中存在著過度的技術化取向問題，后者反映了功利主義的課程價值認識。其實，這兩種現象所反映的本質都是相同的，即以簡單技術掌握為第一要義，雖然強調了用信息技術解決實際問題，但也僅是解決如何操作軟件以達到學以致用，缺乏從學生人生發展的高度看待信息技術課程所應有的價值。
筆者曾從信息技術課程中有關算法與程序設計的學習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，能夠將一個復雜的問題轉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，這也是科學和設計領域的一項重要技能；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劣，能夠設計與構造操作步驟更少、更經濟的算法。
算法思維的提出在一定程度上解決“算法與程序設計”的學習價值不是僅對口程序員的培養，就像數學的學習不僅是培養會計一樣。通過算法和程序設計的學習，學生可以體驗解決問題的過程，規范的設計與工藝要求，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點，相比以計算理論出發的計算思維，有更多的局限性。因此，計算思維有利于推進信息技術課程在學科思維方面的研究，有利于學生通過信息技術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.計算思維引發有關信息技術與計算機學科的關系思考
計算機界長期以來一直認為程序設計語言是進入計算學科領域的優秀工具，也是獲得計算機重要特征的有力工具。早期中小學開展BASIC語言學習，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科思維，過多地關注具體語言的細節。而以應用軟件為學習對象的計算機課程，雖然強調了應用，但仍然關注軟件操作細節的學習，使得課程學習內容與社會上的軟件培訓班相差無幾。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。
信息技術課程不僅在課程目標上實現了從掌握計算機知識和技能到信息素養的轉變，課程形態、教學內容、教學模式、評價方式、教材等方面都有了較大的發展與改進。但是，目前的信息技術課程在處理學習內容中，“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）”三者關系時把握不清，特別是對于有關計算機原理與操作的學習內容，存在既想回避又無法回避的現狀，要回避是因為要避免學科教學走回原計算機課老路，但計算機作為現代信息技術的典型代表在教學中又無法回避。
信息技術和計算機都能對數據進行加工，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。這也是計算思維經抽象以后反映的根本問題。計算思維將促進信息技術課程中信息技術與計算機技術的關系問題，即計算機在信息技術課程中的地位問題。
結束語
篇6
在計算機網絡課程教學中，創新思維的有效運用可以對計算機網絡的原理進行觀察、概括和提煉并產生聯想、發散與想象，這種教學模式可以通過循環聯想、圖形同構和夸張寓意等形式進行表現。
一、聯想思維和循環聯想
聯想思維是指在人腦內記憶表象系統中由于某種誘因使不同表象發生聯系的一種思維活動。聯想思維的類型包括相似聯想、相關聯想、對比聯想和因果聯想。
相似聯想是由某一現象或事物想到與它類似的其他現象或事物，從而產生某種新想法。新想法可以從內容邏輯、情感反應、外部形態和意義性質的相似性引起聯想。例如在計算機網絡教學中，我們講串行通信模式，講完單工模式后，就可以讓學生們去聯想，如果有兩個信息節點，信息只能從A到B，那么B信息必須傳到A時怎么辦呢？我們在現在的線路基礎上，在收發端分別增加設備，是不是就可以利用這條單行線，實現數據從A傳到B，或者從B傳到A，從而實現半雙工模式。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，相關聯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，既可由結果聯想到原因，也可以由原因聯想到結果。由此可見，因果聯想可以一環套一環、一層套一層地不斷深想，直至創新的準確切入。
在計算機網絡課程中，啟發學生利用聯想方法，通過相似聯想、相關聯想、對比聯想和因果聯想完成循環聯想的練習，例如串行數據通信的方向性結構有三種，即單工、半雙工和全雙工；講課時，首先介紹單工傳模式，再訓練學習，如何通過單工模式設計新的通信模式，由此引出半雙工和雙工模式，通過聯想完成通信模式介紹，如圖1所示：
聯想訓練將不同的概念和形象互相聯系，從某種意義上說形成了一新的組合創造。將抽象的、無形的心理理念和狀態轉化為具體事務，是精神與思想的組合。因為聯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中，我們通過聯想的方法，不僅僅使同學們從單工模式聯想到半雙工，雙式模式，甚至還有個別同學聯想出了超越教材的串行通信模式。
二、形象思維和圖形同構
形象思維是創新思維的主體，從信息學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與規律。
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造性的優點；（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、直觀和整體的優點。
例如在網絡拓撲結構圖講授中，教師只畫出星形拓撲結構圖并做粗略介紹，然后要求學生利用形象思維指出可以想像得到的其他網絡拓撲結構。學生利用生活中的拓撲結構聯想并進行討論分類，最后整理出如圖2所示的網絡拓撲結構：
三、發散思維和夸張寓意
發散思維具備以下特征：
（1）發散思維具備獨特性，其思維具有超乎尋常的新成分，并不受現有知識、傳統觀念的束縛，可朝各種可能方向發散，其結果有可能由已知趨向未知；（2）發散思維具備流暢性，能在短時間內發表多種觀念，其反應速度和數量是量的指標體；（3）發散思維具備變通性，其思維變化多端、舉一反三，可以提出不同凡響的新觀念。
創新思維是學習的動力，從某種意義上說是學習的靈魂。在計算機網絡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，然后要求學生自己思考、創新，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]錢學森. 關于思維科學[M]. 上海人民出版社，1986.
篇7
一、利用“看畫”培養學生思維的深刻性
美術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。在上美術欣賞時，可利用直觀教學法起動他們的形象思維。其后再對各種形象思維的結果進行比較、鑒別、篩選得出正確的思維結果。如，欣賞我市苗族東部次方言區（丹青、排綢、排吼）的苗帕時。初看，學生看得十分膚淺，很不深刻。錯認為：顏色單調，僅黑白二色。我指導他們細看，學生們能發現畫中的花草、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，作品產生共鳴。其實學生的生活中并不缺少美，而是缺少發現。通過看畫欣賞從物象形體結構、空間情境、色彩關系等，培養了學生發現美、鑒賞美的能力。并利用“看畫”過程培養了學生思維的深刻性。
二、利用 “想畫”培養學生思維的創造性
想畫，是對畫的思維過程，海闊天空地發散思維，是創造性思維的基礎。創造力是人的智能結構中最主要的一個方面。因此，培養學生的創造能力，應在提高學生思維的創造性上花氣力。美術是用形象進行思維的，在它的欣賞創造過程中，要求學生多想一些為什么？如，欣賞黃永玉的《湘西寫生》同學們看到了：秀麗的湘西風光，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。學生感受到了：湘西處處有美麗，看到了湘西人民物質生活的提高，精神文明生活的豐富。在欣賞時，讓學生一邊欣賞，一邊聽樂曲《在希望的田野上》這時學生的眼睛、耳朵、腦子同時起動，各種智慧也相繼產生了。所謂智能就是認識客觀事物，并用知識去解決問題的創造性。一般說人的智能的高低不是先天就有的，而是后天學成的，是靠個人努力與教育得到的。想畫，能使學生的創造性思維活躍起來，能提高學生思維的創造性。
三、利用“寫畫”培養學生思維的流暢性
學生智能不是憑空發展，需一定的環境和機遇，使它表現出來。在看畫、想畫的基礎上，接著做寫畫的練習。其實在看、想時，學生不知不覺的邊看、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。老師要指導寫畫要點，列出提綱。學生可自由地、創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特色的？……。一系列的提問，一個個的作答，學生的思維隨著邏輯流動。將學生審美能力一步步地提高。這樣，學生思維的流暢性得到了培養。
四、利用“議畫”培養學生思維的全面性
議畫是培養學生思維全面性的有效途徑，是學生牢固掌握美術知識的一個重要手段。議畫實際上就是組織學生討論，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，要讓學生暢所欲言，要盡量讓學生想得寬一點、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。教師要為學生創設議畫情境，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，學生討論時會更為方便。每一個人的發言，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。使學生從不知到知，從知表到知里，從思維內化到口頭表達。這樣的訓練提高了學生思維的全面性。
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，曾任美國卡內基·梅隆大學（CMU）計算機科學系主任，現任美國基金會（MSP）計算機和信息科學與工程部（CISE）主任的周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權威雜志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的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[1]。
計算思維這一觀念一經提出，立即得到美國教育界的廣泛支持，并引起歐洲的極大關注。2007年9月19日，歐洲科學界、工業界領導者在布魯塞爾皇家科學院召開了名為“思維科學——歐洲的下一個政策挑戰”的會議[2]。2008年10月31日，我國高等學校計算機教育研究會在桂林召開關于“計算思維與計算機導論”專題學術研討會，來自全國80多所高校，包括70多位計算機學院院長、主管教學副院長在內的近百名專家出席會議，根據“計算思維”領域的研究以及它在科技創新與教育教學中的重要作用，探討科學思維與科學方法在計算機學科教學中的作用以及在教學過程中如何以課程為載體講授面向學科的思維方法，以共同促進國家科學與教育事業的進步[3]。
根據周以真教授的觀點，計算思維就是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，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，它把代碼譯成數據，又把數據譯成代碼；計算思維采用抽象和分解來迎接龐雜的任務或者設計巨大復雜的系統；計算思維是按照預防、保護以及通過冗余、容錯、糾錯的方式從最壞情況恢復的一種思維；計算思維利用啟發式推理來尋求解答，即在不確定情況下的規劃、學習和調試；計算思維利用海量數據來加快計算，在時間和空間之間、在處理能力和存儲容量之間進行權衡。
計算思維與生活密切相關：當你早晨上學時，把當天所需要的東西放進背包，這就是“預置和緩存”；當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“多服務器系統”的性能模型；此外還有“失敗無關性”和“設計冗余性”。由此可見，計算思維與人們的工作與生活密切相關，計算思維應當成為人類不可或缺的一種生存能力。
2 信息技術與計算思維的關系
信息技術是關于信息的產生、發送、傳輸、接收、變換、識別、控制等應用技術的總稱，是在信息科學的基本原理和方法的指導下擴展人類信息處理功能的技術。作為現代信息技術，包括通信技術、計算機技術、多媒體技術、自動控制技術和遙感技術等。當今社會，人們已經離不開信息技術。
篇9
近年來，國際國內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？在現代高等教育中，如何去培養學生的計算思維？……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“運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類行為。”并對其內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、內涵及其與實證思維，邏輯思維的關系，進一步指出了計算思維在未來的發展中所面臨的挑戰；文獻【3】討論了計算思維對各門學科產生的影響，并提出應該在計算機專業的各門課程中滲透“計算思維”的設想；文獻【4】探討了計算思維和計算機方法論之間的關系，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習得到更大的提高。文獻【5】通過對計算機科學思維，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】中分析了當今計算機教育存在的危機及危機產生的原因，提出了在非計算機專業的計算機課程教學中應講授計算學科的普適思維以及計算學科的基本素養，并探討了“大學計算機”課程的思維性教學方法。文獻【7】以遺傳與遺傳算法的教學為例，提出了寬度，深度相結合的計算思維教學方法，即由自然/社會生活中的計算到計算機技術與計算機系統中的淺層次計算，再到深層次計算。然而眾所周知，思維的培養單憑一兩門課程的學習是無法完成的，它是一個綜合性很強的過程，需要在學生的四年大學學習生活中，持續不斷的來完成。因此，本文結合筆者多年的教學經驗，以數據結構課程為例，探討了在本課程教學中如何進行計算思維的培養，使得計算思維成為學生的一種思維習慣，并能夠運用這種思維進行問題的思考與分析。
1.數據結構與計算思維
作為人類三大思維科學（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的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等，它涵蓋了計算機科學之廣度的一系列思維活動，其最主要的本質是抽象和自動化。將計算思維的概念、內涵進行分析，可將計算思維的內容分為三個層面：計算思維意識，計算思維方法和計算思維能力【8】。在思維訓練的過程中形成思維意識，反復的思維訓練最終的結果使得思維能力得以提升。《數據結構》是計算機相關專業的一門十分重要的核心課程，其核心內容是抽象數據類型、數據操作。幾乎課程中的每個知識單元都對應著一種計算思維的方法。如抽象數據類型對應研究對象的符號表示；算法對應問題的求解辦法；樹、二叉樹的定義，遍歷對應遞歸法等等。課程教學的目標不僅僅是要傳授學生計算機方面的基礎知識和應用能力，更是要提高學生分析問題，解決問題的能力，這也是計算思維的終極目標。因此，《數據結構》教學是計算思維培養的重要載體，是一種重要的計算思維訓練工具。
2.基于計算思維能力培養的《數據結構》課程教學
如何在《數據結構》的課程教學中進行計算思維的培養，以提高學生運用計算思維進行問題的分析和求解是一個挑戰。在課堂上進行思維的培養，需要在宏觀上重新審定課程內容，以計算思維為主線組織課程；從細節上改善課堂環節，增強學生思維訓練；改變教學成果的考核方式，建立有效的，可量化的成果檢測方式。圍繞這一主線，筆者在《數據結構》的課程教學中做了以下幾個方面的嘗試。
（1）設計具有思考性的、趣味性的知識情境
以計算思維為導向進行《數據結構》課堂教學，需要教師為學生提供富有思考性的課堂環境，即為學生參與富有意義的思維活動提供機會并鼓勵學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，結合不同的專業背景進行調研，熟悉并掌握計算機應用實例；另一方面需要教師認真學習、研究計算思維和課程內容，提煉并展現蘊藏在知識背后的計算思維，精心設計具有思考性的知識情境，引導學生根據實際情況進行任務的分析，分解，引導學生主動進行知識的探索，從而使每個學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《數據結構》課程中的第一個抽象數據類型。針對這一知識點，我們設計的知識情境為設計一個簡單的門診掛號系統。將學生分為幾個小組，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）；關系（以號碼為關鍵字形成線性表）；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和唯一的一個直接后繼），可能的操作（插入，刪除）等等內容。通過這樣一個實例，將線性表的相關知識點融入到該實例中，激發學生學習新知識的興趣，培養學生主動思考問題的習慣。
（2）提高課堂實效，強化計算思維訓練
思維隨著知識的貫通而形成，能力隨著思維的訓練而提高。因此，提高學生的計算思維能力，除了設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練。因此，筆者強調需要從多樣性的角度強化思維訓練。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，除了教師要精心設計知識情境外，更強調的是學生要認真觀察，發現生活中的類似案例，不斷的進行計算思維的自主訓練。算法的多樣性則強調對于同一問題，進行多角度求解。例如，在進行單鏈表的創建的時候，如果每次輸入的數據結點是邏輯有序的，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點，這種單鏈表的建立方式稱之為“尾插法”建立單鏈表；根據結點插入位置的不同，啟發學生亦可以從單鏈表的頭部插入結點，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點中，最后一個元素位于單鏈表的第一個結點中。繼續啟發學生，插入結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。只是為了保證數據元素的邏輯有序性，需要在單鏈表中先找到元素的適當位置，然后進行元素的插入。單鏈表的創建方法，根據結點的插入位置不同，方法各異。因此，要啟發學生多角度思考問題，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練。除此之外，還要鼓勵學生改進別人的算法，從而培養學生計算思維的多樣性和重構性。
（3）改革考核方式，建立可量化的考核方法
目前，我校對《數據結構》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，應用和程序設計等題型安排內容。這些題型在考核中發揮了重要的作用，但也存在過于機械、反應思維有限等弊端。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計和卷面考結合起來，其中課程設計主要是完成一個綜合的，完整的系統，主要考核學生對計算機知識的系統掌握；而在卷面考方面，將應用題的比例由原來的25%調整到40%，以考察學生運用所學知識進行問題分析，求解的能力。
《數據結構》是計算機相關專業的一門專業基礎課，同時也是進行計算思維訓練的重要工具之一。如何以計算思維為導向進行《數據結構》課程的教學，文中分別從案例設計，課堂教學，課程考核三個方面進行了初步探索。當然，計算思維能力的培養不是一朝一夕的，僅僅通過一兩門課程的教學是不能完成思維培養的，需要在學生的四年大學生活中持續不斷的來完成。因此，計算機專業的教師應從計算思維的層面看待所授的課程，注重實施計算思維訓練的意識和行為，以此作為技能型人才培養的突破口，提高學生自主解決實際問題的能力。
參考文獻
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篇10
風景園林設計作為一門理工類學科，在不同的院校系別中專業側重有所不同。隨著國內風景園林設計行業的發展及境外優秀設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律與相關法律法規的施工員，也不僅僅是只能提筆畫圖的繪圖員，而是具有設計創新能力的設計師。因此，在風景園林設計專業課程體系中，應充分重視設計思維學及相關課程的設置。
二、設計教學方式
本課程教學采用課堂理論講授、互動討論和動手實踐相結合的方式進行。要求學生掌握直線型思維即發散思維、逆向思維、分合思維等思維方法，學會使用思維導圖、“十二個一和田思維法”等方法進行思維整合，能夠將思維過程推向圖形階段，完成從構成到設計進而轉變成設計圖紙的過程。
三、課程內容設置
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。思維科學研究的對象為哲學、邏輯學、腦科學與語言學。（思考：人是怎樣思維的？人應該如何思維？怎樣思維才是科學的思維方式？）（2）設計過程。思考階段――分析設計任務和定義項目的階段，重點是對設計進程的不同階段以及成功設計的每個步驟進行全面思考;調研――這部分是信息收集階段，它有助于形成設計構思;構思――如何運用不同的方法和靈感設計出符合要求的創意方案;改進――如何提煉一個籠統的設計概念;實施。
2.理性思維與設計
（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。理性思維指導著形象思維的具體運用，得出符合設想或構想的最終形象，在體現審美規律的同時，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、字意、繁體字。
4.思維模式的使用
（1）發散思維：從所給的信息中產生信息，也就是從同一來源中推展、轉移出大量子系統的信息輸出。（2）收斂思維：從所給的信息中產生邏輯的結論，其重點是產生獨有的、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，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物的思維方式。
5.思維導圖
（1）思維導圖的特點與作用：激發設計靈感，約束思維方向，整合設計思路。（2）思維導圖的繪制方式：利用線條、符號、詞匯、圖像對設計思維過程加以描述，把主題放在中央，向外發散，使用關鍵詞表達各分支的內容。
6.“十二個一和田思維訓練法”
（1）由來：頭腦風暴法的創始人奧斯本博士于1946年提出的“檢核表法”，以及創造學研究者許立言、張?？蜕虾：吞锫沸W的教師在檢核表法的基礎上提煉總結出來。（2）訓練內容：加一加、減一減、擴一擴、變一變、縮一縮、聯一聯、改一改、學一學、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、內涵深刻的視覺形象。
8.圖形創造過程與方法
（1）圖形創造過程：感知階段、醞釀發現階段、橫向震蕩階段、元素重組階段、完善正稿階段。（2）圖形創造方法：寓意、象征、形象替代、形象變異、形象夸張。
9.圖形創造形式階段
（1）設計的基本元素：點、線、面、形體、運動、顏色、質地、聲音、氣味、觸覺。（2）設計形式：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
當前中國的風景園林設計行業正面臨著前所未有的挑戰與機遇。作為培養專業人才的高校，應當順勢培養出適應市場需求的具備藝術設計創新能力的風景園林設計師。相信設計思維學課程的開設能夠豐富并有針對性地補充以招收理科生為主的風景園林設計本科專業的課程內容，為高校培養合格的風景園林設計師做出應有的貢獻。
篇11
1．對抽象思維能力的培養
在物理教學中，對抽象思維的培養主要是通過在形成物理概念和建立物理規律的教學過程中完成的。
物理學是研究物質結構和運動基本規律的學科。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象，而物理概念是這些現象中某一類的共同本質屬性的反映，物理規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律的建立過程，從而使學生的抽象思維能力得到培養，關鍵是抓住物理概念和物理規律的“引入”和“推導”。引入不當、推導呆板、僵化，就可能變為老師武斷地把學生往前“拖”，“拖不動就可能抱著學生或背著學生“走”，從而使學生變為死記結論。所以“引入”和“推導”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合理的設計、引入和推導，則“話不多”而學生更能理解和掌握。
“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、生動形象)、現象引入法(現象要典型、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，經過分析、綜合、抽象、概括等思維活動實現由感性認識到理性認識的飛躍和升華。
2．對創造性思維能力的培養
應用逆向思維培養高中生的創造性思維能力。人們的思維活動，按照思維程序的不同，可分為兩種：按事物發展的過程先后，從起因分析推斷事物發展的結果，稱為正向思路；按相反的程序稱為逆向思維，即從事物發展的結果追溯起因。牛留信老師根據自己的教學體會總結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的實際，其實逆向思維在物理教學中處處時時都可進行，并結合正向思維開展，效果會更好。下面，我們以《曲線運動》一節的教學案例來說明：
2．1 引入新課時的問.
師(引入):前面第二章我們學習了直線運動的規律，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”。
在學生終于搞清后，我讓一個同學上黑板來根據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 對課堂教學中得到(歸納總結)的結論進行反問.
例如，當得出“一切曲線運動都是變速運動”后反問：“一切變速運動都是曲線運動嗎?”
2．3 在鞏固應用知識時不斷地從不同的角度進行發問和反問.
可見，通過課堂上這種反問式的逆向思維陪養，不但上課效果明顯了，學生們也在不知不覺中得到了思維能力的培養。
采用開放題和開放式教學提高學生的創造性思維能力。改革傳統教學，其中改變唯一解題方法的傳統題(或封閉題)，但適當地采用和引入一些更具發散思維的開放題，有利于培養學生的創新精神和創造性思維能力。理由是：①按照“馬登理論”，學習的本質就是鑒別，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，促進學生學習的一個重要手段，就是在教學中我們應當盡可能地擴展變異維數(或者說，學生的學習空間)；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中的應用事實上就有效地拓展了學習空間。②另外，由于常規的物理教學主要集中于收斂思維，因此，這就凸顯出開放教學的一個明顯的優點，即特別有利于學生發散型思維的培養。叫任何好的題目，如果沒有適合形式的教學去保證，這種培養學生創造思維的可能性就不會自動轉化為現實性。
例如，一質量m的小物體(可看作質點)以vo的初速度從斜面底端沿傾角為e的斜面沖上去，當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，必須本身是問題解決(當然包括解物理習題)方面的高手，并且能夠根據各種資料上的習題或網上的習題，結合生產、技術和生活等方面的物理情景編制出一些高質量的題來。
3．批判性思維能力的培養
我國著名地質學家李四光說過：“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生敢于提出自己的意見、建議和批評，形成批判性思維的習慣。要不迷信書本和權威的結論，不輕易就相信。學生作業中有錯誤，老師批改后找出來歸類，然后讓學生相互評定，找出錯誤原因。也可嘗試學生互批作業，然后讓學生報告發現的錯誤之處。這樣就能逐漸培養學生的批判性思維能力。請看下面的例子：
一個物體，質量是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，這個物體產生的加速度是多大?
篇12
筆者認為，在數學課堂教學中培養學生質疑思維能力很重要，所以在數學教學中建議教師注意一下幾點。
一、教師要熟知質疑思維的特征
（1）質疑思維最核心的特征就是它的疑問性。疑問性充分體現在問“為什么”上。這是探索問題的切入點、入口點，表達了一種開發、開掘的欲望，他是發現問題、提出問題的鑰匙。
（2）質疑思維表現最明顯、活躍的特征就是它的探索性。探索性充分體現在思考、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，得到正確答案為止。
（3）質疑思維最可寶貴的特征是它的求實性。質疑思維的結果目的完全在于他的求實性，亦包括他的求真性、完整性、價值性和規律性。
二、營造愉悅的氛圍，創設質疑思維的情景，給學生提供獨立思考問題、自己提問題的條件與機會，為質疑思維的培養創造良好的內、外部環境
在課堂教學中應該適當給予學生思考的習慣與能力，在課堂上善于創設思維情景，引導學生積極思維，運用已學過知識去解決新問題。教師應訓練學生創新能力為目的，發散學生思維為根本，保留學生自己的空間，尊重學生的愛好、個性和人格，以平等、寬容、友善的態度對待學生，使學生有在教育教學中能夠與教師一起參與教和學中，真正做學習的主人，形成一種寬松和諧的教育環境。只有在這種氛圍中，學生才能充分發揮自己的聰明才智和創造想象的能力。其中組織課堂討論是一種使用較普遍的有效方法，這樣培養的學生敢于提問題、敢于批判、敢于質疑、思維敏捷，不受老師講解的束縛，有利于學生之間的多向交流，取長補短。課堂教學中有意識地搞好合作教學，使教師、學生的角色處于隨時互動中。
三、根據質疑思維和學生的特點，教師在數學課堂教學中如何培養學生質疑思維
心理學研究表明，學生對事物的認識（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”。激活學生質疑思維的課堂提問是尋找觸發學生質疑思維敏感點的關鍵。這樣易使學生質疑思維高度集中，更有利于訓練學生的質疑思維敏銳性。通過上課深入思考的多次參與和課上自主、熱烈的討論，培養學生獨立精神，良好的學習習慣得以養成。
（1）在數學教學過程中，教師應多留給學生自主空間。要培養學生質疑思維，教師在數學課堂教學中，要多留給學生自主思考的空間，數學過程摒棄“滿堂灌”的老式教學方法，留出更多的時間和空間給學生。這就要求教師在課前要細致、認真地備課，在教學過程中精講，甚至是不講。那么，教師在數學課堂上的任務是什么呢？首先，教師明確每一節數學課的教學目標，把學生引導到一條正確的學習道路上。其次，教師要指出本節教學內容的重點，以便學生能圍繞重點拓展思維。最后，教師的任務就是到位的、及時的對學生提出的質疑進行點撥、解釋，并加以指導，讓學生解惑，得以求知。而在這三個任務中，教師最主要的任務是把課堂時間留給學生。
（2）在數學教學過程中，教師要利用合作、探討的方法激活提問。有些數學課堂，針對要學的數學知識，教師雖然事先安排好像上述的數學過程，但往往數學過程不遂人愿，學生并不能很快地、自主地投入到自學。找疑的過程中。此時教師可采用組織學生合作、討論的方法，激活質疑。如把學生分成若干小組，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，讓學生找出疑問。這樣，即可活躍課堂氣氛，也可帶動每一個同學參與學習，參與動腦思考。學生一旦學會合作、探討，享受到合作、質疑學習的成功喜悅，便會強化學習動機。
篇13
一、培養數學思維能力的必要性
新課程改革要求數學教學變革傳統的教學方式，同時要求提出靈活多變寓教于樂的教學方式和積極主動善于探索的學習方式。讓數學教學成為學生學習的一個有趣的探索旅程，積極引導學生的學習興趣，成分發揮創新意識，培養學生的數學思維能力。
在教學中往往會碰到一些學習非常努力的學生沒有好的成績，導致漸漸失去學習信心，有的還會產生厭學心理。主要是因為學生在學習的過程中存在很多問題，阻礙了學生對數學知識的學習和掌握。有的在課上隨著老師的思路可以聽懂，但是課下不會解題，像這樣的是數學思維能力一般的學生，只懂皮毛沒有真正掌握知識點，無法做到融會貫通。有的學校練習量很大，但是在測驗時卻沒有好的表現，這樣的學生數學思維方法的掌握和運用缺乏，沒有對題型做相關的分析歸納。有的學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，充分說明在數學教學中培養學生的數學思維能力至關重要。
二、培養數學思維能力的課堂教學過程
（一）創設問題情境。教師在課堂上創設問題情境，讓學生現有的知識和新知識之間產生矛盾，這樣就會激起學生對新知識的需要，引起他們對知識的探索。課堂教學的情境要和學生的日常生活聯系在一起，讓他們有一種學好數學知識才可以方便生活的感覺。在進行問題情境創設時要注意問題要具有導向性、難易要集中、要有啟發性、要有新穎性，這樣目的明確在學習中學生還可以受到啟發，還能引起學生的注意力，激發學生繼續探究的興趣。
（二）自主探索。在教師將問題情境展現給學生之后，學生在進行自我探索的過程中教師要及時為學生提供輔導和支持，使學生自己形成完善的內部認知結構。自主探索是為了起到教師對學生的誘導啟發作用，在探索初期，對于基礎和思維相對較差的學生來說教師的引導是極其重要的。
（三）師生共同協作學習。在學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，充分實現師生協作的作用。在該過程中通過學生們不同的觀點、思路，及各方面出現的差異沖突，可以激發學生積極探求真理的欲望，還可以培養學生的創造性思維。一方面每一位學生的思維結果都會受到全體成員的考察和評價，另一方面學生在對別人的結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）學生進行反思建構。反思建構的目的是將思維的結果儲存在長時間的記憶中，來提高思維策略的操作水平，一般反思建構的基本形式是：將解決的問題按數學的深層結構進行歸類；用符號做出思維流程圖；將概念之間錯綜復雜的關系形成概念網絡圖；根據所學知識提出相應問題。
（五）進行知識遷移。問題通過討論有了一定的結果，學生們也掌握了知識點，現在應當在練習中運用。練習時不能一成不變，在有效學習條件不變的情況下，對概念和規則例證做出更改，通過這樣的變動式練習，使學生自己概括出課題的共同特征和一般的解題方法。練習一些精煉的題型；然后課后的練習題一定要和課堂內容保持同一性。這樣的學習才是適合學生認知發展水平的。
三、培養數學思維能力的策略
（一）系統、規律的知識培養
數學是由一系列概念、公理組成的一門系統性和邏輯性很強的學科。在對數學的學習中學生運用原有的認知結構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，還會阻礙學生思維能力的進一步發展。
（二）適時引導，注意啟發。
在數學教學中教師適當的引導可以激發學生的求知欲，還可以及時根據學生反饋的信息對學生進行思維訓練。教師在全面熟悉問題情境時，可以先讓學生理解問題情況，然后根據提問讓學生產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？學生會回答因為圓的可以轉動，方的不可以。如果老師再問那為什么不做成橢圓的呢？這個問題可能學生意想不到，隨之學生就會產生學習興趣。這種方式很好的引導了學生，也將學生的注意力帶到課堂，充分激發了學生的思維能力。
（三）培養學生獨立思考和解決問題的能力
在學習中獨立的思維是形成數學思維能力的關鍵。教師在教學時應當注意：在講課時不能完全占據主導地位，要適當的給予學生獨立思考和發表見解的機會；在指導學生時要明確問題的性質和目的；要鼓勵學生從多方面去思考問題，培養學生的靈活性。
結論：綜上所述，學生思維能力的培養終究還是離不開老師的引導，初中教育是思維能力培養的基礎階段，應該明確目標抓住重點來進行發展和培養，這樣才能培養出良好的思維能力，為下一階段學習打基礎。
作者簡介：程小平，男，本科畢業，農安縣伏龍泉鎮中學數學教師。
參考文獻：
